NJW4617 データシート

NJW4617
PWM 調光機能付き 定電流 LED ドライバ
■ 概要
NJW4617 は、PWM 調光機能付き定電流 LED ドライバです。
定電流回路、PWM 制御回路、保護回路を、小型パッケージに搭載し、
LED を簡単に点灯させることができます。
外付けの電流センス抵抗により、LED 電流を可変でき、最大 500mA
まで設定が可能です。
出力電圧は最大 40V のため、使用する LED の Vf に応じて、多灯の
LED 直列接続が可能です。
また、PWM 信号の Duty を変えることにより、調光も可能です。
バックライトや照明、その他光源などのアプリケーションに最適です。
■ 外形
NJW4617DL3
( TO-252-5 )
■ 特長
・ 電源電圧範囲
2.5V to 40V
・ 出力電圧
VLED  40V max.
・ 出力電流
ILED = 20mA to 500mA
・ 出力電流精度
1.5%
・ 最大11灯駆動（LED Vf = 3.4Vの場合）
・ 消費電流
450A max.
・ PWM調光機能 / イネーブル機能 (共通端子)
・ 過電流保護機能内蔵
・ サーマルシャットダウン回路内蔵
・ LEDショート保護回路内蔵 (ヒステリシス付き)
・ パッケージ
TO-252-5
■ ブロック図
VDD
LED
+
VREF
(0.2V)
RS
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
Control
Logic
Standby Timer
GND
Ver.2015-10-23
EN/PWM
-1-
NJW4617
■ 端子配列
5. LED
4. RS
3. GND
2. EN/PWM
1. VDD
■ 端子説明
端子
番号
1
端子名
I/O
VDD
-
2
EN/PWM
I
3
GND
-
接地
4
RS
O
出力電流設定端子です。RS 端子と GND 間に電流センス抵抗を接続します。
RS [Ω] = 0.2 [V] / ILED [A]
5
LED
O
定電流回路の出力端子です。
LED のカソードを接続します。
-2-
機能
電源端子
動作・停止制御および調光用 PWM 信号入力端子です。
High レベル入力で動作、 Low レベル入力でスタンバイモードとなります。
また、PWM 信号の Duty 比を変えることにより明るさを可変できます。
調光しない場合は、High レベル入力で、設定した LED 電流で点灯します。
Ver.2015-10-23
NJW4617
■ 絶対最大定格
項 目
電源電圧
出力電圧
EN/PWM 端子電圧
消費電力
記 号
VDD
VLED
VENPWM
PD
定格値
-0.3 to +45
-0.3 to +45
-0.3 to +45
1190 (*1)
3125 (*2)
-40 to +150
-40 to +125
-50 to +150
(Ta = 25C)
単位
V
V
V
mW
接合部温度範囲
Tj
C
動作温度範囲
Topr
C
Tstg
保存温度範囲
C
(*1) 基板実装時 76.2 × 114.3 × 1.6mm (2層 FR-4) で EIA/JEDEC 規格サイズ、且つ銅箔面積100mm2
(*2) 基板実装時 76.2 × 114.3 × 1.6mm (4層 FR-4) で EIA/JEDEC 準拠による
（4層基板内箔: 74.2 × 74.2mm、JEDEC 規格JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用）
■ 推奨動作範囲
項 目
電源電圧
出力電流
出力電圧
■ 電気的特性
項 目
消費電流
OFF 時消費電流
出力電流精度
出力端子リーク電流
OFF 遅延時間
EN/PWM 端子 ON 電圧 1
EN/PWM 端子 ON 電圧 2
EN/PWM 端子 OFF 電圧
EN/PWM 端子入力電流
RS 端子出力電流
PWM 調光 ON 遅延時間
PWM 調光 OFF 遅延時間
LED ショート保護検出電圧
最大出力電流
Ver.2015-10-23
記号
VDD
ILED
VLED
条件
最小
2.5
20
-
標準
-
最大
40
500
40
単位
V
mA
V
(特記事項なき場合、VDD = 12V, VLED = 1V, RS = 2Ω, VENPWM = VDD, Ta = 25C)
記号
条件
最小
標準
最大
単位
IDD
330
450
µA
IDD_OFF
VENPWM = GND
0.1
µA
-1.5
+1.5
%
ILED
ILEAK
VENPWM = GND, VDD = VLED = 40V
0.1
µA
tD_OFF
10
25
45
ms
VENPWM_ON1 VDD < 5V, ILED = OFF  ON
0.7VDD
VDD
V
VENPWM_ON2 VDD ≥ 5V, ILED = OFF  ON
3.5
VDD
V
VENPWM_OFF ILED = ON  OFF
0
0.5
V
IENPWM
7
µA
IOUT_RS
LED = OPEN
4
µA
tPWM_ON
13
µs
RS = 0.4Ω, VENPWM = L  H
tPWM_OFF
1
µs
RS = 0.4Ω, VENPWM = H  L
VLED_SHORT RS = 0Ω
18
21
24
V
ILED_MAX
RS = 0Ω
500
850
mA
-3-
NJW4617
■ 応用回路例
VDD / V+
VDD
LED
ILED
+
VREF
(0.2V)
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
RS
Control
Logic
ILED
0
PWM調光時
出力電流波形
RS : 電流センス抵抗
Standby Timer
H : ON
L : OFF
PWM : 調光
GND
EN/PWM
Rs抵抗値決定方法: RS ( ) 
-4-
0.2(V )
ILED ( A)
Ver.2015-10-23
NJW4617
■ 特性例
Quiescent Current vs. Temperature
Quiescent Current vs. Supply Voltage
[VLED=1V, VENPWM=VDD, RS=2Ω]
450
400
Quiescent Current : IDD [μA]
400
Quiescent Current : IDD [μA]
[VDD=12V, VLED=1V, VENPWM=VDD, RS=2Ω]
450
350
300
250
200
150
100
-40℃
25℃
50
350
300
250
200
150
100
50
125℃
150℃
0
0
0
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
-50
40
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
Quiescent Current at OFF State : IDD_OFF [nA]
Quiescent Current at OFF State vs. Temperature
[VLED=1V, VENPWM=GND, RS=2Ω]
100
VDD=2.5V
VDD=12V
10
VDD=40V
1
0.1
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
Output Pin Leak Current vs. Temperature
1000
40
VLED=1V
VLED=5V
100
[VDD=12V, VLED=1V]
45
OFF Delay Time : tD_OFF [ms]
Output Pin Leak Current : ILEAK [nA]
OFF Delay Time vs. Temperature
[VDD=40V, VLED=40V, VENPWM=GND, RS=2Ω]
VLED=40V
10
1
35
30
25
20
15
10
5
0.1
0
-50
Ver.2015-10-23
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
-5-
NJW4617
■ 特性例
EN/PWM Pin ON Voltage vs. Temperature
[VLED=1V, RS=2Ω]
EN/PWM Pin ON Voltage : VENPWM_ON [V]
EN/PWM Pin ON Voltage : VENPWM_ON [V]
EN/PWM Pin ON Voltage vs. Supply Voltage
3
2.5
2
1.5
1
-40℃
0.5
25℃
125℃
150℃
0
0
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
2.5
2
1.5
1
0.5
0
40
-50
3
2.5
2
1.5
1
-40℃
25℃
0.5
125℃
150℃
0
0
10
20
30
Supply Voltage : VDD [V]
40
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
EN/PWM Pin OFF Voltage vs. Temperature
EN/PWM Pin OFF Voltage : V ENPWM_OFF [V]
EN/PWM Pin OFF Voltage : V ENPWM_OFF [V]
EN/PWM Pin OFF Voltage vs. Supply Voltage
[VLED=1V, RS=2Ω]
[VDD=12V, VLED=1V, RS=2Ω]
3
[VDD=12V, VLED=1V, RS=2Ω]
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature [ºC]
EN/PWM Pin Input Current : IENPWM [μA]
EN/PWM Pin Input Current vs. EN/PWM Pin Voltage
[VDD=VENPWM, VLED=1V, RS=2Ω]
60
-40℃
25℃
50
125℃
150℃
40
30
20
10
0
0
-6-
10
20
30
EN/PWM Pin Voltage : VENPWM [V]
40
Ver.2015-10-23
NJW4617
■ 特性例
PWM Dimming ON Delay Time vs. Output Current
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
100
200
300
400
Output Current : ILED [mA]
500
PWM Dimming OFF Delay Time vs. Output Current
PWM Dimming OFF Delay Time : tPWM_OFF [μs]
PWM Dimming ON Delay Time : tPWM_ON [µs]
[VDD=12V, VLED=1V]
20
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
30
RS=10Ω
25
RS=2Ω
RS=0.4Ω
20
15
10
5
0
-50
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
100
200
300
400
Output Current : ILED [mA]
[VDD=12V, VLED=1V]
1.4
RS=10Ω
1.2
RS=2Ω
1
RS=0.4Ω
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-50
-25
Output Current vs. Output Pin Voltage
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
Output Current vs. Temperature
[VDD=12V, VENPWM=VDD]
600
500
PWM Dimming OFF Delay Time vs. Temperature
PWM Dimming OFF Delay Time : tPWM_OFF [μs]
PWM Dimming ON Delay Time : tPWM_ON [μs]
PWM Dimming ON Delay Time vs. Temperature
[VDD=12V, VLED=1V]
[VDD=12V, VLED=1V]
5
[VDD=12V, VLED=1V, RS=2Ω, VENPWM=VDD]
110
108
RS=2Ω
500
Output Current : ILED [mA]
Output Current : ILED [mA]
RS=10Ω
RS=0.667Ω
RS=0.4Ω
400
300
200
100
106
104
102
100
98
96
94
92
0
90
0
Ver.2015-10-23
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Output Pin Voltage : VLED [V]
1
-50 -25
0
25 50 75 100 125 150 175 200
Temperature : [ºC]
-7-
NJW4617
■ 特性例
Maximum Output Current vs. Output Pin Voltage
LED Short Protection Voltage vs. Temperature
LED Short Protection Voltage :
VLED_SHORT/OFF [V]
Detect Voltage
23
Release Voltage
22
21
20
19
18
17
16
15
-50
-25
0
Maximum Output Current : ILED_MAX [mA]
[VDD=12V, VENPWM=VDD, RS=0Ω]
24
700
600
500
400
300
200
100
0
0
600
500
400
300
40
[VDD=12V, VENPWM=VDD, VLED=1V]
1000
Output Current : ILED [mA]
Maximum Output Current : ILED_MAX [mA]
700
10
20
30
Output Pin Voltage : VLED [V]
Output Current vs. Current Sense Resistance
[VDD=12V, VLED=1V, VENPWM=VDD, RS=0Ω]
800
Detect Voltage
800
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
900
Release Voltage
900
Maximum Output Current vs. Temperature
1000
[VDD=12V, VENPWM=VDD, RS=0Ω]
1000
100
200
100
0
10
-50
-8-
-25
0
25 50 75 100 125 150
Temperature : [ºC]
0.1
1
10
Current Sense Resistance : RS [Ω]
100
Ver.2015-10-23
NJW4617
技 術 資 料
■ LED 駆動点灯数について
LED を点灯させる為には、LED の順方向電圧 (Vf) 以上の駆動電圧(V+)が必要です。
LED を直列接続とした場合は、LED の直列接続数の Vf の和(ΣLED Vf)以上の V+ を印加してください。
NJW4617 の場合、V+は、ΣLED Vf + NJW4617 の出力電圧(VLED=1V)が最低必要になります。
NJW4617 が駆動できる LED 最大接続数は、推奨出力電圧最大値(40V)によって制限され、且つ、VLED=1V を
差し引いた、約 39V 以内の ΣLED Vf で使用してください。
下記に LED の各 Vf における最大駆動灯数を示します。(ご使用の LED が全て同じ Vf であると仮定します)
LED Vf = 3.0V 以下
▪▪▪
13 灯
LED Vf = 3.2V 以下
▪▪▪
12 灯
LED Vf = 3.5V 以下
▪▪▪
11 灯
LED Vf = 3.9V 以下
▪▪▪
10 灯
LED Vf = 4.3V 以下
▪▪▪
9灯
V+ 40V
VDD
Vf  n pcs. =  LEDVf  39V
VDD
LED
+
VREF
(0.2V)
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
RS
Control
Logic
Standby Timer
GND
EN/PWM
定電流ドライバアプリケーション回路図例
Ver.2015-10-23
-9-
NJW4617
技 術 資 料
■ PWM 入力パルスと PWM 調光精度について
下図のように、LED ドライバのPWM入力パルスに対する出力電流の応答は、電流の立ち上がり/立ち下がり時に遅延を
もった形となります。
PWM入力パルス
出力電流パルス
tPWM_OFF
tPWM_ON
出力電流立ち上がり / 立ち下がり遅延
( 出力電流パルス幅誤差 : εt = tPWM_ON - tPWM_OFF)
パルス幅の短い PWM 信号を入力した場合、PWM 入力パルス幅に対し出力電流パルス幅の誤差が大きくなり、精度の
良い PWM 調光ができなくなります。
出力電流パルス幅誤差 (εt) は、おおよそ以下の値となります。 ( εt=tPWM_ON –tPWM_OFF )
εt = 約 11µs ( 出力電流 ILED=500mA,Ta=25C 参考値 )
上記出力電流パルス幅誤差 (εt) と、ご使用の PWM 入力パルスの周波数・Duty により、出力電流パルス幅の
誤差率[%] を算出することができます。 ( fPWM: PWM 入力パルスの周波数、D: PWM 入力パルスの Duty )
出力電流パルス幅誤差率の許容値を元に、PWM 入力パルスの周波数・Duty を決定して下さい。
PWM 入力パルス幅
= D / 100 × ( 1 / fPWM )
出力電流パルス幅
= PWM 入力パルス幅 - εt
出力電流パルス幅誤差率 = ( 出力電流パルス幅 - PWM 入力パルス幅 ) / PWM 入力パルス幅 × 100
= -εt / PWM 入力パルス幅 × 100 [%]
【 出力電流パルス幅誤差率 算出例 : PWM 入力パルス周波数 200Hz、Duty1%で動作させた場合 】
PWM 入力パルス幅
= 1 [%] / 100 × ( 1 / 200Hz ) = 50 [µs]
出力電流パルス幅誤差率 = -11 [µs] / 50 [µs] × 100
= -22 [%]
Output Current Duty vs. PWM Input Pulse Duty
100
ILED=20mA
【 測定条件 】
Output Current Duty [%]
ILED=100mA
ILED=500mA
出力電流(ILED)
10
20mA
(RS=10Ω)
100mA (RS=2Ω)
500mA (RS=0.4Ω)
1
0.1
電源電圧
12V
出力端子
1V 電圧印加
PWM 入力パルス波形
200Hz, 0 to 5V
出力電流(ILED)パルス幅 設定電流の 90%以上となる時間
周囲温度
0.01
0.01
- 10 -
0.1
1
10
PWM Input Pulse Duty [%]
Ta=25ºC
100
Ver.2015-10-23
NJW4617
技 術 資 料
■ 出力電流設定 (Output Current vs. Current Sense Resistance 参照)
RS 端子と GND 間に電流センス抵抗を接続し、出力電流を設定します。
RS (Ω) 
0.2(V )
ILED ( A)
■ 保護機能説明
▪ 過電流保護 (Maximum Output Current vs. Output Pin Voltage 参照)
出力電流設定端子(RS) が GND と短絡した場合に出力電流を制限する機能です。
ここで制限される出力電流は、出力端子(LED)電圧に依存し、出力端子電圧が後述の LED ショート保護検出電圧以下の条件では、
最大出力電流、約550mA (出力端子電圧1V, Ta=25ºC)に制限されます。
出力電流設定端子(RS) と GND の短絡が解除されると、電流センス抵抗(RS)で設定された出力電流に復帰します。
▪ LED ショート保護 (Maximum Output Current vs. Output Pin Voltage 参照)
LED の故障等の影響により、出力端子(LED)電圧が上昇した場合に、出力電流を制限します。
出力端子電圧が、LED ショート保護検出電圧、約21V まで上昇すると、出力電流を約400mA に制限します。
▪ サーマルシャットダウン (Output Current vs. Temperature 参照)
サーマルシャットダウン機能は、NJW4617 のチップ温度が160℃(参考値)を超えると出力電流をオフします。
チップ温度が140℃(参考値)以下になると、出力電流は設定値に戻ります。
なおサーマルシャットダウン機能は、高温時におけるIC の熱暴走を防止するための予備回路であり、不適切な熱設計
を補うための機能ではありません。
IC のジャンクション温度範囲内（+150ºC）で動作させるように、十分な余裕を持たせるようにご使用ください。
Ver.2015-10-23
- 11 -
NJW4617
技 術 資 料
■ 定電流ドライバの損失について
LED 点灯回路の消費電力は、「LED の消費電力」「定電流ドライバの消費電力」「電流センス抵抗(RS)の消費電力」
に分類されます
このうち、定電流ドライバの消費電力(PD)は、「IC の消費電流」「出力端子に流れる出力電流」によって発生し、以下の式
で算出できます。
VDD
V+
 LEDVf
LED Vf : LED の直列接続数の Vf の和
RS 端子電圧(VRS) : 0.2V (IC 内部固定)
IDD
VDD
PD ≈ VDD  IDD + (VLED - VRS)  ILED
≈ VDD  IDD + (V+ - LED Vf - 0.2)  ILED [W]
LED
+
VREF
(0.2V)
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
ILED
VLED - VRS
RS
例)
VDD = V+ = 12[V], IDD=330[µA], LED Vf = 9[V],
ILED = 400[mA]
Control
Logic
PD ≈ 12[V]  330[µA] + (12[V] - 9[V] -0.2[V])  400[mA]
≈ 1124[mW]
Standby Timer
EN/PWM
GND
上式のように定電流ドライバの消費電力は、LED 駆動電圧(V+) と ΣLED Vf との電位差に比例して大きくなります。
IC の消費電力の定格を超えない範囲で、V+ と ILED を設定して下さい。
NJW4617DL3 (TO-252-5)
Power Dissipation
(Topr=-40ºC to +125ºC, Tj=150ºC)
3500
求めた消費電力に対して温度ディレーティングを考慮します。
消費電力対周囲温度特性例を参考に、定格内に収まるか
確認してください。
(*3) on 4 Layers Board
Package Power : Pd [mW]
3000
2500
(*1) 基板実装時 76.2 × 114.3 × 1.6mm (2層 FR-4) で
EIA/JEDEC 規格サイズ、且つ銅箔面積100mm2
2000
1500
(*4) on 2 Layers Board
(*2) 基板実装時 76.2 × 114.3 × 1.6mm (4 層 FR-4) で
EIA/JEDEC 準拠による
(4 層基板内箔 : 74.2 × 74.2mm, JEDEC 規格 JESD51-5
に基づき、基板にサーマルビアホール適用)
1000
500
0
-50
- 12 -
-25
0
25
50
75
100
Ambient Temperature : Ta [ºC]
125
150
Ver.2015-10-23
NJW4617
技 術 資 料
■ LED の並列駆動について
500mA 以上の LED 電流を必要とする場合、2 個以上の NJW4617 を並列接続することで対応が可能です。
LED に流れる電流は、各ドライバで設定された電流の和となります。
それぞれのドライバの LED 電流が異なっても問題ありません。
ILED [A] = ILED1 + ILED2 = 0.2 / RS1 [Ω] + 0.2 / RS2 [Ω]
( 例 : ILED = 750 [mA] 設定とする場合、RS1 = 0.4 [Ω], RS2 = 0.8 [Ω] ）
V+
ILED
VDD
ILED1
VDD
ILED2
VDD
LED
LED
+
VREF
(0.2V)
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
+
VREF
(0.2V)
RS
Control
Logic
RS1
Current Limit
Thermal Shut Down
LED Short Protection
Standby Timer
GND
RS
Control
Logic
RS2
Standby Timer
EN/PWM
GND
EN/PWM
PWM
Ver.2015-10-23
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NJW4617
MEMO
＜注意事項＞
このデータブックの掲載内容の正確さには
万全を期しておりますが、掲載内容について
何らかの法的な保証を行うものではありませ
ん。とくに応用回路については、製品の代表
的な応用例を説明するためのものです。また、
工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴
うものではなく、第三者の権利を侵害しない
ことを保証するものでもありません。
- 14 -
Ver.2015-10-23