ILD4071_DS_V10_November2011.book

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

 

Datasheet

 
Rev. 1.0, 2011-11-16

ILD4071

700mA High Integration - DC/DC Step-Down Converter 

LED Driver for High Power LEDs

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

Datasheet

2

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

 

ILD4071

Table of Contents

1

Overview  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3

2

Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5

3

Pin Configuration  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   6

3.1

Pin Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6

3.2

Pin Definitions and Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6

4

General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8

4.1

Absolute Maximum Ratings   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8

4.2

Functional Range  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

4.3

Thermal Resistance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

5

Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10

5.1

General Parameters  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10

5.2

Power Supply Monitoring  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11

6

Enable, Dimming Function and Thermal Protection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

6.1

Description  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

6.2

Electrical Characteristics Enable, Bias, Dimming Function and Thermal Protection  . . . . . . . . . . . . .  13

6.2.1

PWM Dimming with µC connected to ILD4071 PWMI pin  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14

6.2.2

Internal PWM dimming Function  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

6.3

Overtemperature Protection of the Device  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

7

Open Load Diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

7.1

Description  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

7.2

Electrical Characteristics: Open Load Diagnosis  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

7.3

Open Load Diagnosis  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  18

8

Application Information  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

8.1

Output Peak Current Adjustment via R

SET

   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

8.2

Switching Frequency Determination  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20

8.3

ILD4071 in LED Application  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  22

9

Package Outlines  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

10

Revision History  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   24

Table of Contents

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

PG-DSO-8 EP

Type

Package

Marking

ILD4071

PG-DSO-8 EP

ILD4071

Datasheet

3

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

700mA High Integration - DC/DC Step-Down Converter 

ILD4071

 

1

Overview

Constant Current Generation

Wide Input Voltage Range from 5V to 40V

Peak Current Regulation

Very low current consumption (<2uA) in Sleep Mode

Integrated power transistor with low saturation voltage 

Integrated fast freewheeling diode

Integrated load current sense resistor 

Integrated status pull down transistor

Overtemperature Protection 

Switching frequency (typ. 200kHz) adjustable via external RC network

External PWM Dimming Input

Integrated PWM Dimming Engine

Analog Dimming (output current adjustable via external low power resistor and possibility to connect PTC 
resistor for LED protection during overtemperature conditions)

Stable switching frequency due to fix OFF-time concept with V

REC

 (supply voltage) feedforward

Under- and Overvoltage shutdown with hysteresis

Small thermally enhanced exposed heatslug SMD package

Green Product (RoHS) Compliant

Description

The ILD4071 is a highly integrated smart LED buck controller with built in protection functions. The main function
of this device is to drive single or multiple series connected LEDs efficiently from a voltage source higher than the
LED forward voltage by regulating a constant LED current. The constant current regulation is especially beneficial
for LED color accuracy and long LED lifetime. The built in freewheeling diode and switching transistor with current
sense requires less external components and saves system costs. High flexibility is achieved by placing low power
resistors to adjust output currents up to 700mA and the regulator switching frequency (typ. 200kHz). An integrated
PWM dimming engine provides a LED dimming function by placing a simple RC network to GND. This feature is
dedicated for simple decentralized light modules without micro controller involvement. 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

Datasheet

4

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

 

ILD4071

Overview

Applications

LED Controller for Industrial Applications

Universal Constant Current and Voltage Source

General Illumination e.g. Halogen Replacement

Residential Architectural and Industrial Commercial Lighting for in- and outdoor

Signal and Marker Lights for Orientation or Navigation (e.g. steps, exit ways, etc.)

For automotive and transportation applications, please refer to the Infineon® Auto LED products.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

ILD4071

Block Diagram

Datasheet

5

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

2

Block Diagram

The ILD4071 regulates the LED current by monitoring the load current (Peak Current Measurement) through the
internal switch cycle by cycle. When the current through the switch reaches the threshold I

peak

 the switch is shut-

OFF and it is kept OFF for a time equal to t

OFF

. Both I

peak

 and t

OFF

 can be fixed through few external components.

The peak current I

peak

 is fixed by a resistor connected to the SET pin while the t

OFF 

is fixed by RC network. As t

OFF

is fixed and the duty cycle depends on V

REC

, the frequency depends on V

REC

 as well. Refer to 

Chapter 8.2

 for the

evaluation of the switching frequency.

Figure 1

Block Diagram ILD4071

1

5

3

2

8

7

6

GND

VREC

Logic

Power 

Switch

FREQ

SW

Internal

Supply

EN

Thermal 

Protection

UV+OV

Lockout

SET

PWMI

ST

Power-

Switch Driver

Open Load 

Detection

Peak Current 

Measurement

ON/OFF

Logic

Peak Current 

Adjustment

4

OFF-Time

Control

internal 

PWM

Generation

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

Datasheet

6

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

 

ILD4071

Pin Configuration

3

Pin Configuration

3.1

Pin Assignment

Figure 2

Pin Configuration ILD4071

3.2

Pin Definitions and Functions

Pin

Symbol

Function

1

VREC

Voltage Recirculation Output and Internal Supply Input; 
This pin is the supply pin of the IC (see block diagram). Furthermore the cathode of the 
integrated fast freewheeling diode is connected to this pin as well.

2

ST

Status Output;
Open collector diagnostic output to indicate an open load failure. 
Refer to 

Chapter 7

 for more details. 

3

EN

Enable; 
Apply logic HIGH signal to enable the device

4

SET

SET Input;
Connect a low power resistor to adjust the output current.

5

PWMI

PWM Input;
PWM signal for dimming LEDs. Connect external R and C combination to achieve an auto 
PWM-dimming function with defined frequency and duty cycle.
1) internal PWM dimming function (external RC connected to GND)
2) external PWM dimming function (µC is controlling this pin)
Refer to 

Chapter 6

 for more details. 

6

FREQ

FREQuency Select Input;
Connect external Resistor and Capacitor to GND to set the OFF-time of the switching 
frequency.

7

GND

Ground;
Connect to system ground. 

ST

GND

EN

FREQ

SW

5

6

4

3

2

7

1

8

SET

VREC

PWMI

EP

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

 

ILD4071

Pin Configuration

Datasheet

7

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

8

SW

Integrated Power-Switch Output;
Collector of the integrated NPN-power transistor.

EP

Exposed Pad;
Connect to external heatspreading copper area with electrically GND (e.g. inner GND layer of 
the PCB via thermal vias)

Pin

Symbol

Function

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

Datasheet

8

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

 

ILD4071

General Product Characteristics

4

General Product Characteristics

4.1

Absolute Maximum Ratings

Note: Stresses above the ones listed here may cause permanent damage to the device. Exposure to absolute 

maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

Note: Integrated protection functions are designed to prevent IC destruction under fault conditions described in the 

data sheet. Fault conditions are considered as “outside” normal operating range. Protection functions are 
not designed for continuous repetitive operation.

Absolute Maximum Ratings

1)

T

j

 = -40 

°C to +125 °C; all voltages with respect to ground (unless otherwise specified)

1) Not subject to production test, specified by design.

Pos.

Parameter

Symbol

Limit Values

Unit

Conditions

Min.

Max.

Voltages
4.1.1

VREC (Pin 1)
Recirculation and Supply Input 

V

REC

-0.3

45

V

4.1.2

ST (Pin 2)
Diagnostic Status Output Voltage

V

ST

-0.3

45

V

4.1.3

ST (Pin 2)
Diagnostic Status Current

I

ST

150

mA

4.1.4

EN (Pin 3)
Enable Input Voltage

V

EN

-0.3

45

V

– 

4.1.5

SET (Pin 4)
Peak Current Adjust Input Voltage

V

SET

-0.3

6

V

4.1.6

PWMI (Pin 5)
PWM Input Voltage

V

PWMI

-0.3

6

V

4.1.7

FREQ (Pin 6)
OFF-time Adjustment Input 

V

FREQ

-0.3

6

V

4.1.8

SW (Pin 8)
Switch Output 

V

SW

-0.3

45

V

Temperatures
4.1.9

Junction Temperature

T

j

-40

150

°C

4.1.10

Storage Temperature

T

stg

-55

150

°C

ESD Susceptibility
4.1.11

ESD Resistivity all Pins to GND

V

ESD,HBM

-2

2

kV

HBM 

2)

2) ESD susceptibility HBM according to EIA/JESD 22-A 114B

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

 

ILD4071

General Product Characteristics

Datasheet

9

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

4.2

Functional Range

Note: Within the functional range the IC operates as described in the circuit description. The electrical 

characteristics are specified within the conditions given in the related electrical characteristics table.

4.3

Thermal Resistance

Note: This thermal data was generated in accordance with JEDEC JESD51 standards. 

For more information, go to 

www.jedec.org

.

Pos.

Parameter

Symbol

Limit Values

Unit

Conditions

Min.

Max.

4.2.1

Supply Voltage Range

V

REC

5

40

1)

1) Not subject to production test, specified by design.

4.2.2

Output current range 

I

OUT

100

700

mA

4.2.3

Switching Frequency

f

SW

50

300

1)

kHz

T

j

 = 25°C to 150°C 

4.2.4

Junction Temperature

T

j

-40

125

°C

Pos.

Parameter

Symbol

Limit Values

Unit

Conditions

Min.

Typ.

Max.

4.3.1

Junction to Case

R

thJ-case

10

K/W

1)

 

2)

 

1) Not subject to production test, specified by design.
2) Specified 

R

thJ-case

 value is simulated at natural convection on a cold plate setup (all pins and the exposed Pad are fixed to 

ambient temperature). Ta=25°C, Power Switch and freewheeling diode are dissipating 1W.

4.3.2

Junction to Ambient (2s2p)

R

thJA

40

K/W

1)

 

3)

3) Specified RthJA value is according to Jedec JESD51-2,-7 at natural convection on FR4 2s2p board; The Product 

(Chip+Package) was simulated on a 76.2 x 114.3 x 1.5 mm board with 2 inner copper layers (2 x 70µm Cu, 2 x 35µm Cu). 
According to JESD51-5 a thermal via array under the exposed pad contacted the first inner copper layer. Ta=25°C, Power 
Switch and freewheeling diode are dissipating 1W.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-ILD4071-DS-v01_00-en-html.html
background image

 

Datasheet

10

Rev. 1.0, 2011-11-16

 

 

ILD4071

Electrical Characteristics

5

Electrical Characteristics 

All parameters have been tested at 25°C, unless otherwise specified. 

5.1

General Parameters

Electrical Characteristics: Buck Regulator

V

REC

 = 24 V, 

T

j

 = -40 

°C to +125 °C, all voltages with respect to ground (unless otherwise specified)

Pos.

Parameter

Symbol

Limit Values

Unit Conditions

Min.

Typ.

Max.

5.1.1

Voltage Drop over Power 
Transistor

V

Drop,100

0.8

V

I

peak

=100mA 

5.1.2

Voltage Drop over Power 
Transistor

V

Drop,700

1.4

V

I

peak

=700mA 

5.1.3

Freewheeling diode forward 
voltage 

V

fw,100

0.8

V

I

peak

=100mA 

5.1.4

Freewheeling diode forward 
voltage 

V

fw,700

1.4

V

I

peak

=700mA 

5.1.5

Peak over current limit

I

peak_lim

1.4

A

 

5.1.6

Peak current accuracy

I

peak_acc

450

500

550

mA

V

REC

 = 12V

V

EN 

= 5V

V

LED 

= 7.2V

R

SET 

= 14k

Ω

L

SW

 = 220µH

f

SW

 = 200kHz

5.1.7

Input under voltage shutdown 
threshold

V

REC,UVOFF

5

V

V

EN

 = 5V

V

REC

 decreasing; see 

Figure 3

5.1.8

Input voltage startup threshold

V

REC,UVON

6

V

V

EN

 = 5V

V

REC

 increasing; see 

Figure 3

5.1.9

Input over voltage shutdown 
threshold

V

REC,OVOFF

40.5

V

V

EN

 = 5V

V

REC

 increasing; see 

Figure 3

5.1.10

Input over voltage startup threshold

V

REC,OV

40

V

V

EN

 = 5V

V

REC

 decreasing; see 

Figure 3

5.1.11

Switch ON delay

t

dON

400

600

ns

1)

1) The minimum switching ON time t

ON

 must be greater than t

dON

 + t

dOFF

5.1.12

Switch OFF delay

t

dOFF

500

850

ns

1)

5.1.13

Reference Voltage at SET pin

V

SET

1.16

1.225 1.29

V

5.1.14

Pull up current for FREQ pin 

I

FREQ

5

mA

V

FREQ

=0V

5.1.15

Oscillator switch off threshold 

V

FREQ,HIGH

3.2

V

5.1.16

Oscillator switch on threshold 

V

FREQ,LOW

1.2

V

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download