基于RX5800的低成本高PF值高效率的日光灯方案-千家论坛

runxinic 发表于 2012-12-27 10:40:00

基于RX5800的低成本高PF值高效率的日光灯方案

基于RX5800的低成本高PF值高效率的日光灯方案 
LED照明以其节能环保、高效长寿、安全无毒害等诸多优点而备受关注，被称为引导未来照明发展方向的第四代照明技术。受能源危机影响和环保要求提高，包括我国在内的世界上许多国家纷纷推出了淘汰白炽灯的路线图。随着LED光效的提高和成本的下降，LED照明进入通用照明领域已指日可待。LED照明要进入通用照明领域必须解决价格和性能的问题。 
一、    RX5800简介
广州润芯专业从事集成电路设计制造行业，针对LED照明专门开发了RX58-X系列LED线性恒流驱动IC，线性恒流驱动IC性能稳定、电路简单，成本低、应用灵活。RX5800是最新推出的一款线性LED恒流驱动IC ，RX5800工作电压范围为4.5－17V，封装有SOT23-5，SOT89-5两种，输出电流分别高达60mA和180mA。RX5800支持PWM调光，内建温度感应器与过热保护功能。具体参数请参考RX5800产品说明书。 
二、高PF值日光灯管驱动方案
线性恒流LED驱动方案具有低成本、应用电路简单、无EMI、体积小等优点，被LED厂商广泛采用。
通常线性恒流LED驱动方案，交流电经过桥式电路整流后，电压波形是半个正弦波，在低电压时LED不能启动，电压升高到一定程度时可以恒流，驱动电路的电流电流的波形接近一个矩形波，所以它的PF值也不能令人满意，因为只有当电流波形和电压波形一样时，PF值才能等于1。
对此，我们开发了一款基于RX5800的低成本高PF值的线性恒流方案，通过调整输入电流，让它用阶梯式恒流输出来接近正弦波形，其PF值有0.98以上，效率也能达到90%以，其电路原理图如图1所示：

                
  图1 基于RX5800的高PF值方案原理图
 
关于本方案的一些说明：
1、本方案负载，由DS1、DS2和DS3三串LED串联组成。DS1、DS2、DS3分别由N1、N2、N3颗数的LED灯珠串联组成，具体颗数由实际的交流电压范围决定。例如，当采用220V交流电时，建议DS1的LED灯珠串联数量N1为30至50之间，DS2的LED灯珠串联数量N2为20至30之间，DS3的LED灯珠串联数量N3为20至30之间。不同的灯珠数量，会带来小幅度的效率和PF值差异，用户可以根据自己的实际情况进行设计调试。DS1的正极连接于整流电路输出端的正端，DS1最后一颗LED的负极接Q1的漏极，DS2最后一颗LED的负极接Q2的漏极，DS3最后一颗LED的负极接Q3的漏极。  
2、压敏电阻R5用来防浪涌。 
3、输出电流大小由R6、R7和R8控制，把R6、R7和R8看作一个整体Rext。测输出电流大小IOUT＝(1.24/Rext)*100。
4、工作原理：
输入为220V交流电时，整流后电压上升到N1*VF时，VF为LED正向导通电压，Q1，Q2和Q3都导通，DS1开始导通发光，但电流只通过Q1流到恒流芯片，此时电流值由R6+R7+R8设定；
当电压再升到（N1+N2）*VF时，DS1和DS2串联发光，Q7导通，此时电流由R6+R7设定，Q1截止，电流只通过Q2流到恒流芯片；
当电压再升到（N1+N2+N3）*VF时，DS1、DS2、DS3串联导通发光，Q4导通，此时电流再次增大，Q1和Q2都截止，电流只通过Q3流到恒流芯片。
在电压下降时，则逐次关闭DS3、DS2、DS1，电流也逐次下降。
这样，电流就能形成阶梯式恒流输出，在电压低时，工作电流小，电压大时工作电流大，从而得到较高的PF值。同时，电路根据输入电压的大小，改变接入恒流源的串联LED灯珠数量，低压时接入LED灯珠数量少，高压时全部接入，从而可以降低恒流源上的电压损耗，提升驱动效率。 
三、参数设置
<table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tbody>
<tr>
<td valign="top" width="53">
序号</td>
<td valign="top" width="122">
符号</td>
<td valign="top" width="108">
名称</td>
<td valign="top" width="285">
描述</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
1</td>
<td valign="top" width="122">
F1</td>
<td valign="top" width="108">
保险丝</td>
<td valign="top" width="285">
220V/2A保险丝</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
2</td>
<td valign="top" width="122">
C1</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电容</td>
<td valign="top" width="285">
1uF/16v陶瓷电容</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
3</td>
<td valign="top" width="122">
D1</td>
<td valign="top" width="108">
稳压管</td>
<td valign="top" width="285">
9.1V稳压管</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
4</td>
<td valign="top" width="122">
D2</td>
<td valign="top" width="108">
整流桥</td>
<td valign="top" width="285">
MB6S</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
5</td>
<td valign="top" width="122">
R1</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
800K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
6</td>
<td valign="top" width="122">
R2,R3,R4</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
80K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
7</td>
<td valign="top" width="122">
R5</td>
<td valign="top" width="108">
压敏电阻</td>
<td valign="top" width="285">
压敏电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
8</td>
<td valign="top" width="122">
R6</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
4K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
9</td>
<td valign="top" width="122">
R7</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
2K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
10</td>
<td valign="top" width="122">
R8</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
6K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
11</td>
<td valign="top" width="122">
R9，R12</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
20K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
12</td>
<td valign="top" width="122">
R10，R13</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
200K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
13</td>
<td valign="top" width="122">
R11，R14</td>
<td valign="top" width="108">
贴片电阻</td>
<td valign="top" width="285">
10K贴片电阻</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
14</td>
<td valign="top" width="122">
Q1、Q2、Q3</td>
<td valign="top" width="108">
MOS管</td>
<td valign="top" width="285">
1N60</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
15</td>
<td valign="top" width="122">
Q4、Q5、Q6、Q7</td>
<td valign="top" width="108">
三极管</td>
<td valign="top" width="285">
2N5551</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="53">
16</td>
<td valign="top" width="122">
U1</td>
<td valign="top" width="108">
恒流IC</td>
<td valign="top" width="285">
180mA高精度恒流芯片RX5800</td></tr></tbody></table> 
四、测试结果
测试条件：DS1的灯珠数量为30颗，DS2为25颗，DS3为25颗。 

                    图2 输入电压和电流波形 
测试数据：
<table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tbody>
<tr>
<td valign="top" width="142">
输入电压</td>
<td valign="top" width="142">
输入电流</td>
<td valign="top" width="142">
输入功率</td>
<td valign="top" width="142">
PF值</td></tr>
<tr>
<td valign="top" width="142">
220V AC</td>
<td valign="top" width="142">
23mA</td>
<td valign="top" width="142">
5.1W</td>
<td valign="top" width="142">
0.98</td></tr></tbody></table>

页: [1]

千家论坛_弱电智能化技术与工程讨论(建筑智能,家居智能,人工智能)'s Archiver

基于RX5800的低成本高PF值高效率的日光灯方案