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：
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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
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序号 |
符号 |
名称 |
描述 |
|
1 |
F1 |
保险丝 |
220V/2A保险丝 |
|
2 |
C1 |
贴片电容 |
1uF/16v陶瓷电容 |
|
3 |
D1 |
稳压管 |
9.1V稳压管 |
|
4 |
D2 |
整流桥 |
MB6S |
|
5 |
R1 |
贴片电阻 |
800K贴片电阻 |
|
6 |
R2,R3,R4 |
贴片电阻 |
80K贴片电阻 |
|
7 |
R5 |
压敏电阻 |
压敏电阻 |
|
8 |
R6 |
贴片电阻 |
4K贴片电阻 |
|
9 |
R7 |
贴片电阻 |
2K贴片电阻 |
|
10 |
R8 |
贴片电阻 |
6K贴片电阻 |
|
11 |
R9，R12 |
贴片电阻 |
20K贴片电阻 |
|
12 |
R10，R13 |
贴片电阻 |
200K贴片电阻 |
|
13 |
R11，R14 |
贴片电阻 |
10K贴片电阻 |
|
14 |
Q1、Q2、Q3 |
MOS管 |
1N60 |
|
15 |
Q4、Q5、Q6、Q7 |
三极管 |
2N5551 |
|
16 |
U1 |
恒流IC |
180mA高精度恒流芯片RX5800 |
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：
|
输入电压 |
输入电流 |
输入功率 |
PF值 |
|
220V AC |
23mA |
5.1W |
0.98 |
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