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

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