Cost_Effective C Handbook

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1 HT7L5610 E27/8W 8S 273.5mA LED Bulb 文件编码 :AN0399S 特色此开关电源属于 E27 LED 球灯泡设计, 具有下列几项特点内建低阻抗 (4.3Ω/650V)MOSFET 可工作于宽输入电压下的操作系统架构为隔离型 FLYBACK 模式具有高效率, 高功率因子及低 THD 具有高恒流精确度及高负载调整率具有 LED 负载开路保护, 短路保护及 IC 内建过温度保护等功能系统架构设计简单典型系统特性 8 串 273.5mA / Open Frame 描述 Wide Range (90V AC~265V AC) 输入交流频率 47Hz~63Hz 输出电压 (V LED+) 21.3V DC~27.7V DC 设定输出电流 (I OUT) 273.5mA(Typ.) 输出电流涟波 270mA(Max.) 线性调整率环境温度 = 25 ±1.0% 环境温度 = -20 ~ %, -2.2% 负载调整率 ±1%@115V AC, ±2.2%@220V AC 效率 >84%@115V AC, >81%@220V AC 功率因子 >0.95@115V AC, >0.9@220V AC 总谐波失真率 17% 待机功耗 <0.12W@115V AC, <0.25W@220V AC 输出短路功耗 <0.15W@115V AC, <0.4W@220V AC 输出短路保护 Yes 输出开路保护 Yes EMI EN55015 AN0399S 1 /

2 应用电路与元件列表 ACIN F1 RZ1 C1 L1 D1 C3 R4 R5 R2 R3 R8 D4 C4 N1 R1 C2 T1 T+ N2 D2 T- C5 R9 LED+ LED- C6 R6 D3 R7 N3 R11 Flyback Structure R12 R10 C8 C7 Cemi U1 1 8 SOURCE DRAIN 2 7 CS DRAIN 3 6 GND VCC 4 5 COMP ZCD C10 R13 C9 HT7L5610 元件封装参数制造商 R1 (N.C) R2,R3 SMD0805 Res 330K R4,R5 SMD0805 Res 1M R6 SMD0805 Res 10R R7 SMD0805 Res 27K R8 SMD1206 Res 200K R9 SMD1206 Res 36K R10 SMD0805 Res 330R R11,R12 SMD1206 Res 3R6 R13 SMD0805 Res 3.9K C1 DIP X Cap 0.1µF/275V C2 (N.C) C3 DIP ML 0.1µF/400V C4 SMD nF/1KV C5 DIP EL 330µF/35V 105 C6 SMD1210 CE 10µF/50V 105 C7 SMD0805 CE 0.47µF C8 (N.C) C9 DIP YCAP 1nF/400V C10 SMD0805 CE 51pF D1 SMB DIODE BRIDGE 1A/400V, B4S D2 DIP SR2200, 200V/2A D3, D4 SMB GS1M L1 DR 8X10 DR CORE 3.3mH F1 DIP Fuse 1A/250V T1 EE16 L=1.4mH, N1: 0.15mm 150Ts, N2: 0.35mm 40Ts, N3: Ts U1 SOT23-6 HT7L5610 Holtek TVR1 GNR07D471K Ceranate Technical Co. PCB L W H (mm) AN0399S 2 /

3 系统 Board 介绍 AN0399S 3 /

4 功能描述 HT7L5610 为具有整合高功率因子 (PF), 高输出电流精确度的隔离型 FLYBACK 形式的 LED 照明控制器, 同时还具有低零件需求量, 对环境温度变化不敏感及系统参数设定简单等优点它特有的真实电流控制法则可以精确地控制 LED 电流值, 以确保系统即使存在宽输入电压 ( 全电压使用 ), 输出 LED 串数的变更, 或是针对电感公差的影响, 皆能够维持输出 LED 电流于相当稳定的状态 HT7L5610 其具有高 PF 特性, 采用的电流控制法则为边界导通模式它的功率因子修正能力可以轻松的使系统既使在全电压输入条件下, 仍具有 PF>0.9 的优异表现另外, 边界导通模式亦减少系统切换损失并同时改善系统 EMI 特性超低的系统启动电流及静态操作电流也减少了不必要的功率损失并提升了系统效率 HT7L5610 并提供相当多的系统保护功能, 诸如 : 输出短路保护输出过电流保护 (Cycle by Cycle Current Limit) 输出过电压保护 IC 过电压保护及过温度保护等引脚描述 VCC VCC 引脚主要是供电给 IC 使用, 在应用上需注意到下列几点事项 1. VCC 对地电容 (C6): 电容主要为提供 IC 操作时的电源稳定, 为确保系统不会产生二次启动现象, 建议电容容值至少为 10µF 以上 2. IC 启动电阻 (R1 R2): 越小的启动电阻阻值所表现出来的是启动速度越快, 但其所代表的是系统效率的影响一般来说, 总启动电阻阻值约选在 300 kω~600kω 3. VCC 脚的 UVLO ON 电压为 18V(typ), 操作电压的设定可藉由下列公式计算出 : 24V > VCC = ( V + + VD ) *( N / N ) VD3 7. V LED 2 > 请注意 : 由于 VCC 引脚同时存在 UVLO OFF 电压 (7.5V Typ.), 及过电压保护功能 (24V Typ.) 故正常操作情况下, 应落在 7.5V~24V 之间另外, 在本应用范例中, 过高的 LED 串数或负载开路等异常现象, 皆可利用此引脚来达到系统保护的功能注 :(3-1) V LED + 存在涟波电压 (Ripple Voltage) 特性, 计算时需考虑最大峰值电压 (3-2) 正常操作情况下, 建议 VCC 的操作点设在 16V~18V (3-3) 输出电容耐压 (C5) 必须比负载开路时的耐压更高 DRAIN 为了确保可以跟绝大部分的 MSOFET 匹配使用,HT7L5610 箝制了 DRAIN 引脚的最高输出电压值 (16V Typ.) 内建 Power MOSFET DRAIN pin, 最大输入耐压 650V DC AN0399S 4 /

5 ZCD VCC 引脚的电源是来自系统的供电, 而供电电路的设计架构可能会使 VCC 引脚无法侦测系统输出电压过高现象为了确保系统操作的安全,HT7L5610 提供另一种输出过电压保护设计, 它是藉由侦测过高的输出电压对 ZCD 电阻 (R7 R13) 造成偏压电过值 (>300µA) 来判断 ZCD 引脚电压需低于过电压保护电压 (3.2V Typ,), 公式如下 3.2V V = (( V > ZCD LED + + V D 2 )*( N3 / N2) VD3) * R7 R + R 7 13 CS 输出电流的设定值可以很简单的藉由外部电阻 (R11, R12) 的选定来达成, 计算公式如下 : I FB LEDOUT 0.88 R // 11 R V N N 1 2 其中 N1: 变压器一次测绕组匝数 N2: 变压器二次测绕组匝数 V FB 为 0.3 定值将此规格需求的参数带入公式 N1=150 N2=40 VFB=0.3 R11//R12=1.8 故 I LEDOUT =275mA 因实际系统参数会有偏差, 故实际输出电流与计算电流值也会有偏差为了得到更精确的输出电流要求, 建议电阻的精确度误差值要小于 1%, 并且在 PCB 布线时, 相关走线越短越好 COMP 其外部具一对地电容 (C7), 其目的为稳定内部参考信号, 建议此电容参数为 0.47µF AN0399S 5 /

6 变压器设计 T1 变压器规格如下 mm X60Ts mm X 90Ts mm X 30Ts Transformer EE16 SPEC 4 1 T+ Triple Insulated wire T+ T- 0.35mm X 40Ts T mm x 30Ts mm x 15Ts mm x 45Ts T- 0.35mm x 13Ts 0.35mm x 13Ts 0.35mm x 14Ts mm x 45Ts T+ Tape 2Ts Tape 1Ts Tape 2Ts Tape 2Ts Need Gap: 3pin - 5pin Lp=1.4mH 1KHz/ 1V mm x 45Ts 实验数据测试条件 ( 以下实验数据均有 EMI 方案 ) 交流输入电压范围 :90V AC ~265V AC LED 负载 :8S 2P 总输入功率为 8W V A Pin(W V LED+ (V DC Iout(mA P OUT (W Efficiency(% THD(% PF C ) ) ) ) ) ) V AC LED 负载串数 LED 电流 (ma) PF LED 电流 (ma) PF 注 : 输出电流可能会因为 Sense 电阻误差值, 焊点阻抗而与设定值有所偏差 AN0399S 6 /

7 启动交流电源图 1. 启动时间 (115V AC ) 图 2. 启动时间 (230V AC ) AN0399S 7 /

8 关闭交流电源图 3. 关闭延迟时间 (115V AC ) 图 4. 关闭延迟时间 (230V AC ) AN0399S 8 /

9 直流输出图 5. 输入电压 / 电流特性 (115V AC ) 图 6. 输入电压 / 电流特性 (230V AC ) AN0399S 9 /

10 交流电源图 7. 输入电压 / 电流特性 (115V AC ) 图 8. 输入电压 / 电流特性 (230V AC ) AN0399S 10 /

11 LED 电压 / 电流涟波图 9. 输出电压 / 电流涟波 (115V AC ) 图 10. 输出电压 / 电流涟波 (230V AC ) AN0399S 11 /

12 保护功能 (1): 交流电源启动后再移除 LED 负载图 11. 负载开路保护 -1 (115V AC ) 图 12. 负载开路保护 -1 (230V AC ) AN0399S 12 /

13 保护功能 (2): 先移除 LED 负载再启动交流电源图 13. 负载开路保护 -2 (115V AC ) 图 14. 负载开路保护 -2 (230V AC ) AN0399S 13 /

14 保护功能 (3): 交流电源启动后再短路 LED 负载图 15. 负载短路保护 -3 (115V AC ) 图 16. 负载短路保护 -3 (230V AC ) AN0399S 14 /

15 保护功能 (4): 交流电源启动后先短路再取消短路对象图 17. 负载短路保护 -4(115V AC ) 图 18. 负载短路保护 -4 (230V AC ) AN0399S 15 /

16 保护功能 (5): 先短路 LED 负载再启动交流电源图 19. 负载短路保护 -5 (115V AC ) 图 20. 负载短路保护 -5 (230V AC ) AN0399S 16 /

17 系统效能 Efficiency(%) S, 273.5mA AC input(vac) 图 21. 全电压下的系统效率 Iout(mA) S, 273.5mA AC input(vac) 图 22. 输出电流的线性调整率 Power Factor(PF) S, 273.5mA AC input(vac) 图 23. 全电压下的系统功率因子 (PF) AN0399S 17 /

18 Iout(mA) Vac 115Vac 180Vac 240Vac 100Vac 135Vac 220Vac 265Vac 250 7s 8s 9s LED Series 图 24. 全电压下的负载调整率 Iout(mA) Vac 100Vac Vac 135Vac Vac 220Vac 240Vac 265Vac Temperature( C) 图 25. 环境温度变化对输出电流的影响 THD(%) S, 273.5mA AC input(vac) 图 26. 总谐波失真率 AN0399S 18 /

19 EMI 测试 : 电源板组装于 E27 灯壳内 (8S2P) EMI _Conduction 图 V EMI_LINE 图 V EMI_NEUTRAL AN0399S 19 /

20 图 V EMI_LINE 图 V EMI_NEUTRAL AN0399S 20 /

21 EMI _Radiatied 图 V EMI_VERTICAL 图 V EMI_HORIZONTAL AN0399S 21 /

22 图 V EMI_VERTICAL 图 V EMI_ HORIZONTAL AN0399S 22 /

Microsoft Word - AN0344sv110.docx

Microsoft Word - AN0344sv110.docx HT7L4811 E27/8W 13S 162mA LED Bulb 文件编码 :AN0344S 特色此开关电源属于 E27 LED 球灯泡设计, 其具有下列几项特点可工作于宽输入电压下的操作系统架构为非隔离型 BUCK 模式具有高效率高功率因子及低 THD 在高低环境温度变动时, 输出电流变动量低具有高恒流精确度及高负载调整率具有 LED 负载开路保护短路保护及 IC 内建过温度保护等功能