PDF《离线式线性 LED 驱动器 RT7321 使用说明》

Application Note 郑刚 AN016 C Jun

2014 AN016 ?

2014 Richtek Technology Corporation

1 离线式线性 LED 驱动器 RT7321 使用说明 摘要 RT7321 是一款适用于 220V/230V 系统的分时、分段动态组合驱动的线性 LED 驱动器,本文介绍了它的原理和比较具体的使用方 法,对于初次接触者具有一定的指导作用,可供广大 LED 照明应用工程师参考使用.

同样的方法和原则也适用于 RT7322,这是 适用于 110V 系统的版本. 目录

一、概述.2

二、RT7321 简介.4

三、内部恒流源.6

四、RT7321 的工作方式.7

五、怎样选择最佳的电流值和 VF 值.12

六、系统设计考虑

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七、PCB 设计.16

八、总结.17 离线式线性 LED 驱动器 RT7321 使用说明 AN016 ?

2014 Richtek Technology Corporation

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一、概述 离线式 LED 驱动器所面对的最大问题是 LED 的正向电压是相对固定的,而来自电网的电源电压是正弦波,所以大部分的解决方案 都只能采用具有电压变换功能的开关型转换架构.因为线性驱动方式从本质上来看就是用可变的电阻和 LED 一起串联起来去共同 分享输入电压,如果简单地采用线性架构就会面临输入、输出电压不匹配的问题:当输入电压低于 LED 正向电压时,没有电流流 过LED;

当输入电压高于 LED 正向电压时,必须用电阻或是具有电阻特性的器件来承担多出来的电压部分,这部分电压所代表的 能量就完全被浪费掉了.由这些现象衍生出来的一个问题是电流的畸形化,这将对电网的正常工作构成威胁. 为了既能利用线性电路非常简单的优势,又能尽可能和电网供电波形匹配,最好的办法就是将 LED 尽可能多地分成多个段落,然 后再根据不同的输入电压状况及时地将不同数量的 LED 段落组合起来与之进行匹配,将电压损失降到最小;

从电流的角度来看, 为了实现高功率因数的效果,也需要在电压不同时让流过 LED 的电流不同,这样才能实现高功率因数.从理论上看,只要 LED 电 压分段和电流分段达到无穷多,我们是可以达到几乎百分之百的转化效率和接近于

1 的功率因数的,但从实用化的角度来看,我们 只能在性能和成本之间得到一个折衷的结果,RT7321 就是这样的作品. 我们先来看看在实际使用 RT7321 时,电路是如何连接的: 在上图中,我们可以看到来自电网的电压经过整流以后被加到 RT7321 上,这里使用的是 RT7321 的PSOP-8 封装的版本,所以 没有什么多余的端子,但是 LED 仍被分成了几个段落被分别使用,这和你过去看到的线性 LED 驱动器的用法可能是不一样的. 你过去看到的线性 LED 驱动器可能被分为两种类型: 第一种是所谓的恒流二极管,这是一种二端元件,它能单向导通,但流过的电流是基本稳定的,如果你嫌这种器件的价格太贵,你 可以用两只电阻+一个稳压二极管+一只普通的晶体管来搭建一个简单的稳流电路就可以很容易地把它取代了. 这种恒流二极管在使 用时和 LED 直接串联后接入电路中即可使用,但由于大电流、高电压施加在它上面时会造成太大的功耗,效率也会很低,所以都 会建议使用高压小电流的 LED 串降低损耗、提高效率,但这样带来的坏处是只有高于 LED 正向电压+恒流二极管最小压降的输入 电压部分才会让稳定的电流流过 LED,其它时候是没有电流输出的,而且效率越高时没有电流流过 LED 的时间就越长,功率因数 就越低. 第二种是经过改进的分段导通式 LED 驱动器, 它将 LED 分成几个段落后串联连接起来, 再将各段之间的连接点经开关接入恒流源, 当输入电压加入时根据电压的高低实时调整 LED 的通电数量以便尽可能地提高 LED 的利用率,也让电能得到比较充分的利用.其 电路结构如下图所示: 离线式线性 LED 驱动器 RT7321 使用说明 AN016 ?