高可靠交流-直流LED照明驅動方案

聚辰半導體有限公司近日對外宣布其為交流-直流(AC-DC)LED照明,充電器,適配器,家電電源,輔助電源應用而設計的控制器,GT5010正式大規模量產。聚辰半導體的GT5010是繼EERPOM存儲器系列和智能卡系列兩大產品線之后的電源產品線的又一主力產品。


GT5010采用最新的變壓器原邊(PSR)控制方式和具有自主專利的全電流反饋控制技術;驅動外部高可靠的MOSFET功率器件;其恒流和恒壓特性滿足小于±5%范圍;用于手機充電器待機功耗小于30mW;轉換效率全面滿足最新“EPS2.0”;GT5010采用SOT23-6封裝;可工作在-40到+85度的溫度范圍,同時具有過溫保護特性等完善的保護特性。這些特性都讓GT5010成為最佳的隔離和非隔離的3W,5W和7W高性能,低成本MR16,E14,E27和GU10等LED照明方案中最具性價比的控制芯片之一。


變壓器原邊控制


原邊反饋方式的AC/DC控制技術是最近10年間發展起來的新型AC/DC控制技術,與傳統的副邊反饋的光耦加431的結構相比,其最大的優勢在于省去了這兩個芯片以及與之配合工作的一組元器件,這樣就節省了系統板上的空間,降低了成本并且提高了系統的可靠性。在LED驅動等成本壓力較大,對體積要求很高的市場具有廣闊的應用前景。


GT5010 LED照明方案正是基于這種原邊反饋方式。如圖一所示,該方案省去了原先副邊反饋的光耦和穩壓管431等外圍器件,其線路體積將更小,生產成本將更具有競爭力。






圖一、聚辰GT5010 LED線路示意圖。


驅動外部高可靠MOSFET功率器件


在MOSFET的數據表中,通?梢哉业剿牡湫偷膫鬏斕匦。注意到25℃和175℃兩條曲線有一個交點,此交點對應著相應的VGS電壓和ID電流值。若稱這個交點的VGS為轉折電壓,可以看到:在VGS轉折電壓的左下部分曲線,VGS電壓一定時,溫度越高,所流過的電流越大,溫度和電流形成正反饋,即MOSFET的RDS(ON)為負溫度系數,可以將這個區域稱為RDS(ON)的負溫度系數區域。






圖二、 MOSFET轉移特性。


而在VGS轉折電壓的右上部分曲線,VGS電壓一定時,溫度越高,所流過的電流越小,溫度和電流形成負反饋,即MOSFET的RDS(ON)為正溫度系數,可以將這個區域稱為RDS(ON)正溫度系數區域。當MOSFET用作功率開關時,其導通時VGS較大,因此工作在RDS(ON)負溫度系數區域。從而隨著溫度升高,電流會減少。具有自限制特性。因此在高溫環境下具有比BJT(RDS(ON)正溫度系數更高的可靠性。


依據需要驅動LED的功率不同,該方案可以選擇搭配聚辰品牌的1A和2A MOSFET。該方案極好的保證了在LED燈體內部高溫環境下穩定工作。


± 5%范圍恒流和恒壓特性


在省去了這些元器件之后,為了實現高精度的恒流/恒壓(CC/CV)特性,聚辰GT5010采用新的技術來監控負載、電源和溫度的實時變化以及元器件的同批次容差,采用了原邊調節技術、變壓器容差補償、線纜補償和EMI優化技術。因此GT5010提供高達±5%范圍恒流精度。能很好的匹配不同材質LED的生產一致性要求。






圖三、 GT5010 在85~264V輸入時恒流特性。


滿足最新“能源之星5.0”標準


該方案目前可以支持3W,5W,7WLED照明使用。并符合美國能源之星5.0 和UL 8750 LED照明 安全標準。經過實際測量在6.3W LED功耗下,該方案能量效率達到78%。同時在加上適當外圍器件后,其PFC值可以待到0.8。






表一 6.3W LED轉換效率。