1. MT7930 的有源 PFC 及恒流原理
MT7930 是一款单级 APFC(有源 PFC)及 CC(恒流)的 LED 驱动芯片。BOM 少,成本
低,设计简单,保护功能齐全。
由于辅助绕组的电压波形在功率 MOS 管关断期间与输出电压成比例关系,因此 MT7930
通过对辅助绕组的电压波形进行检测来对输出电流、电压进行间接检测。然后第 4 脚 COMP
脚的外接补偿电容,对高开关频率的输出电流进行长程平均(滤波周期小于 10ms,也即是
小于市电经过全桥整流后的 10ms 周期)。该长程平均值再与内部的参考电平(400mV)进
行比较,从而产生 PWM 控制波形对功率 MOS 管进行控制。从而达到恒流输出的目的。由
于 MT7930 是采用平均电流模式来对输出电流进行恒流,因此输出电流与输入电压,输出电
压均无关,同时也对变压器电感不敏感。
MT7930 通过 COMP 脚(第 4 脚)的补偿电容进行长程平均,因此 COMP 脚上的电压信
号在一个正弦波周期内基本保持不变。而 MT7930 内部正是通过 COMP 脚的电压来控制源边
的开关导通时间。当输入市电的电压确定后,COMP 脚的平均电压就确定了,也即是开关导
通时间确定了,因此源边的峰值电流就会跟随输入正弦波电压变化而变化(源边峰值电流
= I P _ PK =
Vin · sin(ùt )
Lp
· Ton ,式中 Lp 为源边电感,Ton 为导通时间。Lp 和 Ton 确定了,
源边峰值电流就随着输入的正弦电压变化而变化)。这样源边电流就随着输入电压变化而变
化,高 PF 值就达到了。
从上面的说明可以看出,COMP 脚的补偿电容越大,系统的平均时间越长,则 COMP 脚
的电压信号越稳定,即开关导通时间越恒定,就可以达到更高的 PF 值。但 COMP 电容越大,
系统的环路响应也就越慢,同时,启动的时间也越长(因为 COMP 脚要花更长的时间达到
稳定值)。因此 COMP 脚电容也不是越大越好,一般取值在 470nF ~ 1uF,680nF 是一个比较
好的折中值。
2. 线性调整率差或负载调整率差
(1) 如果变压器的空闲时间不够,会造成线性调整率差;
尤其是在 AC85V 输入时,测量 MOS 漏极波形在导通前的振铃信号的时间(即最小
空闲时间),这段时间需要大于 2uS 或周期的 10%;
(2) Comp 脚的电容小到 pF 量级;
(3) MOS 管栅极是否有二极管;
(4) 检查 MOS 管栅极的驱动二极管方向是否正确;
如果方向错误,则会导致 Io 随 AC 电压的升高而升高,Io 可能变化 50mA 以上;
(5) 检查 PCB 排版,主要有以下几个方面:
辅助供电电容和 CS 脚的缓冲电阻靠近芯片放置;
芯片 Dsen 引脚与 GND 间的电容和电阻靠近芯片放置;
变压器的“正”端(电压交变点)走线尽量短而粗,且远离芯片的 Dsen 脚和 CS
脚,使其不受干扰;
(6) AC 输入端的串联阻抗大,如串联的差模电感、共模电感、热敏电阻等的阻抗太大;
(7) 辅助绕组是否夹绕在初次级之间;
(8) 变压器的干扰:如果变压器离 Dsen 脚走线和 CS 脚走线距离太近,则会干扰导通时间和周期;
此时,应该在变压器安装完成后,再加一层外屏蔽铜箔,铜箔需要接初级 GND;
(9) MOS 管的 Rds_on 太大;
(10)MOS 管的 Ciss 太大;
(11)在计算表格中,“MOS 管的导通压降”取值太小,需根据高温时的压降来取值;
(12)芯片的 Dsen 引脚与芯片的 GND 引脚间电容值大于 33pF
3. 输出电流偏低
(1) MOS 管漏极检流电阻的地与芯片的地之间的走线要短而宽!
(2) 用示波器观察芯片的 CS 脚波形是否异常的尖脉冲干扰,如有,检查 PCB 走线。
4. 高温或老化时输出电流下降,常温下正常
(1) 在高温时 MOS 管的导通电阻 Rds_on 会增大,在 120℃时会是常温 25℃的一倍,
如果 MOS 管的质量不好,在 120℃时其 Rds_on 会增大更多,影响输出电流;
(2) 变压器饱和:磁芯在高温的饱和磁通密度会下降,在设计变压器时最大饱和磁
通密度 Bmax 的取值需小于 0.3;
(3) 输出二极管为肖特基二极管且散热不好;
(4) 使用劣质磁芯,劣质磁芯在高温时最大饱和磁通密度 Bmax 下降得过低,标准的
磁芯此值在 100℃时为 0.39,在 120℃时为 0.35。
5. 不恒流
(1) 芯片 Comp 引脚的电容值太小;
(2) PCB 布线不好,Dsen 脚和 CS 脚受到干扰;
(3) 辅助绕组与次级绕组耦合不好,改善变压器绕法,使其两绕组紧挨着绕制,辅
助绕组疏绕,最好多股细线并绕平铺疏绕。
6. 开机烧 MOSFET
(1) MOS 管漏极的检流电阻计算是否合理;
(2) 变压器电感量是否合理;
(3) MOS 管栅极是否被拉高。
7. PF 值低
(1) 芯片的 comp 脚电容值太小;
(2) 若只在高温时偏低或者电源工作一段时间后功率因数值偏低,则此电容热稳定
性差,请使用稳定性好的 NPO 或 X7R 系列瓷片电容。
(提高功率因数值也会降低 THD 谐波失真)
8. 启动时间长 @ AC85V、输出有电解的方案中
STP 脚的启动电阻值给芯片供电电容的充电时间长导致;
(1) 减小 STP 脚的启动电阻值,但总电阻值不能低于 300kΩ;
(2) 减小电容芯片供电电容的容量,但也不能太小,要保证一次启动成功,一般可
选 4.7uF~22uF 电解电容,或选 10uF~33uF 贴片电容。
(3) MOS 管的栅极 Ciss 电容大,需要启动电阻和 VDD 供电电容提供更多的能量,这种情况需加大 VDD 供电电容值
9. 效率偏低
(1) MOS 管栅极是否有二极管
(2) 输出电流波形低频纹波大,需加大输出电容量
(3) 变压器是三明治绕法吗?
(4)AC 输入端的串联阻抗大,如串联的差模电感、共模电感、热敏电阻等的阻抗太大;
(5) 次级整流二极管是否为低压降的快恢复型;
(6) MOS 管的体电阻 Rds_on 太大
(7) 初级绕组吸收电路电阻值小、电容值大。
10. 开路限压
Dsen 脚两电阻的比值大会导致开路输出电压高;
如果比值太小,不能兼容最高输出电压,同时如果输出使用延时时间比较长的电子负载
时,在电子负载还没有正式进入正常工作状态电源会进入开路保护模式;
11. 短路保护功能失效
(1) Dsen 脚两电阻的比值过小;
(2) 芯片的 Dsen 引脚与芯片的 GND 引脚间的信号受到其它信号的干扰,使其在输
出短路的情况下,Dsen 脚检测的电压高于 200mV,请检查 PCB 走线;
(3) 芯片的 Dsen 引脚与芯片的 GND 引脚间电容有,且不小于 22pF,且靠近芯片放
置,此电容不能太大,一般取值 22pF;
(4) 在高温时短路保护功能失效,检查芯片的 Dsen 引脚与芯片的 GND 引脚间电容
值是 22pF 是否是热稳定性好的 NPO 或者 X7R 类型;
以上情况是我司工程师在应用过程中发现的问题,大家可以帮忙来补充,以完善我们的应用.如需资料请联系:
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SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)规格书
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)应用设计指南
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)应用于18W LED日光灯驱动方案
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)应用于7W LED球泡灯、筒灯驱动方案
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)应用于9W LED球泡灯、筒灯、PAR灯驱动方案
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)应用于12W LED球泡灯、筒灯、PAR灯驱动方案
SD6857产品概述:
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)是集成 PFC 功能的原边控制模式的 LED 驱动控制芯片。它采用 PFM 调制技术,提供精确的恒流控制,具有非常高的平均效率 ,采用 SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动) 设计的系统,可以省去光耦、次级反馈控制、环路补偿,精简电路,降低成本。
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)是一款原边控制副边LED电流的芯片,并有PFC功能。大大减化了系统复杂程度,降低成本,同时,PF高达0.95以上,THD低于10%.可以防止较低的PF值引起的供电效率降低和产生过多的高次谐波 (大量的高次谐波会反馈到市电供电网,会造成电网被高次谐波污染) 。成功应用于PAR灯,球泡灯和日光灯系统中。 特别在在T8灯管中,可以很好的替代以往用PFC芯片做成的驱动器,最大程度的节省了成本和空间。
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)芯片采用原边控制模式,可以省去光耦,次级反馈控制和环路补偿电路,仅需极少的外围元器件即可构成完整的系统,大幅精简了电路规模,减少系统耗电并缩小了电路板体积,有利于用户精简设计布局,降低开发和制造成本。
此外,SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)芯片内部集成了温度保护电路,环路开路保护、线损补偿、峰值电流补偿、限流电路、过压保护、欠压锁定等保护电路,以保证芯片的工作环境正常,延长其使用寿命。
SD6857(PSR+PFC控制模式LED驱动)芯片基于士兰微电子自行研发的BiCMOS/BCD工艺制造,采用了SOP-8封装形式,具有集成度高、占板面积小、便于整机调试等突出的特点。
SD6857主要特点:
*采用原边反馈控制结构,系统经济,无光耦和TL431。
*低启动电流,低至5uA启动电流
*前沿消隐, PFM 调制,一次侧控制模式
*逐周期限流
*峰值电流补偿
*过压保护 ,欠压锁定 ,过温保护
*环路开路保护
*很好的PFC值(≥0.95 ),总谐波THD≤10%
*高可靠长寿命设计,恒流精度高(±1%)
*SO8封装
SD6857优势:
*SD6857 工作于 DCM 模式,具有非常高的平均效率
*SD6857 集成 PFC 功能,全电压 PF 值>0.92
*SD6857对 THD 的控制非常优秀,可以轻松使 THD <10%,典型 值 5%
*相对于 SA7527/L6562 等单级 PFC 电路来说, SD6857为原边控制,不需要加上光耦,TL431,LM358 等器件,进一步提高可靠性及降低BOM 成本
*SD6857采样电阻可调,可调整因变压器感量设计不合理而产生的误差,得到±3%的线性调整率和 ±3%的负载调整率,减少对变压器的依赖
*SD6857具有高达 20W的输出 驱动能力,满足多种LED 驱动电源的需求
*专利的抖频技术使得良好的 EMI 性能得已实现,EMI 器件大为减少
SD6857典型电路:
基于SD6857设计的7W LED球泡灯基本电气测试数据
基于SD6857设计的7W LED球泡灯电源板
基于SD6857设计的18W LED日光灯效率优化
基于SD6857设计的18W LED日光电源板
基于SD6857设计LED驱动电源的EMI测试(传导/辐射)
几中隔离式主流LED驱动方案比较
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关键字:PSR PFC 原边反馈 隔离 LED日光灯驱动 降压 APFC+PSR PFC+PSR SD6857 silan 士兰微 MT7930 SY5800 BP3309 MP4021 省光藕 省431 高PFC 低THD 主动PFC PF值 LT3799 LED控制器 LNK406 SY5810 AT7370 有源PFC BP3308 SY5800A SY5810A 反激式 原边反馈IC 一级代理 R8809 OB3330 功率因数校正 高效率 集成PFC 晶丰明源 华润矽威 美芯晟 矽力杰 安全隔离 高功率因素 高性价比 LED光引擎 LED技术 LED电源技术 EMC EMI 传导 辐射 认证 过认证 无电解电容 源极 栅极 软启动
我最近做MT7930 发现其一致性不好 每个板子的电流相差30mA左右 而且电流值与理论计算相差也很远 差不多70mA左右 但是我把MOS管栅级的二极管去掉后上述问题都解决了 用示波器观察栅级波形 发现去掉二极管前比去掉二极管后的电压幅度低了0.6V左右,Ip的包罗的波形的幅度也比去掉二极管后的幅度低 难道这款芯片的Ton时间是确定的吗? 如果是怎么计算这个时间啊 ?根据以前贴给出的计算公式 I P _ PK =
Vin · sin(ùt )
Lp
· Ton可以得出峰值电流的结果与Rs电阻值无关 与Ton有关 那么Ton与Rs的阻值又有什么关系? 如果像传统的芯片计算的话Ip与Ton,Rs成比例关系,那么栅级的驱动电压应该不会影响到Ip的值,为什么这一款芯片的栅级电压值会影响Ip呢?麻烦高手帮忙解答一下啊 。。。