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MT7930-5S1P-7S1P-330mA-7W隔离球泡灯方案-标准版-Rev3 0-C-20111031



MT7930-5S1P-7S1P-330mA-7W隔离球泡灯方案-标准版-Rev3 0-C-20111031

MT7930 MT7930 – 5S1P/7S1P - 330mA – 7W 隔离球泡灯方案

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(Demo 板的编号为 C***)

目录: 目录:

1. 驱动评估板的指标参数 驱动评估板的指标参数..........................................................2 参数 驱动评估板原理图 原理图..............................................................3 2. 驱动评估板原理图 驱动评估板测试结果 测试结果............................................................4 3. 驱动评估板测试结果 驱动评估板物料清单 物料清单............................................................6 4. 驱动评估板物料清单 输出电流计算公式、调整输出电流、设定开路输出电压、接电子负载不能启动等问题....8 输出电压 5. 输出电流计算公式、调整输出电流、设定开路输出电压、接电子负载不能启动等问题 6. 驱动评估板关键器件参数 驱动评估板关键器件参数........................................................10 关键器件参数 设计要点........................................................11 7. 驱动评估板 PCB 设计要点 其他注意事项........................................................ .........11 8. 其他注意事项

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驱动评估板的指标参数 1. 驱动评估板的指标参数
该驱动评估板输入电压适合 AC85V~AC264V,输出恒流 330mA(能驱动 5~7 颗串联、1W 的 LED 灯) 。
(1) 输入电压:85VAC~264VAC; 输入电压: (2) 输入电流:< 0.15A(有效值) @ AC85V、满载 7S1P; 输入电流: (3) 功率因数:> 0.900 @ 全范围输入、7S1P; 功率因数: (4) 总谐波失真 THD:< 15% @ 全范围输入、7S1P; THD: (5) 效率:> 82% @ 220VAC、7S1P; 效率: (6) 输出电流:330mA; 输出电流: 电流 (7) 线性调整率:< ±3%; 线性调整率: (8) 输出电压:14V~24.5V; 输出电压: (9) LED 灯开路:自恢复模式,不断重新启动,输入功率 < 0.5W @ AC220V,输出电压 < 35; 灯开路: (10) LED 灯短路:自恢复模式,不断重新启动,输入功率 < 0.5W @ AC220V; 灯短路: (11) 外观尺寸:55mm X 22mm X 18mm (长*宽*高)。 外观尺寸:

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2.驱动评估板原理图 2.驱动评估板原理图 驱动评估板原理
1 2 3 4

L1 2.0mH R11 5.1K RZ1 7D431 CX1 33nF CX2 22nF R12 5.1K L2 2.0mH 4

2

D

L

D

1

R1 240K 1206

C1 68nF/630V

C2 1nF/400V

R3 150K 1206
D3 US1J

T1 EE16 3 10 116T Lp=700uH 1 4 28T T+ TD8 MBRS3150

3

BR MB6S R2 240K 1206 R7 33

+

C8 330uF
35V

C9 330uF
35V

R10 LED 33K C

C

XP1

F1 T1A-250V

N

7W 方方:33nF 6W 方方:22nF 5W 方方:10nF

D2 ES1D

R5 62K

19T 5

7

C6 22pF

输 输 输 输 输 输 输输 :

IC 5 6 7 STP DSEN VDD CS

MT7930 COMP DIM GND DRV 4 3 2 1 R9 360

X7R

R6 10K

CY 1nF-Y2

X7R 680nF

C3

B

Np: 变 变 变 变 变 变 变变 变 Ns: 变 变 变 变 变 变 变变 变 Vfb : 芯 芯 芯 芯 芯 芯 输变
恒 恒 恒 400mV
C5 6.8uF/25V

8

R16 20

MOS D2NA60 ST

D6 1N4148

Rs : 采 采 输 采 , R4

R8 47

R4 2.20 1% 1206

MT7930 High PFC Demo for LED AC input: AC85~264V PF : >0.90 effi : >82%@AC220V、 7S1P LED lights : 7S1P LED current = 0.33A Vo : 14V~24.5V LED short : Safe LED open : Safe, Vo<35V

B

A

A

1

2

3

4

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3.驱动评估板测试结果 3.驱动评估板测试结果
线性调整率、效率、 (1) 线性调整率、效率、PF 驱动板的输出接 3W 的 LED 灯 7S1P,变化输入电压,结果如下:
AC 输入 电压(V) 85 110 140 170 220 260 PFC 0.997 0.994 0.988 0.976 0.955 0.924 输入功率 (W) 9.20 9.05 9.04 9.09 9.25 9.44 LED 电流 (mA) 328 329 330 333 335 337 LED 电 压(V) 22.94 22.94 22.95 22.96 22.98 23.00 THD (%) 4.4 4.4 5.6 7.4 9.2 11.9 效率 (%) 81.8 83.4 83.8 84.1 83.2 82.1
360 340 320 300 280 260 240 220 200 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

LED电流 电流(mA) vs 交流输入电压(Vac) 交流输入电压 电流

PF 最小 0.924

效率最高 84.1%

(2) 负载调整率 交流输入电压为 220VAC,负载为 LED 灯,变化 LED 灯串, 输出电流结果如下:

输出电流( ) 输出电压( ) 输出电流 ( mA)vs 输出电压 ( V)
400 350 300 250 200 150 100 50 0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0

LED 灯串 输出电压(V) 输出电流(mA)

5串 16.6 345

6串 19.8 339

7串 23.0 334

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(3) 元器件温升测试 AC220V 输入,输出接 7 颗 3W 的 LED 灯串联,电源板裸露,环境温度为 24℃,在常温下工作 1 小时后,测试各主要元件的温度值为: LED 电流 (mA) 1 小时后 335 变压器 T1 55℃ 吸收电路 R3 46℃ 吸收电路 二极管 D3 44℃ MOSFET 管 MOS 56℃ 芯片 IC MT7930 42℃ 次级二 极管 D8 49℃ 次级滤波电 容 C8 39℃

(4) 高温老化测试 试验条件:AC220V 输入,输出接 7 颗 3W 的 LED 灯串联,电源板放入高温老化试验箱内; 试验过程:在 90℃下工作 10 小时,然后在 70℃下工作 1 小时,最后在 50℃下工作 1 小时; 试验结果:电源板工作正常,LED 灯无闪烁现象,LED 灯的电流如下: 试验温度(℃) LED 电流(mA) 常温下 335 50 336 70 338 90 337

(5) 短路测试 AC220V、AC110V 输入,输出接 7 颗 3W 的 LED 灯串联,在下两种情况下: ·先让电源板正常工作,然后短路输出端; ·先短路输出端,再给电源板通电; 测试结果:电源板没有元器件损坏,此时输入功率小于 0.5W; 取消短路状态,电源板可以恢复正常工作。 (6) 开路测试 AC220V、AC110V 输入,输出接 7 颗 3W 的 LED 灯串联,以下两种情况下: ·先让电源板正常工作,然后断开输出负载; ·先让负载开路,再给电源板通电; 测试结果:电源板没有元器件损坏,此时输入功率小于 0.5W,输出电压小于 35V; 取消开路状态,电源板可以恢复正常工作。

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(7) 冷启动时间 输出接 7 颗 3W 的 LED 灯串联,电源板输出电解电容完全放电, 在以下 2 种 AC 输入电压的情况下,测试从 AC 上电到 LED 电流达到额定值所需要的时间,结果如下: AC 输入电压(Vac) 启动时间 110 <1S 220 <0.5S

(8) 开机浪涌输入电流 输出接 7 颗 3W 的 LED 灯串联,在以下 4 种 AC 输入电压的情况下,测试 90 度上电瞬间 L、N 线上的浪涌输入电流,结果如下: AC 输入电压(Vac) 浪涌输入电流(A) 使用热缩套管、 (9) 使用热缩套管、用金属铝箔包住 AC220V 输入,输出接 7 颗 3W 的 LED 灯串联,结果为: (10) EMI(CE)测试-传导和辐射 EMI(CE)测试测试
本方案可以通过 CE 测试,以 EN55015 照明设备的标准,能够通过传导和辐射测试; 通过测试的措施、测试结果、测试报告,请联系销售部门。

85 <1.5

110 <2.0

220 <3.0 裸露

265 <4.0 套上热缩套管 334 套上热缩管后再用铝箔包住 333

输出电流(mA)

335

4. 驱动评估板物料清单-7W 方案(不包含 PCB 板) 驱动评估板物料清单物料清单
序号 1 2 3 4 5 6 位号 RZ1 CX1 CX2 L1 / L2 R11、R12 F1 物料名称 压敏电阻 X2 电容 X2 电容 工字电感 贴片电阻 保险管 物料规格 7D431 275VAC/33nF 275VAC/22nF 2.0mH,6mm*8mm 0805-5.1Kohm T1A-250V 慢速熔断型 立式 外径 0.13mm 线,绕 260T 22nF 6W 方案中采用 22nF 电容 10nF 5W 方案中采用 10nF 电容 备注 安装方式 立式 立式 立式 立式 推荐供应商 瑞侃电子 厦门法拉 厦门法拉 TDK 美隆电子 苏州力特

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序号 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

位号 BR C1 C5 C8 / C9 CY T1 R1、R2 R3 R4 R5 R16 R7 R9 R10 R6 R8 C6 C3 C2 D8 D2 D3 D6 MOS IC

物料名称 贴片整流桥 薄膜电容器 铝电解电容器 铝电解电容器 Y 电容 变压器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电阻器 贴片电容器 贴片电容器 贴片电容器 贴片二极管 贴片二极管 贴片二极管 贴片二极管 贴片 MOS 管 集成电路

物料规格 MB6S CBB-630V-68nF 25V-6.8UF-105℃ 35V-330UF-105℃ 1nF-AC400V EE16 1206-240Kohm 1206-150Kohm 1206-2.20ohm 0805-62Kohm 0805-20ohm 0805-33ohm 0805-360ohm 0805-33Kohm 0603-10Kohm 0603-47ohm 22pF-0603 680nF-0603 1nF-1206 MRBS3150 ES1D US1J 1N4148-1206 D2NA60 MT7930

备注

安装方式

推荐供应商 仙童/安森美 厦门法拉

立式 立式 参数见变压器规格书

Capxon Capxon 厦门法拉 TDK 美隆电子 美隆电子

±1%的精度,100ppm ±1%的精度

美隆电子 美隆电子 美隆电子 美隆电子 美隆电子 美隆电子

±1%的精度 16V-X7R 16V-X7R 200V

美隆电子 美隆电子 深圳創訊實業有限公司 深圳創訊實業有限公司 深圳創訊實業有限公司 仙童/安森美 仙童/安森美 仙童/安森美 仙童/安森美

TO-252 封装 SOP-8 封装

ST 美芯晟

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输出电流计算公式、如何调整输出电流 设定开路电压(输出端) 调整输出电流、 5. 输出电流计算公式、如何调整输出电流、设定开路电压(输出端) 接电子负载不能启动等问题 、
(1)输出电流计算公式: 输出电流计算公式: 例如,将本方案的参数代入公式,有: Np=116T Ns=28T Vfb=0.40V Rs=2.20ohm 结果输出电流为 331mA。 考虑到系统的寄生参数、传输效率、变压器绕制时匝数的工 艺误差,实测输出电流为 335mA@AC220、7S1P。

(2)如何调整输出电流: 如何调整输出电流: 方案设计时,按照最大输出电流计算变压器。 减小输出电流的方法:增大采样电阻 R4,并按照(1)中的公式计算 R4(Rs)的大小; 增大输出电流的方法:不能直接减小 R4,因为变压器存在饱和的风险; 要重新计算变压器。 (3)设定开路电压(输出端) 设定开路电压(输出端) DSN 脚的电压达到 3.2V,芯片判定为开路并进入重启状态; DSN 脚对 GND 的电阻 R6=10Kohm,增大 R5,开路后的输出电压将变高,反之,则会降低;

R5 = R6 * (

V O _ OV +0.7 3. 2

*

Na ? 1) ,其中 VO _ OV 是期望的开路后的输出电压。 Ns

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(4)接电子负载不能启动的问题 电子负载的正常工作需要建立时间和稳定时间,这将导致电源板启动时的输出电压远高于电子负载的设定值。而接 LED 灯时不会出现这一现象。 ●质量好的电子负载(如 Prodigit 公司的 3332A) ,建立时间、稳定时间需要 10ms、5ms; 设定该电子负载 CV=16.5V,启动瞬间电源板输出电压会达到 19V; ●性价比高的电子负载(如 ITech 公司的 IT8512B), 建立时间、稳定时间需要 80ms、10ms; 设定该电子负载 CV=16.5V,启动瞬间电源板输出电压会达到 24V; 因此,如果 MT7930 的电源驱动板在接电子负载时不能正常启动,可以增大 R5 的阻值(此时的开路输出电压也会被抬高) 。

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驱动评估板关键器件参数 6. 驱动评估板关键器件参数
(1)与电流精度相关的器件:电阻 R4,该电阻与输出电流直接相关,应选±1%精度、温漂 100ppm、1206 封装的电阻; 与电流精度相关的器件: 的参数如下: (2)变压器 T 的参数如下: ●磁芯材料:锰锌软磁铁氧体材料,建议为 R2KB 或 3C90 系列“功率材料” ; ●型号:采用 EE16 磁芯,骨架为卧式、引脚 5+5; ●初级电感量:Lp=700uH,采用磁芯中间磨气隙的方法,以 700uH 为中心值,偏差不超过±10%; ●漏感:尽量小; ●绕线参数:见下表, 名称 骨架 Lp-1 La Ls shield Lp-2 引脚(始→终) 骨架上 1→2 4→5 T+ → TT5→NC 2→3 0.23(外径) 0.12(外径) 0.35(内径) 0.12(外径) 0.23(外径) 60 19 28 50 56 普通漆包线 普通漆包线 三重绝缘线 普通漆包线 普通漆包线 Wire ? (mm) Turns Material 备注 绕线前,先在骨架上 绕线前,先在骨架上加胶带 刚好绕 2 层 一层不满,均匀地分布在绕线窗口中 一层不满,均匀地分布在绕线窗口中 窗口 刚好绕 2 层 刚好绕 1 层 刚好绕 2 层 绕完后加 绝缘胶带 2层 2层 2层 2层 2层 2层 两个引脚加特弗龙套管 两个引脚加特弗龙套管 备注

●其中的“Ls”绕组,T+到 T-,绕线的起始、终点两个线头不绕在引脚上, 让 T+ 和 T- 两个线头悬再外面,并在 T-上标记黑色, 每个外悬线头的长度 10mm (其中剥皮浸锡部分的长度为 3mm) 。 ●外屏蔽铜带:5mm 宽,首尾相连,方向见右图; 外屏蔽铜带: 首尾相连,方向见右图; 外屏蔽铜带 ●抗电强度(初级-次级) :AC3000V / 60S,电流小于 1mA; ●绕线后剪短 2 脚,剪掉 6、8、9 脚; ●成品浸漆。

T+

1脚

T-

5脚 安装磁芯后,屏蔽铜带的安装位置

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7. PCB 设计注意事项
PCB 排版中,需要注意的事项有: ●三个干扰源:MOS 管的漏极、次级整流二极管的正极、Vdd 整流二极管的正极; ●三个受扰源:MT7930 的 DSN 脚、CS 脚、GND 脚; ●干扰源的 PCB 铺铜面积尽量小,在位置上要尽量远离受扰源; ●GND 铺铜:在可能的情况下,尽量将初级 GND 大面积铺铜; 芯片下面用 GND 或者 Vdd 进行大面积铺铜; ●短路 STP 与 Vdd 脚。

8. 其他注意事项
本 Demo 板,仅作芯片功能演示之用; 客户可以根据不同需求,适当调整部分参数,以达到理想的结果; 批量生产前,应当做充分的验证(小批量试产、全面测试) 。

详细的产品信息及样品请求,请联系: 详细的产品信息及样品请求,请联系:
美芯晟科技(北京) 美芯晟科技(北京) 北京市海淀区知春路 106 号 中关村皇冠假日酒店写字楼 1006 Tel: 86-10-62662828 Fax: 86-10-62662951 Web: www.maxictech.com E-mail: sales@maxictech.com info@maxictech.com 美芯晟科技(深圳) 美芯晟科技(深圳) 深圳市福田区财富广场 B 座 25BC Tel: 86-755-83021778 Fax: 86-755-83021336 美芯晟科技(苏州) 美芯晟科技(苏州) 江苏省苏州市苏州工业园区星湖街 328 号 创业产业园 3-B503 单元 邮编: 215021 Tel: 0512-62958262

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