HT7L5610 E27/8W 8S 273.5mA LED Bulb - Holtek · • 可工作於寬輸入電壓下的操作 •...

HT7L5610 E27/8W 8S、273.5mA LED Bulb

AN0399T V1.00 1/22 December 7, 2016


文件編碼：AN0399T

特色

此開關電源屬於 E27 LED 球燈泡設計，具有下列幾項特點。

• 內建低阻抗(4.3Ω/650V)MOSFET

• 可工作於寬輸入電壓下的操作

• 系統架構為隔離型 FLYBACK 模式

• 具有高效率，高功率因數及低 THD

• 具有高恆流精確度及高負載調整率

• 具有 LED 負載開路保護，短路保護及 IC 內建過溫度保護等功能

• 系統架構設計簡單

典型系統特性

8 串、273.5mA / 8W @ Open Frame

描述 Wide Range (90VAC~265VAC)

輸入交流頻率 47Hz~63Hz

輸出電壓 (VLED+) 21.3VDC~27.7VDC

設定輸出電流 (IOUT) 273.5mA(Typ.)

輸出電流漣波 270mA(Max.)

線性調整率環境溫度= 25 ±1.0%

環境溫度= -20~ 65 +1.5%, -2.2%

負載調整率 ±1%@115VAC, ±2.2%@220VAC

效率 >84%@115VAC, >81%@220VAC

功率因數 >0.95@115VAC, >0.9@220VAC

總諧波失真率 ≦17%

待機功耗 <0.12W@115VAC, <0.25W@220VAC

輸出短路功耗 <0.15W@115VAC, <0.4W@220VAC

輸出短路保護 Yes

輸出開路保護 Yes

EMI EN55015


AN0399T V1.00 2/22 December 7, 2016

應用線路與元件列表

ACIN LED+

LED-

Flyback Structure

HT7L5610

F1

RZ1 C1

L1 C2

C5

R1

R2

R3

R4

D1R5

R6

C3

C4T1

T+

T-D2

D3

D4

C10

R8

R9

R10

R7C6

C7C8

R11 R12

U1

R13

C9

N1 N2

N3

1

2

3 6

54

SOURCE

GND VCC

DRAIN

ZCD

CS DRAIN

COMP

7

8

Cemi

元件封裝參數製造商

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 SMD1206 1.5nF/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: 0.13×30Ts

U1 SOT23-6 HT7L5610 Holtek

TVR1 GNR07D471K Ceranate Technical Co.

PCB L×W×H (mm) 63×19×19


AN0399T V1.00 3/22 December 7, 2016

System Board Introduction


AN0399T V1.00 4/22 December 7, 2016

功能描述

HT7L5610 為具有整合高功率因數(PF)，高輸出電流精確度的隔離型 FLYBACK 形式的 LED

照明控制器，同時還具有低零件需求量，對環境溫度變化不敏感及系統參數設定簡單等優

點。它特有的真實電流控制法則可以精確地控制 LED 電流值，以確保系統即使存在寬輸入

電壓(全電壓使用)，輸出 LED 串數的變更，或是針對電感公差的影響，皆能夠維持輸出 LED

電流於相當穩定的狀態。

HT7L5610 其具有高 PF 特性，採用的電流控制法則為邊界導通模式。它的功率因數修正能

力可以輕鬆的使系統既使在全電壓輸入條件下，仍具有 PF>0.9 的優異表現。另外，邊界導

通模式亦減少系統切換損失並同時改善系統 EMI 特性。

超低的系統啟動電流及靜態操作電流也減少了不必要的功率損失並提升了系統效率。

HT7L5610 並提供相當多的系統保護功能，諸如：輸出短路保護、輸出過電流保護 (Cycle by

Cycle Current Limit)、輸出過電壓保護、IC 過電壓保護及過溫度保護等。

引腳描述

VCC

VCC 腳位主要是供電給 IC 使用，在應用上需注意到下列幾點事項。

1. VCC 對地電容(C6)：電容主要為提供 IC 操作時的電源穩定，為確保系統不會產生二次啟

動現象，建議電容容值至少為 10µF 以上。

2. IC 啟動電阻(R1、R2)：越小的啟動電阻阻值所表現出來的是啟動速度越快，但其所代表

的是系統效率的影響。一般來說，總啟動電阻阻值約選在 300kΩ~600kΩ。

3. VCC 腳的 UVLOON電壓為 18V(typ)，操作電壓的設定可藉由下列公式計算出：

VVNNVVVCCV DDLED 5.7)/(*)(24 3232 >−+=> +

請注意：由於 VCC 腳位同時存在 UVLOOFF電壓(7.5V、Typ.)，及過電壓保護功能(24V、Typ.)。

故正常操作情況下，應落在 7.5V~24V 之間。另外，在本應用範例中，過高的 LED 串數或

負載開路等異常現象，皆可利用此腳位來達到系統保護的功能。

註：(3-1) VLED + 存在漣波電壓 (Ripple Voltage) 特性，計算時需考量最大峰值電壓。

(3-2) 正常操作情況下，建議 VCC 的操作點設在 16V~18V。

(3-3) 輸出電容耐壓(C5)必須比負載開路時的耐壓更高。

DRAIN

為了確保可以跟絕大部分的 MSOFET 匹配使用，HT7L5600 箝制了 DRV 腳位的最高輸出電

壓值 (16V、Typ.)。

內建 Power MOSFET DRAIN pin，最大輸入耐壓 650VDC。


AN0399T V1.00 5/22 December 7, 2016

ZCD

VCC 腳位的電源是來自系統的供電，而供電電路的設計架構可能會使 VCC 腳位無法偵測系

統輸出電壓過高現象。為了確保系統操作的安全，HT7L5610 提供另一種輸出過電壓保護設

計，它是藉由偵測過高的輸出電壓對 ZCD 電阻 (R7、R13) 造成偏壓電過值 (>300µA) 來判

斷。ZCD 腳位電壓需低於過電壓保護電壓 (3.2V、Typ,)，公式如下。

137

73232 *))/(*)((2.3RR

RVNNVVVV DDLEDZCD +−+=> +

CS

輸出電流的設定值可以很簡單的藉由外部電阻 (R11, R12) 的選定來達成，計算公式如下：

2

1

1211 //2188.0

NN

RRVI FB

LEDOUT ×××≈

其中

N1：變壓器一次測繞組匝數

N2：變壓器一次測繞組匝數

VFB為 0.3 定值

將此規格需求之參數帶入公式

N1=150

N2=40

VFB=0.3

R11//R12=1.8

故 ILEDOUT=275mA

因實際系統參數會有偏差，故實際輸出電流與計算電流值也會有偏差。

為了得到更精確的輸出電流要求，建議電阻的精確度誤差值要小於 1%，並且在 PCB 佈線

時，相關走線越短越好。

COMP

其外部具一對地電容(C7)，其目的為穩定內部參考信號，建議此電容參數為 0.47µF。


AN0399T V1.00 6/22 December 7, 2016

變壓器設計 T1 變壓器規格如下。

5

1

3

45 0.15mm X60Ts

21 0.13mm X 30Ts

Need Gap:3pin - 5pin Lp=1.4mH

Transformer EE16 SPEC

1KHz/ 1V

4

2

34 0.15mm X 90Ts

Triple Insulated wire T+T- 0.35mm X 40Ts

T+

T-

3 4

0.15mm x 45Ts

Tape 2Ts

0.15mm x 45Ts

0.35mm x 14Ts

0.35mm x 13Ts

Tape 2Ts T+

4 0.15mm x 45Ts5 0.15mm x 15Ts

21 0.13mm x 30TsTape 2Ts

0.35mm x 13TsT-

Tape 1Ts

實驗數據

測試條件 (以下實驗數據均有 EMI 方案)。

交流輸入電壓範圍：90VAC~265VAC。

LED 負載：8S、2P。總輸入功率為 8W。

VAC Pin(W) VLED+(VDC) Iout(mA) POUT(W) Efficiency(%) PF THD(%)

90 8.024 24.24 276 6.69 83.38 0.9934 6.69

100 7.937 24.22 275 6.66 83.92 0.991 7.06

115 7.854 24.2 273 6.61 84.12 0.986 7.6

135 7.8 24.2 272 6.58 84.39 0.976 8.46

180 7.865 24.17 271 6.55 83.28 0.9485 10.8

220 8.046 24.18 272 6.58 81.74 0.9074 13.4

240 8.172 24.2 273 6.61 80.84 0.8835 14.7

265 8.36 24.22 275 6.66 79.67 0.8515 16.35

VAC LED 負載串數 7 8 9

115 LED 電流(mA) 275 273 271

PF. 98.39 98.6 98.72

220 LED 電流(mA) 275 272 268

PF. 89.58 90.74 91.78

Note：輸出電流可能會因為 Sense 電阻誤差值，焊點阻抗而與設定值有所偏差。


AN0399T V1.00 7/22 December 7, 2016

啟動交流電源

圖 1. 啟動時間(115VAC)

圖 2. 啟動時間(230VAC)


AN0399T V1.00 8/22 December 7, 2016

關閉交流電源

圖 3. 關閉延遲時間(115VAC)

圖 4. 關閉延遲時間(230VAC)


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直流輸出

圖 5. 輸入電壓/電流特性(115VAC)



AN0399T V1.00 10/22 December 7, 2016

交流電源




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LED 電壓/電流漣波

圖 9. 輸出電壓/電流漣波(115VAC)

圖 10. 輸出電壓/電流漣波(230VAC)


AN0399T V1.00 12/22 December 7, 2016

保護功能(1)：交流電源啟動後再移除 LED 負載

圖 11. 負載開路保護-1 (115VAC)



AN0399T V1.00 13/22 December 7, 2016

保護功能(2)：先移除 LED 負載再啟動交流電源




AN0399T V1.00 14/22 December 7, 2016

保護功能(3)：交流電源啟動後再短路 LED 負載

圖 15. 負載短路保護-3 (115VAC)



AN0399T V1.00 15/22 December 7, 2016

保護功能(4): 交流電源啟動後先短路再取消短路物件

圖 17. 負載短路保護-4(115VAC)



AN0399T V1.00 16/22 December 7, 2016

保護功能(5)：先短路 LED 負載再啟動交流電源




AN0399T V1.00 17/22 December 7, 2016

系統效能

7072747678808284868890

90 100 115 135 180 220 240 265

AC input(Vac)

Effi

cien

cy(%

)8S, 273.5mA

圖 21. 全電壓下的系統效率

254

259

264

269

274

279

284

90 100 115 135 180 220 240 265AC input(Vac)

Iout

(mA

)

8S, 273.5mA

圖 22. 輸出電流的線性調整率

0.80.820.840.860.88

0.90.920.940.960.98

1

90 100 115 135 180 220 240 265AC input(Vac)

Pow

er F

acto

r(PF)

8S, 273.5mA

圖 23. 全電壓下的系統功率因數(PF)


AN0399T V1.00 18/22 December 7, 2016

250

255

260

265

270

275

280

285

290

7s 8s 9s

LED Series

Iout

(mA

)

90Vac 100Vac115Vac 135Vac180Vac 220Vac240Vac 265Vac

圖 24. 全電壓下的負載調整率

250

255

260

265

270

275

280

285

290

-40 -20 0 25 45 65

Temperature(°C)

Iout

(mA

)

90Vac 100Vac115Vac 135Vac180Vac 220Vac240Vac 265Vac

圖 25. 環境溫度變化對輸出電流的影響

6

8

10

12

14

16

18

20

90 100 115 135 180 220 240 265AC input(Vac)

TH

D(%

)

8S, 273.5mA

圖 26. 總諧波失真率


AN0399T V1.00 19/22 December 7, 2016

EMI 測試：電源板組裝於 E27 燈殼內 (8S2P)

EMI _Conduction

圖 27. 110V EMI_LINE

圖 28. 110V EMI_NEUTRAL


AN0399T V1.00 20/22 December 7, 2016

圖 29. 230V EMI_LINE

圖 30. 110V EMI_NEUTRAL


AN0399T V1.00 21/22 December 7, 2016

EMI _Radiatied

圖 31. 110V EMI_VERTICAL

圖 32. 110V EMI_HORIZONTAL


AN0399T V1.00 22/22 December 7, 2016

圖 33. 230V EMI_VERTICAL

圖 34. 230V EMI_ HORIZONTAL

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