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Richtek推出旗舰型可控硅调光方案RT7310

来源:Richtek 作者:Richtek 项目经理 郑 浏览:742

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摘要: Richtek项目经理郑刚在文章分析了LED驱动电源设计中的可控硅调光,设计能兼容现行大多数调光器的LED电源是降低LED成本、迅速取代当前节能照明技术的关键。Richtek正在推广RT7310可控硅调光方案,对比国际主流方案,RT7310方案成本降低了40%左右。

       可控硅,是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的功率半导体器件,亦称为晶闸管。比较而言,我觉得晶闸管这一称呼更准确。


       闸,一种可以控制其开关状态的门。与现实中的门不同,晶闸管这种门只有两种状态——开和关,它不能像普通的门那样可以半开、可以虚掩、可以双向自由通行。双向晶闸管是可以双向导通的,但必须分别进行控制,这与普通的门完全不同。

       普通的门开着就是开着,与有没有人通过它没有关系。晶闸管不是这样,当它被打开的时候,必须有一定的电流流过它,如果流过的电流低于其维持电流,它立马就关掉了。所以,在使用它的时候,必须给它一个维持其导通的电流。

       拥有这些奇怪特性的晶闸管,却被称为可控硅,我总觉得这有点不太恰当。

       把可控硅用于灯具的调光,初期的时候,它一定是被作为一项发明来看待的,而且也确实给这个世界带来了不少的方便。虽然它的存在一直在给电网带来危害,但人们也确实没有找到什么更好也同时具备其简单性的替代品,所以它在某些地方是大行其道的。

       可控硅调光器的负载,初期的时候是白炽灯。白炽灯作为可控硅的负载是再好不过了,一点问题都没有。后来,它的负载是卤素灯,这也仍然很好。再然后,荧光灯来了,人们的麻烦就开始出现了。LED的出现则让可控硅调光器成为很多人的梦魇。

       在LED灯替代白炽灯、卤素灯和荧光灯的过程中,兼容可控硅调光器是人们绕不过去的一个坎。假如当初爱迪生发明的灯泡是用LED来做的,今天的灯具一定不是我们现在看到的样子,这是因为LED的特性和旧有的灯具完全不同。但是历史就是历史,它不可能重来,也无法被改变,我们只能在前人创造的历史基础上不断前行,那些过去遗留下来的东西,馈赠也好,糟粕也罢,我们必须全盘接受。

       我和我的同伴在2008年就做出了兼容可控硅调光器的LED驱动器,还被深圳平湖的一家企业变成产品卖到了欧洲市场,据说这可能是世界上第一台兼容可控硅调光器的替代型 LED产品。但我自己明白,那时候的我对可控硅的特性了解得还是太少。

       我在后来的两年里花了很多时间研究LED的MR16应用,这是LED照明应用中的另一个难啃的骨头,研究的成果在2010年底开始呈现,Boost+Buck架构的出现就是这样来的。之所以能采用两级架构,得益于市场上出现了比较大功率的MR16需求,这让它的空间变大,也就有可能放进去更多的元件,于是思维的空间变大,新的架构就有了基础。今天,世界上最好的MR16驱动器——RT8479和RT8476,就是我们的RD在那基础上不断改进、提高出来的。


       MR16的应用同样存在可控硅调光的要求,我就是在研究此问题的过程中加深了对可控硅特性的理解。将可控硅的难以调控的特性与LED的优越性联系在一起,我觉得这东西的寿命一定不会太长,但从今天的市场来看,我觉得我错估了市场的力量,人们并没有完全按照LED的特性去设计新的灯具,而是在旧有的限制之下不断努力,让它们的市场得以延续。这个过程无疑提高了人们对这个世界的认识,也让这个世界变得更美好。但这个过程无疑消耗了很多优秀人才的精力,如果他们能将此精力投入更具创新性的地方,这个世界也许会变得更美好。


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       实际上,任何一种电源转换架构,只要它能在可控硅导通时快速进入工作状态,并且在此后持续从电网获得一定的电流,可控硅就会一直导通,这就实现了对可控硅的兼容性。在此基础上,再加上对可控硅导通角度的判断并以此为依据对负载进行调整,即可实现不同的亮度输出,可控硅调光的目的即可实现。

       RT7310就是这样一种思想的体现。它采用了最简单的PSR架构,芯片引脚只有6只,因而得以采用AC/DC领域中最便宜的SOT-23-6封装。其应用电路也是极其简单的,简单到和普通的PSR电路基本相同 ,下面就是它的原理示意图:

       RT7310在设计上不以追求百分之百的调光比为目标,而是追求以尽可能低的价格实现一种可以接受的性能,所以适合作为入门级的产品来使用。在面对15款完全不同的可控硅调光器的兼容性测试中,有13款在面对RT7310时表现出完全不闪烁的调光效果,剩下的两款调光器仅在亮度最低的地方略有闪烁。应该说这是一种完全可以接受的性能,它的用户们再也不用去花过多的代价把一个注定要消亡的应用做得更好了,因而它在很短的时间里就得到了很多用户的好评,成了它们的手中玩物。



       当使用RT7310的灯具不与调光器连接时,它就是一个普通的具有高PF值的灯具,而它的成本与一个普通的灯具基本是相同的。所以,使用RT7310,实际上是在做普通的驱动器,但它同时具有调光性能,我觉得这才是它的本质。

       实际上,RT7310还支持Buck-Boost架构,这是一种非隔离的电路架构。如果你对这种电路架构有需要,它也是你不错的选择。如果你也想来品尝RT7310所带来的好处,现在就可以和立锜联系了。


型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67