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GL8211 應用指南應用指南應用指南應用指南

GL8211 LED驅動芯片驅動芯片驅動芯片驅動芯片應用應用應用應用指南指南指南指南

概述概述概述概述

GL8211適合應用於高功率因數、高精確恆

定電流、高性能非隔離降壓式控制集成電路的

LED驅動器。

GL8211的 DIM Pin提供線性調光和外部控

制的過溫度保護功能。

GL8211的迴授補償控制線路非常簡單只要

一個電容器由 COMP接腳到 GND接腳，恆定電

流輸出用一個 SENSOR電阻即可完成設定。因

此 GL8211適合應用於全電壓輸入、運用線路精

簡的 E26 / E27或 T5/ T8燈管 LED驅動器。

GL8211 功能簡介功能簡介功能簡介功能簡介

GL8211為高性能之控制 IC，具有下列特性：

精確恆定電流 ( < ±3% ) 供給 LED

全電壓輸入範圍 PF > 0.9

高轉換效率 > 85% TYP.

非常低的 BOM COST

LED短路保護

過電流保護

電源接腳提供過電壓保護

IC內部提供過溫度保護

GL8211內部功能方塊圖內部功能方塊圖內部功能方塊圖內部功能方塊圖

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GL8211 應用指南應用指南應用指南應用指南

目錄目錄目錄目錄

GL8211 LED 驅動芯片應用指南驅動芯片應用指南驅動芯片應用指南驅動芯片應用指南 ............................................................................................................... 1

概述概述概述概述................................................................................................................................................................ 1

GL8211 功能簡介功能簡介功能簡介功能簡介 ....................................................................................................................................... 1

GL8211 內部功能方塊圖內部功能方塊圖內部功能方塊圖內部功能方塊圖 ............................................................................................................................ 1

目錄目錄目錄目錄................................................................................................................................................................ 2

GL8211 內部功能說明內部功能說明內部功能說明內部功能說明 ................................................................................................................................ 3

電感器設計方法電感器設計方法電感器設計方法電感器設計方法：：：： ....................................................................................................................................... 5

設計實例設計實例設計實例設計實例........................................................................................................................................................ 6

系統實體圖 ............................................................................................................................... 6

電路板布局 ............................................................................................................................... 6

系統設計規格 ........................................................................................................................... 6

電路圖 ...................................................................................................................................... 7

組件表 ...................................................................................................................................... 8

測試結果 .................................................................................................................................. 9

1.1.1.1. 效率效率效率效率 ........................................................................................................................ 9

2.2.2.2. 功率因數功率因數功率因數功率因數............................................................................................................... 10

3.3.3.3. 總諧波失真總諧波失真總諧波失真總諧波失真 ............................................................................................................ 11

4.4.4.4. 輸出電流輸出電流輸出電流輸出電流............................................................................................................... 12

5.5.5.5. 輸出漣波輸出漣波輸出漣波輸出漣波............................................................................................................... 13

聯絡資訊聯絡資訊聯絡資訊聯絡資訊...................................................................................................................................................... 13

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GL8211內部功能說明內部功能說明內部功能說明內部功能說明

Vcc 接腳的起動電路和欠接腳的起動電路和欠接腳的起動電路和欠接腳的起動電路和欠電壓停止工作電壓停止工作電壓停止工作電壓停止工作

GL8211有非常低的起始電流和較低的起始電壓,可減少外部起始電路之功率损失。由外部起

始電阻,提供起始電流對 Vcc電容充電,當 Vcc電壓達到工作點( UVLO on ) 15V時, GL8211開始

工作,再由起始電路對 Vcc電容充電。如果 Vcc電壓低於欠電壓停止工作點 8V會關閉輸出電路減

少工作電流。欠電壓停止工作點有遲滯作用,可使起動電容器有充分的能量供應給芯片。

GL8211在 VCC接腳有過電壓偵測保護功能，可防止系統損壞。當 VCC電壓高於過電壓保

護(OVP)電壓準位 28V，閘極輸出驅動電路將立刻關閉以停止系統動作，直到過電壓狀況解除,便

會自動回復。

VCC電壓是由輸出的 LED燈串電壓提供，所以在整流二極體請使用 Super fast Diode，600V

1A等級的整流二極體。箝位二極體電壓可由下式獲得：

Vz = VLED-18V

OUT 接腳接腳接腳接腳 驅動驅動驅動驅動器器器器

GL8211 的 OUT接腳內置了一個 13.5V的箝位電路。當 Vcc電壓高於 13.5V時，OUT內

置的 13.5V穩壓電路將會把 OUT高值箝位在 13.5V，因為過高的閘極電壓信號會造成MOSFET

損壞。內部振盪器的最大工作週期大約是 90%而最小的工作週期時間為 410nS，振盪器的工作頻

率為 45KHz。

DIM 接腳接腳接腳接腳 調光或外部過溫度保護調光或外部過溫度保護調光或外部過溫度保護調光或外部過溫度保護

DIM接腳可由外部的NTC熱敏電阻設置過溫度保護(OTP)，當DIM接腳的電壓小於0.25V，

MOSFET 會被關掉，只要當DIM電壓回升到0.3V以上則會進入線性調光的範圍中，立刻啟動並

整流到所對應的參考電位。

當 DIM接腳的電壓介於 0.3V到 3V之間，操作在線性調光的範圍中，可線性調整 LED的電

流以調整 LED的亮度。

DIM接腳的電壓大於 3V時，操作在一般狀態(由 CS接腳設定 LED電流)。

COMP 接腳接腳接腳接腳補償網路補償網路補償網路補償網路

補償網路的設計是 PFC控制回路中最重要的部分，因為它能顯著地影響 THD的高低和系統

的穩定度。為了使得 Vcomp在一個週期必須保持恒定的值，頻帶寬要設的很低，通常要求在 10Hz

以下。最簡單的補償網路是用一個 1uF~4.7uF的電容去構造一個積分器。

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CS 接腳接腳接腳接腳 電流檢測電流檢測電流檢測電流檢測

GL8211由 CS接腳偵測 LED燈串電流，電流檢測的門檻電壓設在 0.2V。流經 LED燈串的

電流可以從下式獲得：

※※※※當輸入電當輸入電當輸入電當輸入電壓壓壓壓在在在在 90Vac~264Vac，，，，輸出電流輸出電流輸出電流輸出電流 100mA 時時時時，，，，輸出輸出輸出輸出燈串燈串燈串燈串電壓範圍在電壓範圍在電壓範圍在電壓範圍在 52V~76V 之間之間之間之間。。。。

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電感器設計方法電感器設計方法電感器設計方法電感器設計方法：：：：

步驟步驟步驟步驟 1：：：：

Po：輸出功率 Vin min (ac)：最小交流輸入電壓

η：設訂定在 0.85~0.9 之間

PF：設訂定在 0.9~0.95 之間

步驟步驟步驟步驟 2：：：：

步驟步驟步驟步驟 4：：：：

∆I=K*Iin pk

K：設訂定在 0.1~0.5 之間

步驟步驟步驟步驟 5：：：：

步驟步驟步驟步驟 7：：：：

步驟步驟步驟步驟 8：：：：

步驟步驟步驟步驟 9：：：：

選擇漆包線線徑的電流密度是大约是 400~500 cmil/A。

線徑 電流

0.2 mm 0.16 A

0.3 mm 0.36 A

0.4 mm 0.64 A

0.5 mm 1.00 A

0.6 mm 1.44 A

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設計設計設計設計實實實實例例例例

系統實體圖系統實體圖系統實體圖系統實體圖

頂部圖頂部圖頂部圖頂部圖

底部圖底部圖底部圖底部圖 ((((長長長長50mmx寛寛寛寛20mmx總高總高總高總高16.3mm))))

電路板布局電路板布局電路板布局電路板布局

頂部頂部頂部頂部布局布局布局布局

底部布局底部布局底部布局底部布局

系統系統系統系統設計設計設計設計規格規格規格規格

下表為系統欲設計之系統規格，本文將以此規格做為設計標準：

系統規格

參數 規格值

輸出功率 10 W

輸入電壓範圍 90~264 VAC

輸出電壓 50V

輸出電流 200mA

功率因數 >0.9

效率 >85%

LED規格 1W/350mA/3V

16pcs

環境溫度 25

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電路圖電路圖電路圖電路圖

BD

1

0.8A/600V

C1

0.047uF/400V

L

N

D1

5A/600V

LE

D+

LE

D-

90~264V

ac

R11

NC

R4

360K

C8

NC

R10

1Ω

L1

3.3mH

C2

10uF/50V

Vcc

1

DIM

4

CO

MP

5G

ND

2

OU

T3

CS

6

IC1

GL

8211R

3360K

C6

1uF

C4

NC

LE

D+

R7

10Ω

D2

US1M

R6

NC

R5

NC

C7

1nF

R12

NC

50V

/0.2

A

CX

10.1uF

L3

1.3mH

L2

1.3mH

R2

4.7K

R1

4.7K

DZ

133V

C3

3.3uF

R8

10Ω

Q1

6A/600V

NT

C1

NC

R9

0Ω

C5

NC

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組件表組件表組件表組件表

建議廠牌 規格型號 包裝 數量 位置

GR GL8211 SOT-26 1 IC1

SMD 0805 0Ω <=0.05 1/10W SMD 0805 1 R9

SMD 0805 10Ω 5% 1/8W SMD 0805 2 R7,R8

SMD 1206 1Ω 1% 1/4W SMD 1206 1 R10

SMD 1206 4.7KΩ 5% 1/4W SMD 1206 2 R1,R2

SMD 1206 360KΩ 5% 1/4W SMD 1206 2 R3,R4

SMD 0805 1nF/50V 5% X7R SMD 0805 1 C7

SMD 0805 1uF/16V 10% X7R SMD 0805 1 C6

PANJIT Bridge Diode 0.5A/600V B6S MDI 1 BD1

VISHAY ZENER DIODE 33V 1/2W 5% SOD-80 1 DZ1

LITEON ULTRA FAST DIODE US1M 1A/1000V SMA 1 D2

TEAPO 10uF 50V 105°C TEAPO/SC SERIES 6D*11 1 C2

TEAPO 3.3uF 400V 105°C TEAPO/SE SERIES 8D*11 1 C4

Cheng Tung Capacitor-X1 0.1uF/300V 20% 13x12x6 1 CX1

Capacitor-MPP 0.047uF/400V 105 10% 1 C1

LITEON SUPER FAST DIODE SF30JG 3A/600V DO-201AD 1 D1

GR MOSFET 6N60 6A/600V TO-220F 1 Q1

DRUM CHOKE ψ6x8 1.3mH 10% 2 L2,L3

DRUM CHOKE ψ10x16 3.3mH 10% 1 L1

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測試結果

1.1.1.1. 效率效率效率效率

測試條件測試條件測試條件測試條件:

1. 輸入電壓 90V, 115V, 230V, 264V

2. 輸出負載 LED X 16

90V / 60Hz 115V / 60Hz 230V / 50Hz 264V / 50Hz

Efficiency 91.39% 92.21% 89.40% 88.24%

Efficiency vs. Input Voltage84.086.088.090.092.094.0

85 115 145 175 205 235 265Input Voltage (Vac)Efficiency (%)

GL8211

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2.2.2.2. 功率因數功率因數功率因數功率因數

測試條件測試條件測試條件測試條件:

1. 輸入電壓 90V, 115V, 230V, 264V

2. 輸出負載 LED X 16

PF vs. Input Voltage0.750.800.850.900.951.00

85 115 145 175 205 235 265Input Voltage (Vac)PF

GL8211

90Vac/60Hz 115Vac/60Hz 230Vac/50Hz 264Vac/50Hz

PF 0.966 0.960 0.931 0.920

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3.3.3.3. 總諧波失真總諧波失真總諧波失真總諧波失真

測試測試測試測試條件條件條件條件:

1. 輸入電壓 90V, 115V, 230V, 264V

2. 輸出負載 LED X 16

THD vs. Input Voltage162024283236

85 115 145 175 205 235 265Input Voltage (Vac)THD

GL8211

90Vac/60Hz 115Vac/60Hz 230Vac/50Hz 264Vac/50Hz

T.H.D. 26.81% 29.01% 33.14% 32.55%

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4.4.4.4. 輸出電流輸出電流輸出電流輸出電流

測試條件測試條件測試條件測試條件:

1. 輸入電壓 90V, 115V, 230V, 264V

2. 輸出負載 LED X 16

Output Current vs. Input Voltage0.1600.1800.2000.2200.240

85 115 145 175 205 235 265Input Voltage (Vac)Io (A)

GL8211

90Vac/60Hz 115Vac/60Hz 230Vac/50Hz 264Vac/50Hz

Io 0.204 A 0.205 A 0.205 A 0.205 A

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5.5.5.5. 輸出漣波輸出漣波輸出漣波輸出漣波

測試條件測試條件測試條件測試條件:

1. 輸入電壓 90V, 115V, 230V, 264V

2. 輸出負載 LED X 16

聯絡資訊聯絡資訊聯絡資訊聯絡資訊

綠達光電股份有限公司綠達光電股份有限公司綠達光電股份有限公司綠達光電股份有限公司

Grenergy Opto, Inc.

5F, No. 6-2, Duxing Rd.,

Hsinchu 300, Taiwan, R.O.C.

Tel: 886-3-578-6363

FAX: 886-3-564-3838

90Vac/60Hz 115Vac/60Hz 230Vac/50Hz 264Vac/50Hz

Vo (p-p) 13.1 V 13.1 V 11.8 V 11.8 V

Io (p-p) 0.350 A 0.343 A 0.325 A 0.331 A