Sursă de alimentare cu driver LED reductor neizolată
Metoda de conducere a LED-ului este diferită de lămpile cu halogen tradiționale și lămpile fluorescente. Trebuie să mențină constant conducerea curentă, așa că este nevoie de o putere specială de conducere. Ca iluminat general, cele mai multe dintre ele sunt de înaltă tensiune de intrare și de ieșire SELV (safe extra-low voltage), așa că folosesc în principal o structură descendentă. Topologia Buck are caracteristicile unei structuri simple, eficiență ridicată și ondulație mică a curentului. Este adesea folosit. . PT4207 este un cip driver LED proiectat pe baza topologiei Buck.
Caracteristicile structurii cipului PT4207
PT4207 adoptă o arhitectură inovatoare, care poate funcționa în mod fiabil sub tensiunea DC de 8V până la 450V după ce intrarea AC este rectificată. MOSFET-ul de 350mA/20V încorporat poate furniza un curent de ieșire LED de 350mA. În plus, este echipat cu un port de comandă a comutatorului MOSFET extern pentru a obține curentul de ieșire LED-ului este de până la 1A și funcționează stabil. Eficiența sistemului poate ajunge la 96%, iar acuratețea curentului LED poate ajunge la ±5% (inclusiv rata de ajustare a tensiunii de intrare și diferențele dintre componente). Prin pinul DIM de reglare multifuncțională, curentul LED poate fi ajustat liniar utilizând rezistența sau tensiunea DC, sau semnalul digital al impulsului poate fi utilizat pentru a selecta gradarea PWM. În plus, cipul are și funcții de pornire ușoară, de încărcare scurtă și de supratemperatura. Diagrama bloc a structurii interne a PT4207 este prezentată ca în Fig. 1.
Figura 1PT4207 schema bloc al structurii interne
Principiul de funcționare cu curent constant: PT4207 utilizează un mod fix de oprire pentru a controla curentul de ieșire. După MOSFET-ul intern, curentul trece prin sarcină, inductanță, MOSFET și rezistorul de eșantionare și crește liniar în timp, iar la pinul CS este generată o tensiune. Când tensiunea atinge valoarea de referință internă, cipul controlează intern puterea pentru a opri MOSFET-ul și intră în ciclul de oprire. Timpul de oprire este stabilit de un rezistor extern și este fix. După expirare, MOSFET-ul se pornește din nou și intră în următorul ciclu de lucru. Modul de structură Buck este prezentat în Figura 2.
Figura 2 Două forme de structură Buck
În timpul perioadei de oprire a MOSFET, energia din inductorul L este eliberată în LED-ul de sarcină prin dioda de roată liberă D și este formată înapoi, așa cum se arată în Figura 3.
Figura 3 Structura Buck oprește revenirea curentului ciclului
poate fi obținută prin formula inductanței
unde VL este tensiunea pe inductor, L este inductanța, Toff este timpul de oprire fix setat și ΔIL este cantitatea de curent din inductor.
Figura 4 Forma de undă a curentului inductor sub CCM
Dacă sistemul funcționează în CCM (mod de lucru continuu), forma de undă a curentului din inductor este prezentată în Figura 4. Printre acestea, ILED este curentul uniform LED, IPEAK este curentul de vârf în inductor, adică curentul de vârf. prin MOSFET sau dioda de roată liberă și se obține ILED=IPEAK-0.5ΔIL. Înlocuiți formula inductanței pentru a obține
IPEAK poate fi setat prin eșantionarea rezistenței. Prin urmare, odată ce schema LED-ului de ieșire este determinată, curentul de ieșire nu are nimic de-a face cu tensiunea de intrare, realizând astfel controlul curentului constant al LED-ului.
Principiu scurt: Cipul detectează tensiunea pinului CS în fiecare ciclu de pornire. Odată ce detectează că tensiunea CS crește prea repede, cipul va opri MOSFET-ul și îl va porni din nou după o perioadă de timp pentru a obține scurt.
Principiul supra-temperaturii: Cipul are o funcție de supraîncălzire încorporată. Când temperatura de joncțiune a cipului depășește 135°C, curentul de ieșire va fi redus automat pentru a crește și mai mult temperatura. Dacă temperatura depășește 150°C, curentul de ieșire va scădea la 0, ceea ce poate evita problemele de pâlpâire în timp ce cipul este activ. Dacă trebuie să supraîncălziți LED-ul, puteți conecta indirect un termistor cu coeficient de temperatură negativ între pinul DIM și pinul GND. Când temperatura crește, tensiunea DIM va scădea și, în același timp, va reduce tensiunea de referință a pinului CS intern sau chiar se va opri, astfel încât să se realizeze funcția de supratemperatură.
Energie de pornire ușoară: Cipul are un timp de pornire ușoară de 4 ms încorporat, iar curentul crește treptat la pornire, astfel încât curentul de sarcină să atingă treptat valoarea setată, reducând efectiv curentul de pornire.
Figura 5PT4207 putere aplicație tipică (ieșire: 24 șiruri de matrice LED, 250mA) (imprimare)
Figura 6 Eficiența electrică a aplicației tipice PT4207 și caracteristicile curentului constant
Figura 7PT4207 aplicație de curent ridicat (ieșire 12 șiruri de matrice LED, 1000mA)
Figura 5 este o aplicație tipică a PT4207. Caracteristicile de eficiență și curent constant ale aplicației tipice a PT4207 sunt prezentate în Figura 6. Alte scheme de aplicații ale PT4207 sunt prezentate în Figura 7 și Figura 8. Printre acestea, Figura 7 este aplicația cu curent ridicat a PT4207 (ieșire 12 șiruri de LED-uri). matrice, 1000mA); Figura 8 este aplicația PT4207 DC de joasă tensiune (ieșire 1 3WLED, 700mA).
Figura 8PT4207 Aplicație de joasă tensiune CC (ieșire 1 3WLED, 700mA)
Proiectarea parametrilor sistemului
Consultați Figura 5 pentru aplicații tipice. Determinarea curentului de ieșire: se poate baza pe formula
Selectați R4, R5, R6 și L adecvate. Pentru pașii de calcul specifici, vă rugăm să consultați fișa de date PT4207.
Selectarea capacității de intrare: Capacitatea de intrare oferă o tensiune de alimentare stabilă pentru sistem, care poate fi selectată în funcție de puterea de ieșire și capacitatea de 1-2uF/W. Aplicațiile de iluminat sunt toate la temperaturi ridicate, astfel încât rezistența la temperatură a condensatorului este peste 105°C.
Selectarea MOSFET: tensiunea de rezistență a sursei de scurgere Vds este selectată în funcție de situația reală de intrare, iar curentul de scurgere Id este de 4 ori sau mai mult ILED.
Selectarea condensatorului de ieșire: Condensatorul conectat în paralel cu LED-ul poate absorbi curentul de ondulare a LED-ului. În mod ideal, curentul de ondulare al inductorului este complet absorbit de condensatorul de ieșire, prelungind durata de viață a LED-ului într-o anumită măsură. De obicei alegeți 1-10uF.
Selectarea diodei cu roată liberă: alegeți dioda Schottky sau dioda de recuperare ultra-rapidă, timpul de recuperare inversă Trr este mai mic de 100ns, iar capacitatea curentă ar trebui să fie mai mare decât IPEAK.
Selectarea inductanței carcasei lămpii fluorescente cu LED: poate fi selectat inductor în formă de I sau inductor cu transformator magnetic închis. Inductoarele în formă de I au, în general, un preț scăzut și sunt simple în proces, dar sunt magnetice, ceea ce poate cauza cu ușurință pierderea liniilor magnetice într-un spațiu închis de metal și poate cauza funcționarea anormală a sistemului, deci sunt utilizate în general în lămpile cu -carci metalice. Indiferent de tipul de inductor utilizat, curentul de saturație al inductorului trebuie să fie mai mare de 1,2 ori ILED-ul, iar temperatura Curie a materialului miezului magnetic este mai mare de 150 ° C.
Puncte de proiectare a aspectului
Consultați Figura 5 pentru aplicații tipice. Printre acestea, condensatorii de filtru C3, C4, C5 și rezistorul R4 ar trebui să fie cât mai aproape posibil de pinii cipului. Condensatorul de intrare C1, sarcina, inductorul L4, MOSFET, cip S pin, rezistențele de eșantionare R5 și R6 sunt căi mari de curent, cablajul trebuie să fie cât mai gros și scurt posibil, iar zona închisă ar trebui să fie cât mai mică posibil. Rezistoarele de eșantionare R5 și R6 sunt conectate la pământ de înaltă frecvență și curent ridicat, care sunt surse de interferență și ar trebui conectate la electrodul negativ al condensatorului filtrului de intrare C1 pe calea cea mai scurtă. Al treilea pin al cipului, precum și masa C3, C4, C5 și R4 au nevoie de o masă de referință stabilă, care poate fi scoasă separat de C1.
