Isoleerimata astmeline LED-draiveri toiteallikas
LED-i juhtimisviis erineb traditsioonilistest halogeenlampidest ja luminofoorlampidest. See peab säilitama pideva voolukiiruse, seega on vaja erilist sõiduvõimsust. Üldvalgustusena on enamus neist kõrgepingevõrgu sisend ja SELV (safe extra-low Voltage) väljund, seega kasutatakse enamasti astmelist struktuuri. Buck-topoloogial on lihtsa struktuuri, kõrge efektiivsuse ja väikese voolu pulsatsiooni omadused. Seda kasutatakse sageli. . PT4207 on LED-draiveri kiip, mis põhineb Bucki topoloogial.
PT4207 kiibi struktuuri omadused
PT4207 võtab kasutusele uuendusliku arhitektuuri, mis võib pärast vahelduvvoolu sisendi parandamist usaldusväärselt töötada alalispinge all 8 V kuni 450 V. Sisseehitatud 350mA/20V MOSFET suudab pakkuda 350mA LED-väljundvoolu. Lisaks on see varustatud välise MOSFET-lüliti ajamipordiga, et saavutada LED väljundvool on kuni 1A ja töötab stabiilselt. Süsteemi efektiivsus võib ulatuda 96% -ni ja LED-voolu täpsus võib ulatuda ±5% -ni (sh sisendpinge reguleerimise kiirus ja komponentide erinevused). Multifunktsionaalse hämardamise DIM-tihvti kaudu saab LED-i voolu takistuse või alalispinge abil lineaarselt reguleerida või PWM-hämardamise valimiseks kasutada digitaalset impulsssignaali. Lisaks on kiibil ka pehme käivituse, lühikese koormuse ja ülekuumenemise funktsioonid. PT4207 sisemise struktuuri plokkskeem on näidatud joonisel 1.
Joonis 1PT4207 sisestruktuuri plokkskeem
Püsivoolu tööpõhimõte: PT4207 kasutab väljundvoolu juhtimiseks fikseeritud väljalülitusaja režiimi. Pärast sisemist MOSFET-i voolab vool läbi koormuse, induktiivsuse, MOSFET-i ja diskreetimistakisti ning tõuseb aja jooksul lineaarselt ning CS-viigule tekib pinge. Kui pinge jõuab sisemise kontrollväärtuseni, juhib kiip sisemiselt MOSFET-i väljalülitamiseks toidet ja siseneb väljalülitustsüklisse. Väljalülitusaeg määratakse välise takistiga ja see on fikseeritud. Pärast aegumist lülitub MOSFET uuesti sisse ja siseneb järgmisse töötsüklisse. Bucki struktuuri viis on näidatud joonisel 2.
Joonis 2 Bucki struktuuri kaks vormi
MOSFET-i väljalülitusperioodil vabaneb induktiivpoolis L olev energia vabakäigudioodi D kaudu koormuse LED-i ja moodustub tagasi, nagu on näidatud joonisel 3.
Joonis 3 Buck struktuur lülitab välja tsükli voolu tagastamise
võib saada induktiivsuse valemiga
kus VL on induktiivpooli ületav pinge, L on induktiivsus, Toff on seadistatav fikseeritud väljalülitusaeg ja ΔIL on voolu suurus induktiivpoolis.
Joonis 4 Induktiivpooli voolu lainekuju CCM-i all
Kui süsteem töötab CCM-is (pidev töörežiim), on induktiivpooli voolu lainekuju näidatud joonisel 4. Nende hulgas on ILED LED-i ühtlane vool, IPEAK on induktiivpooli tippvool, st tippvool. läbi MOSFETi või vabakäigudioodi ja saadakse ILED=IPEAK-0.5ΔIL. Asendage saamiseks induktiivsuse valem
IPEAK-i saab seadistada diskreetimistakistiga. Seega, kui väljund-LED-skeem on kindlaks määratud, pole väljundvoolul sisendpingega midagi pistmist, realiseerides seega LED-i konstantse voolu juhtimise.
Lühipõhimõte: kiip tuvastab igas sisselülitustsüklis CS-viigu pinge. Kui see tuvastab, et CS-pinge tõuseb liiga kiiresti, lülitab kiip MOSFET-i välja ja lülitab selle mõne aja pärast uuesti sisse, et saavutada lühis.
Ületemperatuuri põhimõte: kiibil on sisseehitatud ülekuumenemise funktsioon. Kui kiibi ühendustemperatuur ületab 135 °C, vähendatakse väljundvoolu automaatselt, et temperatuuri veelgi tõsta. Kui temperatuur ületab 150 °C, langeb väljundvool 0-ni, mis võib vältida virvendusprobleeme, kui kiip on aktiivne. Kui teil on vaja LED-i üle kuumendada, saate kaudselt ühendada negatiivse temperatuuriteguri termistori DIM-viigu ja GND-viigu vahele. Kui temperatuur tõuseb, DIM pinge langeb ja samal ajal vähendab sisemist CS viigu võrdluspinget või isegi lülitub välja, et saavutada ületemperatuuri funktsioon.
Pehme käivituse energia: kiibil on sisseehitatud 4 ms pehme käivitusaeg ja käivitamisel suurendatakse voolu järk-järgult, nii et koormusvool jõuab järk-järgult seatud väärtuseni, vähendades tõhusalt käivitusliigvoolu.
Joonis 5PT4207 tüüpiline rakenduse võimsus (väljund: 24 LED-massiivi stringi, 250 mA) (printimine)
Joonis 6 PT4207 tüüpilise rakenduse elektriline kasutegur ja konstantse voolu omadused
Joonis 7PT4207 suure voolutugevusega rakendus (väljund 12 LED-massiivi stringi, 1000 mA)
Joonis 5 on PT4207 tüüpiline rakendus. PT4207 tüüpilise rakenduse efektiivsuse ja püsivoolu omadused on näidatud joonisel 6. PT4207 muud rakendusskeemid on näidatud joonistel 7 ja 8. Nende hulgas on joonisel 7 PT4207 suure vooluga rakendus (väljund 12 LED-i stringi massiiv, 1000mA); Joonisel 8 on PT4207 alalisvoolu madalpingerakendus (väljund 1 3WLED, 700mA).
Joonis 8PT4207 DC madalpinge rakendus (väljund 1 3WLED, 700mA)
Süsteemi parameetrite projekteerimine
Tüüpiliste rakenduste kohta vaadake joonist 5. Väljundvoolu määramine: võib põhineda valemil
Valige sobivad R4, R5, R6 ja L. Konkreetsete arvutusetappide kohta vaadake palun PT4207 andmelehte.
Sisendmahtuvuse valik: Sisendmahtuvus tagab süsteemile stabiilse toitepinge, mida saab valida vastavalt väljundvõimsusele ja mahtuvusele vastavalt 1-2uF/W. Valgustusrakendused on kõik kõrge temperatuuriga, seega on kondensaatori temperatuurikindlus üle 105 °C.
MOSFET-i valik: äravooluallika vastupidavuspinge Vds valitakse vastavalt tegelikule sisendolukorrale ja äravooluvool Id on 4 korda või rohkem ILED-i.
Väljundkondensaatori valik: LED-iga paralleelselt ühendatud kondensaator võib absorbeerida LED-i pulsatsioonivoolu. Ideaalis neeldub induktiivpooli pulsatsioonivool täielikult väljundkondensaatoris, pikendades LED-i eluiga teatud määral. Tavaliselt vali 1-10uF.
Vabakäigudioodi valik: valige Schottky diood või ülikiire taastamise diood, vastupidine taastumisaeg Trr on alla 100 n ja vooluvõime peaks olema suurem kui IPEAK.
LED-luminofoorlambi kesta induktiivsuse valik: valida saab I-kujulise induktiivpooli või suletud magnettrafo induktiivpooli. I-kujulised induktiivpoolid on üldiselt madala hinnaga ja protsessi lihtsad, kuid need on magnetilised, mis võib kergesti põhjustada magnetliinide kadumist metalliga piiratud ruumis ja põhjustada süsteemi ebanormaalset töötamist, mistõttu kasutatakse neid üldiselt lampides - metallist kestad. Olenemata sellest, millist induktiivpooli kasutatakse, peab induktiivpooli küllastusvool olema suurem kui 1,2 korda suurem kui ILED ja magnetilise südamiku materjali Curie temperatuur on suurem kui 150 °C.
Paigutuse kujundamise punktid
Tüüpiliste rakenduste kohta vaadake joonist 5. Nende hulgas peaksid filtri kondensaatorid C3, C4, C5 ja takisti R4 olema kiibi kontaktidele võimalikult lähedal. Sisendkondensaator C1, koormus, induktiivpool L4, MOSFET, kiibi S pin, diskreetitakistid R5 ja R6 on suured vooluteed, juhtmestik peab olema võimalikult paks ja lühike ning suletud ala võimalikult väike. Diskreettakistid R5 ja R6 on ühendatud kõrgsagedusliku ja suure vooluga maandusega, mis on häirete allikad ja tuleks ühendada sisendfiltri kondensaatori C1 negatiivse elektroodiga lühimat teed pidi. Kiibi kolmas kontakt, samuti C3, C4, C5 ja R4 maandus vajavad stabiilset võrdlusmaandust, mille saab C1-st eraldi välja juhtida.
