ספק כוח לדרייבר לא מבודד מדורג למטה

ספק כוח לדרייבר לא מבודד מדורג למטה

שיטת הנהיגה של LED שונה מנורות הלוגן מסורתיות ומנורות פלורסנט. הוא צריך לשמור על נהיגה זרם קבועה, ולכן יש צורך בכוח נהיגה מיוחד. בתור תאורה כללית, רובם הם כניסת רשת מתח גבוהה ופלט SELV (מתח נמוך במיוחד), כך שהם משתמשים בעיקר במבנה מטה. לטופולוגיה של באק יש את המאפיינים של מבנה פשוט, יעילות גבוהה ואדוות זרם קטנה. הוא משמש לעתים קרובות. . PT4207 הוא שבב דרייבר LED שתוכנן על בסיס טופולוגיית Buck.

מאפייני מבנה שבב PT4207

PT4207 מאמץ ארכיטקטורה חדשנית, שיכולה לעבוד בצורה מהימנה תחת מתח DC של 8V עד 450V לאחר תיקון כניסת AC. MOSFET מובנה של 350mA/20V יכול לספק זרם פלט LED של 350mA. בנוסף, הוא מצויד ביציאת כונן חיצונית של מתג MOSFET כדי להשיג את זרם הפלט של LED הוא עד 1A ועובד ביציבות. יעילות המערכת יכולה להגיע ל-96%, ודיוק זרם ה-LED יכול להגיע ל-±5% (כולל קצב התאמת מתח הכניסה והפרשי הרכיבים). באמצעות פין DIM העמעום רב-תכליתי, ניתן לכוונן את זרם ה-LED באופן ליניארי באמצעות התנגדות או מתח DC, או שניתן להשתמש באות הדופק הדיגיטלי לבחירת עמעום PWM. בנוסף, לשבב יש גם הפעלה רכה, עומס קצר וטמפרטורת יתר. תרשים בלוקים של המבנה הפנימי של PT4207 מוצג כמו באיור 1.

איור 1PT4207 תרשים בלוקים של מבנה פנימי

עקרון עבודה של זרם קבוע: PT4207 משתמש במצב זמן כיבוי קבוע כדי לשלוט בזרם הפלט. לאחר ה-MOSFET הפנימי, הזרם זורם דרך העומס, השראות, ה-MOSFET ונגד הדגימה, ועולה באופן ליניארי עם הזמן, ונוצר מתח בפין CS. כאשר המתח מגיע לערך הייחוס הפנימי, השבב שולט באופן פנימי בכוח לכיבוי ה-MOSFET ונכנס למחזור הכיבוי. זמן הכיבוי נקבע על ידי נגד חיצוני והוא קבוע. לאחר ההפוגה, ה-MOSFET נדלק שוב ונכנס למחזור העבודה הבא. הדרך של מבנה באק מוצגת באיור 2.

איור 2 שתי צורות של מבנה באק

במהלך תקופת הכיבוי של ה-MOSFET, האנרגיה במשרן L משתחררת לתוך נורית העומס דרך דיודה החופשית D, והיא נוצרת בחזרה, כפי שמוצג באיור 3.

איור 3 מבנה באק מכבה את החזרת זרם המחזור

ניתן להשיג על ידי נוסחת השראות

כאשר VL הוא המתח על פני המשרן, L הוא השראות, Toff הוא זמן הכיבוי הקבוע הניתן להגדרה, ו-ΔIL הוא כמות הזרם במשרן.

איור 4 צורת גל זרם המשרן תחת CCM

אם המערכת פועלת ב-CCM (מצב עבודה מתמשך), צורת הגל הנוכחית במשרן מוצגת באיור 4. ביניהם, ILED הוא הזרם האחיד של LED, IPEAK הוא זרם השיא במשרן, כלומר, זרם השיא דרך ה-MOSFET או דיודת ה-freewheeling, ומתקבל ILED=IPEAK-0.5ΔIL. החלף את נוסחת השראות כדי לקבל

ניתן להגדיר את IPEAK על ידי נגד דגימה. לכן, ברגע שנקבעת ערכת LED הפלט, לזרם הפלט אין שום קשר למתח הכניסה, ובכך מימוש בקרת זרם קבוע של LED.

עיקרון קצר: השבב מזהה את מתח פין ה-CS בכל מחזור הפעלה. ברגע שהוא מזהה שמתח ה-CS עולה מהר מדי, השבב יכבה את ה-MOSFET ויפעיל אותו שוב לאחר פרק זמן כדי להשיג קצר.

עקרון טמפרטורת יתר: לשבב יש פונקציית התחממות יתר מובנית. כאשר טמפרטורת הצומת של השבב עולה על 135 מעלות צלזיוס, זרם המוצא יופחת אוטומטית כדי להעלות עוד יותר את הטמפרטורה. אם הטמפרטורה עולה על 150°C, זרם המוצא יירד ל-0, מה שיכול למנוע בעיות הבהוב בזמן שהשבב פעיל. אם אתה צריך לטמפרטורת יתר של LED, אתה יכול לחבר בעקיפין תרמיסטור מקדם טמפרטורה שלילי בין פין DIM לפין GND. כאשר הטמפרטורה עולה, מתח ה-DIM יירד, ובמקביל יקטין את מתח ההתייחסות הפנימי של פיני CS או אפילו יכבה, כדי להשיג פונקציית טמפרטורת יתר.

אנרגיית התחלה רכה: לשבב יש זמן התחלה רכה מובנה של 4ms, והזרם גדל בהדרגה בעת ההפעלה, כך שזרם העומס מגיע בהדרגה לערך שנקבע, ובכך מפחית ביעילות את זרם המתח ההתחלתי.

איור 5PT4207 כוח יישום טיפוסי (פלט: 24 מחרוזות של מערך LED, 250mA) (הדפסה)

איור 6 PT4207 יעילות חשמלית ליישום טיפוסי ומאפייני זרם קבוע

איור 7PT4207 יישום זרם גבוה (פלט 12 מחרוזות של מערך LED, 1000mA)

איור 5 הוא יישום טיפוסי של PT4207. היעילות ומאפייני הזרם הקבוע של היישום הטיפוסי של PT4207 מוצגים באיור 6. סכימות יישום אחרות של PT4207 מוצגות באיור 7 ובאיור 8. ביניהם, איור 7 הוא יישום הזרם הגבוה של PT4207 (פלט 12 מחרוזות של LED מערך, 1000mA); איור 8 הוא יישום המתח הנמוך PT4207 DC (פלט 1 3WLED, 700mA).

איור 8PT4207 יישום מתח נמוך DC (פלט 1 3WLED, 700mA)

עיצוב פרמטרי מערכת

עיין באיור 5 עבור יישומים טיפוסיים. קביעת זרם המוצא: יכולה להתבסס על הנוסחה

בחר את R4, R5, R6 ו-L המתאימים. לשלבי חישוב ספציפיים, עיין בגיליון הנתונים של PT4207.

בחירת קיבול כניסה: קיבול הכניסה מספק מתח אספקת חשמל יציב למערכת, אותו ניתן לבחור בהתאם להספק המוצא והקיבול לפי 1-2uF/W. יישומי תאורה כולם בטמפרטורה גבוהה, כך שההתנגדות לטמפרטורה של הקבל היא מעל 105 מעלות צלזיוס.

בחירת MOSFET: עמידה במתח מקור הניקוז Vds נבחר בהתאם למצב הקלט בפועל, וזיהוי זרם הניקוז הוא פי 4 או יותר ILED.

בחירת קבל פלט: הקבל המחובר במקביל ל-LED יכול לספוג את זרם האדוות של LED. באופן אידיאלי, זרם אדוות המשרן נספג לחלוטין על ידי קבל המוצא, ומאריך את חיי הנורית במידה מסוימת. בדרך כלל בחר 1-10uF.

בחירת דיודת גלגלים חופשיים: בחר בדיודה Schottky או דיודת התאוששות מהירה במיוחד, זמן ההתאוששות ההפוכה Trr הוא פחות מ-100ns, והיכולת הנוכחית צריכה להיות גדולה מ-IPAK.

בחירת השראת מעטפת מנורת פלורסנט LED: ניתן לבחור משרן בצורת I או משרן שנאי מגנטי סגור. משרנים בצורת I הם בדרך כלל נמוכים במחיר ופשוטים בתהליכים, אך הם מגנטיים, מה שעלול בקלות לגרום לאובדן קווים מגנטיים בחלל מוקף מתכת ולגרום למערכת לפעול בצורה לא תקינה, ולכן הם משמשים בדרך כלל במנורות ללא -קונכיות מתכת. לא משנה באיזה סוג של משרן משתמשים, זרם הרוויה של המשרן נדרש להיות גדול מפי 1.2 מה-ILED, וטמפרטורת הקורי של חומר הליבה המגנטית גדולה מ-150 מעלות צלזיוס.

נקודות עיצוב פריסה

עיין באיור 5 עבור יישומים טיפוסיים. ביניהם, קבלי המסנן C3, C4, C5 והנגד R4 צריכים להיות קרובים ככל האפשר לסיכות השבב. קבל קלט C1, עומס, משרן L4, MOSFET, שבב S pin, נגדי דגימה R5 ו-R6 הם נתיבי זרם גדולים, החיווט צריך להיות עבה וקצר ככל האפשר, והשטח הסגור צריך להיות קטן ככל האפשר. נגדי הדגימה R5 ו-R6 מחוברים להארקה בתדר גבוה ובזרם גבוה, שהם מקורות הפרעה ויש לחבר אותם לאלקטרודה השלילית של קבל מסנן הכניסה C1 דרך הנתיב הקצר ביותר. הפין השלישי של השבב, כמו גם הארקה של C3, C4, C5 ו-R4 זקוקים להארקת ייחוס יציבה, שניתן להוביל החוצה בנפרד מ-C1.