Neizoliran napajalnik LED gonilnika za postopno znižanje
Način vožnje LED se razlikuje od tradicionalnih halogenskih in fluorescenčnih sijalk. Ohranjati mora stalen tok vožnje, zato je potrebna posebna pogonska moč. Kot splošna razsvetljava je večina od njih visokonapetostni omrežni vhod in SELV (varna ekstra-nizka napetost) izhod, zato večinoma uporabljajo padajočo strukturo. Buck topologija ima značilnosti preproste strukture, visoke učinkovitosti in majhnega valovanja toka. Pogosto se uporablja. . PT4207 je LED gonilniški čip, zasnovan na osnovi Buck topologije.
Značilnosti strukture čipa PT4207
PT4207 ima inovativno arhitekturo, ki lahko zanesljivo deluje pod enosmerno napetostjo od 8 V do 450 V po popravljenem izmeničnem vhodu. Vgrajeni 350mA/20V MOSFET lahko zagotovi 350mA izhodni tok LED. Poleg tega je opremljen z zunanjim pogonskim priključkom MOSFET stikala za doseganje. Izhodni tok LED je do 1 A in deluje stabilno. Učinkovitost sistema lahko doseže 96 %, natančnost toka LED pa lahko doseže ± 5 % (vključno s stopnjo prilagajanja vhodne napetosti in razlikami v komponentah). Preko večfunkcijskega zatemnitvenega zatiča DIM lahko tok LED linearno prilagodite z uporabo upora ali enosmerne napetosti ali pa uporabite digitalni impulzni signal za izbiro PWM zatemnitve. Poleg tega ima čip tudi funkcije mehkega zagona, kratke obremenitve in previsoke temperature. Blok diagram notranje strukture PT4207 je prikazan kot na sliki 1.
Slika 1PT4207 blok diagram notranje strukture
Načelo delovanja konstantnega toka: PT4207 uporablja način fiksnega izklopa za nadzor izhodnega toka. Po notranjem MOSFET-u tok teče skozi obremenitev, induktivnost, MOSFET in upor za vzorčenje ter s časom linearno narašča, napetost pa se generira na zatiču CS. Ko napetost doseže notranjo referenčno vrednost, čip interno nadzoruje moč za izklop MOSFET in vstopi v cikel izklopa. Čas izklopa je nastavljen z zunanjim uporom in je fiksiran. Po preteku se MOSFET ponovno vklopi in vstopi v naslednji delovni cikel. Način Buckove strukture je prikazan na sliki 2.
Slika 2 Dve obliki Buckove strukture
Med obdobjem izklopa MOSFET-a se energija v induktorju L sprosti v obremenitveno LED skozi diodo D za prosti tek in se oblikuje nazaj, kot je prikazano na sliki 3.
Slika 3 Buck struktura izklopi povratni tok cikla
lahko dobimo s formulo induktivnosti
kjer je VL napetost na induktorju, L je induktivnost, Toff je nastavljiv fiksni čas izklopa in ΔIL je količina toka v induktorju.
Slika 4 Valovna oblika toka induktorja pod CCM
Če sistem deluje v CCM (neprekinjeni delovni način), je valovna oblika toka v induktorju prikazana na sliki 4. Med njimi je ILED enakomerni tok LED, IPEAK je vršni tok v induktorju, to je vršni tok preko MOSFET-a ali diode za prosti tek in dobimo ILED=IPEAK-0,5ΔIL. Nadomestite formulo induktivnosti, da dobite
IPEAK je mogoče nastaviti z uporom za vzorčenje. Zato, ko je izhodna shema LED določena, izhodni tok nima nič opraviti z vhodno napetostjo, s čimer se realizira nadzor konstantnega toka LED.
Kratko načelo: čip zazna napetost zatiča CS v vsakem ciklu vklopa. Ko zazna, da se napetost CS prehitro dvigne, bo čip izklopil MOSFET in ga po določenem času znova vklopil, da doseže kratko.
Načelo previsoke temperature: čip ima vgrajeno funkcijo pregrevanja. Ko temperatura spoja čipa preseže 135 °C, se izhodni tok samodejno zmanjša, da se temperatura dodatno poveča. Če temperatura preseže 150 °C, bo izhodni tok padel na 0, kar lahko prepreči težave z utripanjem, medtem ko je čip aktiven. Če morate pregreti LED, lahko posredno povežete termistor z negativnim temperaturnim koeficientom med zatičem DIM in zatičem GND. Ko se temperatura dvigne, bo napetost DIM padla in hkrati zmanjšala notranjo referenčno napetost zatiča CS ali se celo izklopila, da bi dosegli funkcijo previsoke temperature.
Energija mehkega zagona: Čip ima vgrajen čas mehkega zagona 4 ms, tok pa se ob zagonu postopoma povečuje, tako da obremenitveni tok postopoma doseže nastavljeno vrednost, kar učinkovito zmanjša začetni udarni tok.
Slika 5PT4207 tipična moč aplikacije (izhod: 24 nizov LED niza, 250 mA) (tisk)
Slika 6 PT4207 tipična uporaba električne učinkovitosti in značilnosti konstantnega toka
Slika 7PT4207 visokotokovna aplikacija (izhod 12 nizov LED niza, 1000 mA)
Slika 5 je tipična aplikacija PT4207. Učinkovitost in karakteristike konstantnega toka tipične uporabe PT4207 so prikazane na sliki 6. Druge aplikacijske sheme PT4207 so prikazane na sliki 7 in sliki 8. Med njimi je slika 7 visokotokovna uporaba PT4207 (izhod 12 nizov LED niz, 1000 mA); Slika 8 je nizkonapetostna aplikacija PT4207 DC (izhod 1 3WLED, 700mA).
Slika 8PT4207 DC nizkonapetostna aplikacija (izhod 1 3WLED, 700mA)
Oblikovanje sistemskih parametrov
Za tipične aplikacije glejte sliko 5. Določitev izhodnega toka: lahko temelji na formuli
Izberite ustrezne R4, R5, R6 in L. Za posebne korake izračuna glejte podatkovni list PT4207.
Izbira vhodne kapacitivnosti: Vhodna kapacitivnost zagotavlja stabilno napajalno napetost za sistem, ki jo lahko izberete glede na izhodno moč in kapacitivnost glede na 1-2uF/W. Vse aplikacije za razsvetljavo so pri visoki temperaturi, zato je temperaturna odpornost kondenzatorja nad 105°C.
Izbira MOSFET-a: vzdržljiva napetost vira-drena Vds je izbrana glede na dejansko vhodno situacijo, odtočni tok Id pa je 4-krat ali več ILED.
Izbira izhodnega kondenzatorja: kondenzator, povezan vzporedno z LED, lahko absorbira valovni tok LED. V idealnem primeru izhodni kondenzator popolnoma absorbira tok valovanja induktorja, kar do določene mere podaljša življenjsko dobo LED. Običajno izberite 1-10uF.
Izbira diode za prosti tek: izberite Schottkyjevo diodo ali ultra-hitro obnovitveno diodo, povratni čas obnovitve Trr je krajši od 100 ns, trenutna zmogljivost pa mora biti večja od IPEAK.
Izbira induktivnosti lupine LED fluorescenčne sijalke: Izberete lahko induktor v obliki črke I ali induktor z zaprtim magnetnim transformatorjem. Induktorji v obliki črke I so na splošno poceni in enostavni v postopku, vendar so magnetni, kar lahko zlahka povzroči izgubo magnetnih vodov v kovinskem zaprtem prostoru in povzroči nenormalno delovanje sistema, zato se običajno uporabljajo v žarnicah brez -kovinske školjke. Ne glede na to, katera vrsta induktorja se uporablja, mora biti nasičeni tok induktorja večji od 1,2-kratnika ILED, Curiejeva temperatura materiala magnetnega jedra pa je večja od 150 °C.
Točke načrtovanja postavitve
Za tipične aplikacije glejte sliko 5. Med njimi morajo biti filtrski kondenzatorji C3, C4, C5 in upor R4 čim bližje nožicam čipa. Vhodni kondenzator C1, obremenitev, induktor L4, MOSFET, čip S pin, vzorčni upori R5 in R6 so velike tokovne poti, ožičenje naj bo čim debelejše in krajše, zaprto območje pa čim manjše. Upora za vzorčenje R5 in R6 sta priključena na visokofrekvenčno in visokotokovno ozemljitev, ki sta vir motenj in ju je treba po najkrajši poti priključiti na negativno elektrodo vhodnega filtrskega kondenzatorja C1. Tretji zatič čipa, kot tudi ozemljitev C3, C4, C5 in R4 potrebujejo stabilno referenčno ozemljitev, ki jo je mogoče izvesti ločeno od C1.
