Neizolēts pazeminošs LED draivera barošanas avots
LED braukšanas metode atšķiras no tradicionālajām halogēna lampām un dienasgaismas spuldzēm. Tam ir jāuztur pastāvīga strāva, tāpēc ir nepieciešama īpaša piedziņas jauda. Kā vispārējam apgaismojumam, lielākā daļa no tiem ir augstsprieguma tīkla ieeja un SELV (droša īpaši zema sprieguma) izeja, tāpēc tie galvenokārt izmanto pakāpenisku struktūru. Buck topoloģijai ir vienkāršas struktūras, augstas efektivitātes un nelielas strāvas pulsācijas īpašības. To bieži izmanto. . PT4207 ir LED draivera mikroshēma, kas izstrādāta, pamatojoties uz Buck topoloģiju.
PT4207 mikroshēmas struktūras raksturojums
PT4207 izmanto novatorisku arhitektūru, kas var droši darboties zem līdzstrāvas sprieguma no 8V līdz 450V pēc maiņstrāvas ievades iztaisnošanas. Iebūvētais 350mA/20V MOSFET var nodrošināt 350mA LED izejas strāvu. Turklāt tas ir aprīkots ar ārēju MOSFET slēdža piedziņas portu, lai sasniegtu LED izejas strāva ir līdz 1A un darbojas stabili. Sistēmas efektivitāte var sasniegt 96%, un LED strāvas precizitāte var sasniegt ±5% (ieskaitot ieejas sprieguma regulēšanas ātrumu un komponentu atšķirības). Izmantojot daudzfunkciju aptumšošanas DIM tapu, LED strāvu var lineāri regulēt, izmantojot pretestību vai līdzstrāvas spriegumu, vai arī digitālo impulsa signālu var izmantot, lai izvēlētos PWM aptumšošanu. Turklāt mikroshēmai ir arī mīkstas palaišanas, īsas slodzes un pārkaršanas funkcijas. PT4207 iekšējās struktūras blokshēma ir parādīta kā 1. attēlā.
Attēls 1PT4207 iekšējās struktūras blokshēma
Pastāvīgās strāvas darbības princips: PT4207 izmanto fiksētu izslēgšanas laika režīmu, lai kontrolētu izejas strāvu. Pēc iekšējā MOSFET strāva plūst caur slodzi, induktivitāti, MOSFET un paraugu ņemšanas rezistoru, un laika gaitā lineāri palielinās, un CS tapā tiek ģenerēts spriegums. Kad spriegums sasniedz iekšējo atsauces vērtību, mikroshēma iekšēji kontrolē jaudu, lai izslēgtu MOSFET, un ieiet izslēgšanas ciklā. Izslēgšanās laiku nosaka ārējs rezistors un tas ir fiksēts. Pēc noilguma MOSFET atkal ieslēdzas un pāriet nākamajā darba ciklā. Buck struktūras veids ir parādīts 2. attēlā.
2. attēls Divas Buck struktūras formas
MOSFET izslēgšanas periodā enerģija induktīvā L tiek izvadīta slodzes LED caur brīvgaitas diodi D un tiek veidota atpakaļ, kā parādīts 3.
3. attēls Buck struktūra izslēdz cikla strāvas atdevi
var iegūt pēc induktivitātes formulas
kur VL ir spriegums pāri induktors, L ir induktivitāte, Toff ir iestatāmais fiksētais izslēgšanas laiks un ΔIL ir strāvas daudzums induktivitātē.
4. attēls Induktora strāvas viļņu forma saskaņā ar CCM
Ja sistēma darbojas CCM (nepārtrauktā darba režīmā), strāvas viļņu forma induktīvā ir parādīta 4. attēlā. Starp tiem ILED ir LED vienmērīgā strāva, IPEAK ir maksimālā strāva induktīvā, tas ir, maksimālā strāva. caur MOSFET vai brīvgaitas diodi, un tiek iegūts ILED=IPEAK-0.5ΔIL. Lai iegūtu, aizstājiet induktivitātes formulu
IPEAK var iestatīt, izmantojot paraugu ņemšanas rezistoru. Tāpēc, kad ir noteikta izejas LED shēma, izejas strāvai nav nekāda sakara ar ieejas spriegumu, tādējādi realizējot LED pastāvīgās strāvas kontroli.
Īss princips: mikroshēma nosaka CS tapas spriegumu katrā ieslēgšanas ciklā. Tiklīdz tā konstatē, ka CS spriegums paaugstinās pārāk ātri, mikroshēma izslēgs MOSFET un ieslēgs to vēlreiz pēc noteikta laika, lai panāktu īsu.
Pārkaršanas princips: mikroshēmai ir iebūvēta pārkaršanas funkcija. Kad mikroshēmas savienojuma temperatūra pārsniedz 135°C, izejas strāva tiks automātiski samazināta, lai vēl vairāk paaugstinātu temperatūru. Ja temperatūra pārsniedz 150°C, izejas strāva samazināsies līdz 0, kas var izvairīties no mirgošanas problēmām, kamēr mikroshēma ir aktīva. Ja jums ir nepieciešams pārkarsēt LED, varat netieši savienot negatīva temperatūras koeficienta termistoru starp DIM tapu un GND tapu. Kad temperatūra paaugstinās, DIM spriegums samazināsies un tajā pašā laikā samazinās iekšējo CS tapas atsauces spriegumu vai pat izslēgsies, lai sasniegtu funkciju Pārmērīga temperatūra.
Mīkstās palaišanas enerģija: mikroshēmā ir iebūvēts 4 ms mīkstās palaišanas laiks, un, iedarbinot, strāva tiek pakāpeniski palielināta, lai slodzes strāva pakāpeniski sasniegtu iestatīto vērtību, efektīvi samazinot starta pārsprieguma strāvu.
Attēls 5PT4207 tipiskā lietojumprogrammas jauda (izvade: 24 LED masīva virknes, 250 mA) (drukāšana)
6. attēls PT4207 tipiskā pielietojuma elektriskā efektivitāte un pastāvīgās strāvas raksturlielumi
Attēls 7PT4207 lielas strāvas pielietojums (izeja 12 LED masīva virknes, 1000mA)
5. attēlā ir tipisks PT4207 lietojums. PT4207 tipiskā pielietojuma efektivitātes un pastāvīgās strāvas raksturlielumi ir parādīti 6. attēlā. Citas PT4207 pielietojuma shēmas ir parādītas 7. un 8. attēlā. Tostarp 7. attēlā ir PT4207 lielas strāvas pielietojums (12 gaismas diodes izejas virknes). masīvs, 1000mA); 8. attēlā ir PT4207 līdzstrāvas zemsprieguma lietojumprogramma (1. izeja 3WLED, 700 mA).
Attēls 8PT4207 Līdzstrāvas zemsprieguma pielietojums (1. izeja 3WLED, 700mA)
Sistēmas parametru projektēšana
Tipiskus lietojumus skatiet 5. attēlā. Izejas strāvas noteikšana: var balstīties uz formulu
Izvēlieties atbilstošos R4, R5, R6 un L. Konkrētus aprēķina soļus skatiet PT4207 datu lapā.
Ieejas kapacitātes izvēle: Ieejas kapacitāte nodrošina stabilu sistēmas barošanas spriegumu, kuru var izvēlēties atbilstoši izejas jaudai un kapacitātei atbilstoši 1-2uF/W. Visi apgaismojuma pielietojumi ir augstā temperatūrā, tāpēc kondensatora temperatūras pretestība ir virs 105°C.
MOSFET izvēle: drenāžas avota izturības spriegums Vds tiek izvēlēts atbilstoši faktiskajai ievades situācijai, un drenāžas strāva Id ir 4 reizes vai vairāk ILED.
Izejas kondensatora izvēle: Kondensators, kas savienots paralēli LED, var absorbēt LED pulsācijas strāvu. Ideālā gadījumā induktora pulsācijas strāvu pilnībā absorbē izejas kondensators, zināmā mērā pagarinot gaismas diodes kalpošanas laiku. Parasti izvēlieties 1-10uF.
Brīvgaitas diodes izvēle: izvēlieties Schottky diode vai īpaši ātras atkopšanas diode, reversais atkopšanas laiks Trr ir mazāks par 100 n, un strāvas jaudai jābūt lielākai par IPEAK.
LED dienasgaismas spuldzes apvalka induktivitātes izvēle: var izvēlēties I-veida induktors vai slēgta magnētiskā transformatora induktors. I-veida induktoriem parasti ir zema cena un vienkāršs process, taču tie ir magnētiski, kas var viegli izraisīt magnētisko līniju zudumu metāla norobežotā telpā un izraisīt sistēmas nenormālu darbību, tāpēc tos parasti izmanto lampās - metāla apvalki. Neatkarīgi no tā, kāda veida induktors tiek izmantots, induktora piesātinājuma strāvai ir jābūt lielākai par 1,2 reizēm par ILED, un magnētiskā serdeņa materiāla Kirī temperatūrai ir jābūt lielākai par 150 °C.
Izkārtojuma dizaina punkti
Tipiskus lietojumus skatiet 5. attēlā. Starp tiem filtra kondensatoriem C3, C4, C5 un rezistoram R4 jābūt pēc iespējas tuvāk mikroshēmas tapām. Ievades kondensators C1, slodze, induktors L4, MOSFET, mikroshēmas S tapa, paraugu ņemšanas rezistori R5 un R6 ir lieli strāvas ceļi, elektroinstalācijai jābūt pēc iespējas biezākai un īsākai, un slēgtajam laukumam jābūt pēc iespējas mazākam. Paraugu ņemšanas rezistori R5 un R6 ir savienoti ar augstfrekvences un lielas strāvas zemējumu, kas ir traucējumu avoti un ir jāsavieno ar ieejas filtra kondensatora C1 negatīvo elektrodu pa īsāko ceļu. Trešajai mikroshēmas tapai, kā arī C3, C4, C5 un R4 zemei ir nepieciešams stabils atskaites zemējums, ko var izvadīt atsevišķi no C1.
