Неизолирано понижаващо LED захранване на драйвера
Методът на задвижване на LED е различен от традиционните халогенни лампи и флуоресцентни лампи. Той трябва да поддържа постоянен ток задвижване, така че е необходима специална задвижваща мощност. Като общо осветление, повечето от тях са вход от мрежата с високо напрежение и SELV (безопасно изключително ниско напрежение) изход, така че те използват предимно понижаваща структура. Топологията Buck има характеристиките на проста структура, висока ефективност и малки пулсации на тока. Често се използва. . PT4207 е LED драйвер чип, проектиран на базата на топологията на Buck.
Характеристики на структурата на чипа PT4207
PT4207 приема иновативна архитектура, която може да работи надеждно при постоянно напрежение от 8V до 450V след коригиране на AC входа. Вграденият 350mA/20V MOSFET може да осигури 350mA LED изходен ток. В допълнение, той е оборудван с външен порт за задвижване на MOSFET превключвател за постигане. Изходният ток на LED е до 1A и работи стабилно. Ефективността на системата може да достигне 96%, а точността на LED тока може да достигне ±5% (включително скоростта на регулиране на входното напрежение и разликите в компонентите). Чрез многофункционалния щифт за затъмняване DIM, LED токът може да се регулира линейно чрез съпротивление или DC напрежение, или цифровият импулсен сигнал може да се използва за избор на PWM затъмняване. В допълнение, чипът има функции за мек старт, кратко натоварване и прегряване. Блоковата диаграма на вътрешната структура на PT4207 е показана както на фиг. 1.
Фигура 1PT4207 блокова диаграма на вътрешната структура
Принцип на работа с постоянен ток: PT4207 използва режим на фиксирано време за изключване, за да контролира изходния ток. След вътрешния MOSFET, токът протича през товара, индуктивността, MOSFET и резистора за вземане на проби и линейно нараства с времето, а напрежението се генерира на извода CS. Когато напрежението достигне вътрешната референтна стойност, чипът вътрешно контролира мощността за изключване на MOSFET и влиза в цикъла на изключване. Времето за изключване се задава от външен резистор и е фиксирано. След изтичането, MOSFET се включва отново и влиза в следващия работен цикъл. Начинът на структурата на Бък е показан на фигура 2.
Фигура 2 Две форми на структурата на Бък
По време на периода на изключване на MOSFET енергията в дросела L се освобождава в светодиода за натоварване през диода на свободния ход D и се формира обратно, както е показано на фигура 3.
Фигура 3 Buck структурата изключва връщането на цикъла на тока
може да се получи по формулата на индуктивността
където VL е напрежението в индуктора, L е индуктивността, Toff е фиксираното време за изключване, а ΔIL е количеството на тока в индуктора.
Фигура 4 Форма на тока на индуктора под CCM
Ако системата работи в CCM (непрекъснат работен режим), токовата вълна в индуктора е показана на фигура 4. Сред тях ILED е равномерният ток на светодиода, IPEAK е пиковият ток в индуктора, тоест пиковият ток чрез MOSFET или диод със свободен ход и се получава ILED=IPEAK-0.5ΔIL. Заменете формулата за индуктивност, за да получите
IPEAK може да се настрои чрез семплиращ резистор. Следователно, след като изходната LED схема е определена, изходният ток няма нищо общо с входното напрежение, като по този начин се реализира контрол на постоянния ток на LED.
Кратък принцип: Чипът открива напрежението на CS пин във всеки цикъл на включване. След като открие, че CS напрежението се повишава твърде бързо, чипът ще изключи MOSFET и ще го включи отново след определен период от време, за да постигне кратко.
Принцип на прегряване: Чипът има вградена функция за прегряване. Когато температурата на съединението на чипа надвиши 135°C, изходният ток ще бъде автоматично намален, за да се повиши допълнително температурата. Ако температурата надвиши 150°C, изходният ток ще падне до 0, което може да избегне проблеми с трептене, докато чипът е активен. Ако трябва да прегреете светодиода, можете индиректно да свържете термистор с отрицателен температурен коефициент между DIM щифта и GND щифта. Когато температурата се повиши, напрежението на DIM ще спадне и в същото време ще намали вътрешното референтно напрежение на CS pin или дори ще се изключи, за да се постигне функция за превишена температура.
Енергия за мек старт: Чипът има вградено време за мек старт от 4ms и токът постепенно се увеличава при стартиране, така че токът на натоварване постепенно да достигне зададената стойност, като ефективно намалява началния ток на пренапрежение.
Фигура 5PT4207 типична мощност на приложението (изход: 24 низа от LED масив, 250 mA) (отпечатване)
Фигура 6 PT4207 типична електрическа ефективност и характеристики на постоянен ток
Фигура 7PT4207 приложение с висок ток (изход 12 низа от LED масив, 1000 mA)
Фигура 5 е типично приложение на PT4207. Характеристиките на ефективността и постоянния ток на типичното приложение на PT4207 са показани на Фигура 6. Други схеми на приложение на PT4207 са показани на Фигура 7 и Фигура 8. Сред тях, Фигура 7 е приложението с висок ток на PT4207 (изход 12 низа на LED масив, 1000mA); Фигура 8 е приложението с ниско напрежение PT4207 DC (изход 1 3WLED, 700mA).
Фигура 8PT4207 DC приложение с ниско напрежение (изход 1 3WLED, 700mA)
Проектиране на системни параметри
Вижте Фигура 5 за типични приложения. Определянето на изходния ток: може да се основава на формулата
Изберете подходящите R4, R5, R6 и L. За конкретни стъпки за изчисление, моля, вижте листа с данни PT4207.
Избор на входен капацитет: Входният капацитет осигурява стабилно захранващо напрежение за системата, което може да бъде избрано според изходната мощност и капацитета според 1-2uF/W. Всички приложения за осветление са с висока температура, така че температурната устойчивост на кондензатора е над 105°C.
Избор на MOSFET: издръжливото напрежение на източване-източник Vds се избира според действителната входна ситуация, а токът на изтичане Id е 4 пъти или повече ILED.
Избор на изходен кондензатор: Кондензаторът, свързан паралелно със светодиода, може да абсорбира пулсиращия ток на светодиода. В идеалния случай пулсиращият ток на индуктора се абсорбира напълно от изходния кондензатор, удължавайки живота на светодиода до известна степен. Обикновено изберете 1-10uF.
Избор на диод със свободен ход: Изберете диод на Шотки или диод за ултра-бързо възстановяване, времето за обратно възстановяване Trr е по-малко от 100ns, а текущата способност трябва да бъде по-голяма от IPEAK.
Избор на индуктивност на корпуса на LED флуоресцентна лампа: Може да се избере I-образен индуктор или индуктор на затворен магнитен трансформатор. I-образните дросели обикновено са с ниска цена и са лесни в процеса, но са магнитни, което може лесно да причини загуба на магнитни линии в метално затворено пространство и да доведе до неправилна работа на системата, така че те обикновено се използват в лампи с не -метални черупки. Без значение кой вид индуктор се използва, токът на насищане на индуктора трябва да бъде по-голям от 1,2 пъти ILED, а температурата на Кюри на материала на магнитната сърцевина е по-голяма от 150°C.
Точки за проектиране на оформление
Вижте Фигура 5 за типични приложения. Сред тях филтърните кондензатори C3, C4, C5 и резистор R4 трябва да са възможно най-близо до щифтовете на чипа. Входен кондензатор C1, товар, индуктор L4, MOSFET, щифт S на чипа, резистори за вземане на проби R5 и R6 са големи токови пътища, окабеляването трябва да е възможно най-дебело и късо, а затворената площ трябва да е възможно най-малка. Пробните резистори R5 и R6 са свързани към високочестотна и силнотокова маса, които са източници на смущения и трябва да бъдат свързани към отрицателния електрод на входния филтърен кондензатор C1 по най-късия път. Третият щифт на чипа, както и земята на C3, C4, C5 и R4 се нуждаят от стабилна референтна маса, която може да бъде изведена отделно от C1.
