مزود طاقة LED للسائق غير معزول
تختلف طريقة قيادة LED عن مصابيح الهالوجين التقليدية ومصابيح الفلورسنت. يحتاج إلى الحفاظ على القيادة الحالية المستمرة ، لذلك هناك حاجة إلى قوة قيادة خاصة. كإضاءة عامة ، معظمها عبارة عن مدخلات رئيسية عالية الجهد وإخراج SELV (جهد منخفض للغاية آمن) ، لذلك يستخدمون في الغالب هيكلًا متدرجًا. تتميز طوبولوجيا باك بخصائص الهيكل البسيط والكفاءة العالية وتموج التيار الصغير. غالبا ما يستخدم. . PT4207 عبارة عن شريحة تشغيل LED مصممة على أساس طوبولوجيا باك.
خصائص هيكل رقاقة PT4207
تتبنى PT4207 بنية مبتكرة ، يمكن أن تعمل بشكل موثوق تحت جهد التيار المستمر من 8 فولت إلى 450 فولت بعد تصحيح إدخال التيار المتردد. المدمج في 350mA / 20V MOSFET يمكن أن توفر 350mA LED الإخراج الحالي. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مجهزة بمنفذ محرك تبديل MOSFET خارجي لتحقيق تيار خرج LED يصل إلى 1A ويعمل بثبات. يمكن أن تصل كفاءة النظام إلى 96٪ ، ويمكن أن تصل دقة التيار LED إلى ± 5٪ (بما في ذلك معدل تعديل جهد الدخل واختلافات المكونات). من خلال دبوس DIM متعدد الوظائف ، يمكن ضبط تيار LED خطيًا باستخدام المقاومة أو جهد التيار المستمر ، أو يمكن استخدام إشارة النبض الرقمي لتحديد تعتيم PWM. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي الرقاقة أيضًا على وظائف بدء التشغيل الناعم والحمل القصير ودرجة الحرارة الزائدة. يظهر مخطط كتلة الهيكل الداخلي لـ PT4207 كما في الشكل 1.
الشكل 1PT4207 مخطط كتلة الهيكل الداخلي
مبدأ العمل الحالي الثابت: يستخدم PT4207 وضع وقت إيقاف ثابت للتحكم في تيار الإخراج. بعد MOSFET الداخلي ، يتدفق التيار عبر الحمل ، والحث ، و MOSFET ومقاوم أخذ العينات ، ويرتفع خطيًا بمرور الوقت ، ويتولد الجهد عند دبوس CS. عندما يصل الجهد إلى القيمة المرجعية الداخلية ، تتحكم الشريحة داخليًا في القدرة على إيقاف تشغيل MOSFET وتدخل في دورة الإيقاف. يتم ضبط وقت الإيقاف بواسطة مقاوم خارجي ويتم إصلاحه. بعد انقضاء المهلة ، يتم تشغيل MOSFET مرة أخرى ويدخل في دورة العمل التالية. تظهر طريقة هيكل باك في الشكل 2.
الشكل 2 شكلان من أشكال هيكل باك
أثناء فترة إيقاف تشغيل MOSFET ، يتم تحرير الطاقة الموجودة في المحث L في مؤشر LED الخاص بالحمل من خلال الصمام الثنائي الطليق D ، ويتم تشكيلها مرة أخرى ، كما هو موضح في الشكل 3.
الشكل 3 هيكل باك يوقف دورة العودة الحالية
يمكن الحصول عليها من صيغة الحث
حيث VL هو الجهد عبر المحرِّض ، L هو الحث ، Toff هو وقت إيقاف التشغيل الثابت القابل للضبط ، و ΔIL هو مقدار التيار في المحرِّض.
الشكل 4 الشكل الموجي الحالي للمحث تحت CCM
إذا كان النظام يعمل في CCM (وضع العمل المستمر) ، يظهر الشكل الموجي الحالي في المحرِّض في الشكل 4. من بينها ، ILED هو تيار LED الموحد ، IPEAK هو تيار الذروة في المحرِّض ، أي تيار الذروة من خلال MOSFET أو الصمام الثنائي الطليق ، و ILED=IPEAK-0.5ΔIL يتم الحصول عليها. استبدل صيغة الحث للحصول على
يمكن ضبط IPEAK عن طريق أخذ عينات من المقاوم. لذلك ، بمجرد تحديد مخطط خرج LED ، فإن تيار الخرج لا علاقة له بجهد الإدخال ، وبالتالي تحقيق التحكم في تيار LED الثابت.
مبدأ قصير: تكتشف الشريحة جهد دبوس CS في كل دورة تشغيل. بمجرد أن يكتشف أن جهد CS يرتفع بسرعة كبيرة ، ستقوم الشريحة بإيقاف تشغيل MOSFET وتشغيلها مرة أخرى بعد فترة من الوقت لتحقيق فترة قصيرة.
مبدأ درجة الحرارة الزائدة: تحتوي الرقاقة على وظيفة ارتفاع درجة الحرارة المدمجة. عندما تتجاوز درجة حرارة الوصلة للرقاقة 135 درجة مئوية ، سيتم تقليل تيار الخرج تلقائيًا لزيادة درجة الحرارة. إذا تجاوزت درجة الحرارة 150 درجة مئوية ، سينخفض تيار الإخراج إلى 0 ، مما يمكن أن يتجنب مشاكل الخفقان أثناء تنشيط الشريحة. إذا كنت بحاجة إلى زيادة درجة حرارة مؤشر LED ، فيمكنك بشكل غير مباشر توصيل ترمستور ذو معامل درجة حرارة سالبة بين دبوس DIM ودبوس GND. عندما ترتفع درجة الحرارة ، سينخفض جهد DIM ، وفي نفس الوقت يقلل الجهد المرجعي لدبوس CS الداخلي أو حتى يغلق ، وذلك لتحقيق وظيفة درجة الحرارة الزائدة.
طاقة البداية الناعمة: تحتوي الشريحة على وقت بدء ناعم مدمج 4 مللي ثانية ، ويتم زيادة التيار تدريجيًا عند البدء ، بحيث يصل تيار الحمل تدريجيًا إلى القيمة المحددة ، مما يقلل بشكل فعال من تيار بدء التشغيل.
الشكل 5PT4207 طاقة التطبيق النموذجية (الإخراج: 24 سلسلة من صفيف LED ، 250 مللي أمبير) (طباعة)
الشكل 6 PT4207 للكفاءة الكهربائية للتطبيق النموذجي وخصائص التيار الثابت
الشكل 7PT4207 تطبيق التيار العالي (خرج 12 سلسلة من صفيف LED ، 1000 مللي أمبير)
الشكل 5 هو تطبيق نموذجي لـ PT4207. يظهر الشكل 7 والشكل 8 الكفاءة والخصائص الحالية الثابتة للتطبيق النموذجي لـ PT4207 (خرج 12 سلسلة من LED). مجموعة ، 1000mA) ؛ الشكل 8 هو تطبيق الجهد المنخفض PT4207 DC (الإخراج 1 3WLED ، 700mA).
الشكل 8PT4207 تطبيق الجهد المنخفض DC (الإخراج 1 3WLED ، 700mA)
تصميم معلمات النظام
الرجوع إلى الشكل 5 للتطبيقات النموذجية. تحديد تيار الإخراج: يمكن أن يعتمد على الصيغة
حدد R4 و R5 و R6 و L المناسب لخطوات الحساب المحددة ، يرجى الرجوع إلى ورقة البيانات PT4207.
اختيار سعة الإدخال: توفر سعة الإدخال جهدًا ثابتًا لإمداد الطاقة للنظام ، والذي يمكن تحديده وفقًا لقدرة الإخراج والسعة وفقًا لـ 1-2 فائق التوهج / واط. جميع تطبيقات الإضاءة في درجات حرارة عالية ، وبالتالي فإن مقاومة درجة الحرارة للمكثف أعلى من 105 درجة مئوية.
اختيار MOSFET: يتم تحديد Vds لمصدر التصريف وفقًا لحالة الإدخال الفعلي ، ويكون معرف تيار التصريف 4 مرات أو أكثر من ILED.
اختيار مكثف الإخراج: يمكن للمكثف المتصل بالتوازي مع LED أن يمتص تيار تموج LED. من الناحية المثالية ، يتم امتصاص تيار تموج الحث بالكامل بواسطة مكثف الخرج ، مما يطيل من عمر LED إلى حد معين. عادة ما تختار 1-10 فائق التوهج.
اختيار الصمام الثنائي الحر: اختر الصمام الثنائي Schottky أو الصمام الثنائي للاسترداد فائق السرعة ، وزمن الاسترداد العكسي Trr أقل من 100ns ، ويجب أن تكون القدرة الحالية أكبر من IPEAK.
اختيار محاثة غلاف المصباح الفلوري LED: يمكن اختيار محث على شكل I أو مغو محول مغناطيسي مغلق. المحاثات على شكل حرف I منخفضة السعر بشكل عام وبسيطة في العملية ، ولكنها مغناطيسية ، والتي يمكن أن تتسبب بسهولة في فقدان الخطوط المغناطيسية في مساحة معدنية محصورة وتتسبب في عمل النظام بشكل غير طبيعي ، لذلك يتم استخدامها بشكل عام في المصابيح التي لا تحتوي على قذائف معدنية. بغض النظر عن نوع المحرِّض المستخدم ، يجب أن يكون تيار التشبع للمحث أكبر من 1.2 مرة من ILED ، ودرجة حرارة كوري للمادة الأساسية المغناطيسية أكبر من 150 درجة مئوية.
نقاط تصميم التخطيط
الرجوع إلى الشكل 5 للتطبيقات النموذجية. من بينها ، يجب أن تكون مكثفات المرشح C3 و C4 و C5 والمقاوم R4 أقرب ما يمكن إلى دبابيس الرقاقة. مكثف الإدخال C1 ، الحمل ، المحث L4 ، MOSFET ، دبوس الرقاقة S ، مقاومات أخذ العينات R5 و R6 هي مسارات تيار كبيرة ، يجب أن تكون الأسلاك سميكة وقصيرة قدر الإمكان ، ويجب أن تكون المنطقة المغلقة صغيرة قدر الإمكان. مقاومات أخذ العينات R5 و R6 متصلة بأرض عالية التردد وعالية التيار ، وهي مصادر تداخل ويجب توصيلها بالقطب السالب لمكثف مرشح الإدخال C1 من خلال أقصر مسار. يحتاج الدبوس الثالث للرقاقة ، بالإضافة إلى أرضية C3 و C4 و C5 و R4 ، إلى أرضية مرجعية مستقرة ، والتي يمكن قيادتها بشكل منفصل عن C1.
