Ikke-isolert step-down LED-driverstrømforsyning
Drivmetoden for LED er forskjellig fra tradisjonelle halogenlamper og lysrør. Den må opprettholde konstant strømkjøring, så spesiell drivkraft er nødvendig. Som generell belysning er de fleste av dem høyspenningsnettinngang og SELV-utgang (safe extra-low voltage), så de bruker stort sett nedtrappingsstruktur. Buck topologi har egenskapene til enkel struktur, høy effektivitet og liten strømrippel. Det brukes ofte. . PT4207 er en LED-driverbrikke designet basert på Buck-topologi.
PT4207 chip struktur egenskaper
PT4207 tar i bruk en innovativ arkitektur som kan fungere pålitelig under likespenningen på 8V til 450V etter at AC-inngangen er rettet opp. Innebygd 350mA/20V MOSFET kan gi 350mA LED-utgangsstrøm. I tillegg er den utstyrt med en ekstern MOSFET-svitsjdriftsport for å oppnå LED-utgangsstrømmen er opptil 1A og fungerer stabilt. Systemeffektiviteten kan nå 96%, og LED-strømnøyaktigheten kan nå ±5% (inkludert inngangsspenningsjusteringshastighet og komponentforskjeller). Gjennom multifunksjonsdimmende DIM-pinnen kan LED-strømmen justeres lineært ved hjelp av motstand eller likespenning, eller det digitale pulssignalet kan brukes til å velge PWM-dimming. I tillegg har brikken også mykstart, kort belastning og overtemperaturfunksjoner. Det interne strukturblokkskjemaet til PT4207 er vist som i fig. 1.
Figur 1PT4207 intern struktur blokkdiagram
Arbeidsprinsipp for konstant strøm: PT4207 bruker en fast av-tidsmodus for å kontrollere utgangsstrømmen. Etter den interne MOSFET-en flyter strømmen gjennom lasten, induktansen, MOSFET-en og samplingsmotstanden, og stiger lineært med tiden, og det genereres en spenning ved CS-pinnen. Når spenningen når den interne referanseverdien, kontrollerer brikken internt strømmen for å slå av MOSFET og går inn i avstengingssyklusen. Utkoblingstiden stilles inn av en ekstern motstand og er fast. Etter utløpet slås MOSFET på igjen og går inn i neste arbeidssyklus. Måten til Buck-strukturen er vist i figur 2.
Figur 2 To former for Buck-struktur
I løpet av MOSFET-avstengingsperioden frigjøres energien i induktoren L til belastnings-LED-en gjennom frihjulsdioden D, og dannes tilbake, som vist i figur 3.
Figur 3 Bukkestruktur slår av syklusstrømretur
kan oppnås ved induktansformelen
der VL er spenningen over induktoren, L er induktansen, Toff er den innstillbare faste av-tiden, og ΔIL er mengden strøm i induktoren.
Figur 4 Induktorstrømbølgeform under CCM
Hvis systemet fungerer i CCM (kontinuerlig arbeidsmodus), er strømbølgeformen i induktoren vist i figur 4. Blant dem er ILED LED-ens jevnstrøm, IPEAK er toppstrømmen i induktoren, det vil si toppstrømmen gjennom MOSFET eller frihjulsdiode, og ILED=IPEAK-0.5ΔIL oppnås. Erstatt induktansformelen for å oppnå
IPEAK kan stilles inn med prøvemotstand. Derfor, når utgangs-LED-skjemaet er bestemt, har utgangsstrømmen ingenting å gjøre med inngangsspenningen, og realiserer dermed LED-konstantstrømkontroll.
Kort prinsipp: Brikken oppdager CS pin-spenningen i hver påslagssyklus. Når den oppdager at CS-spenningen stiger for raskt, vil brikken slå av MOSFET og slå den på igjen etter en tid for å oppnå kort.
Overtemperaturprinsipp: Brikken har innebygget overopphetingsfunksjon. Når koblingstemperaturen til brikken overstiger 135°C, vil utgangsstrømmen automatisk reduseres for å øke temperaturen ytterligere. Hvis temperaturen overstiger 150°C, vil utgangsstrømmen synke til 0, noe som kan unngå flimringsproblemer mens brikken er aktiv. Hvis du trenger å overtemperature LED-en, kan du indirekte koble en negativ temperaturkoeffisient-termistor mellom DIM-pinnen og GND-pinnen. Når temperaturen stiger, vil DIM-spenningen falle, og samtidig redusere den interne CS-pin-referansespenningen eller til og med slå seg av, for å oppnå overtemperaturfunksjon.
Myk startenergi: Brikken har en innebygd 4ms myk starttid, og strømmen økes gradvis ved start, slik at belastningsstrømmen gradvis når innstilt verdi, noe som effektivt reduserer startstøtstrømmen.
Figur 5PT4207 typisk applikasjonseffekt (utgang: 24 strenger med LED-array, 250mA) (utskrift)
Figur 6 PT4207 typisk applikasjons elektrisk effektivitet og konstantstrømkarakteristikk
Figur 7PT4207 høystrømsapplikasjon (utgang 12 strenger med LED-array, 1000mA)
Figur 5 er en typisk anvendelse av PT4207. Effektiviteten og konstantstrømkarakteristikkene til den typiske applikasjonen av PT4207 er vist i figur 6. Andre applikasjonsskjemaer for PT4207 er vist i figur 7 og figur 8. Blant dem er figur 7 høystrømapplikasjonen til PT4207 (utgang 12 strenger med LED) array, 1000mA); Figur 8 er PT4207 DC lavspenningsapplikasjon (utgang 1 3WLED, 700mA).
Figur 8PT4207 DC lavspenningsapplikasjon (utgang 1 3WLED, 700mA)
System parameter design
Se figur 5 for typiske bruksområder. Bestemmelsen av utgangsstrømmen: kan baseres på formelen
Velg riktig R4, R5, R6 og L. For spesifikke beregningstrinn, se PT4207-databladet.
Valg av inngangskapasitans: Inngangskapasitansen gir en stabil strømforsyningsspenning for systemet, som kan velges i henhold til utgangseffekt og kapasitans i henhold til 1-2uF/W. Belysningsapplikasjoner er alle i høy temperatur, så temperaturmotstanden til kondensatoren er over 105°C.
MOSFET-valg: Dren-source-motstandsspenningen Vds velges i henhold til den faktiske inngangssituasjonen, og dren-strømmen Id er 4 ganger eller mer ILED.
Valg av utgangskondensator: Kondensatoren som er koblet parallelt med LED-en, kan absorbere LED-rippelstrømmen. Ideelt sett blir induktor-rippelstrømmen fullstendig absorbert av utgangskondensatoren, noe som forlenger levetiden til LED til en viss grad. Velg vanligvis 1-10uF.
Valg av frihjulsdiode: Velg Schottky-diode eller ultrarask gjenopprettingsdiode, den reverserte gjenopprettingstiden Trr er mindre enn 100 ns, og strømkapasiteten skal være større enn IPEAK.
Induktansvalg for LED-lysrørsskall: I-formet induktor eller lukket magnetisk transformatorinduktor kan velges. I-formede induktorer er generelt lave i pris og enkle i prosess, men de er magnetiske, noe som lett kan føre til tap av magnetiske linjer i et begrenset metallrom og få systemet til å fungere unormalt, så de brukes vanligvis i lamper med ikke -metallskall. Uansett hvilken type induktor som brukes, må metningsstrømmen til induktoren være større enn 1,2 ganger ILED, og Curie-temperaturen til det magnetiske kjernematerialet er større enn 150 °C.
Layout design punkter
Se figur 5 for typiske bruksområder. Blant dem bør filterkondensatorene C3, C4, C5 og motstand R4 være så nærme som mulig til chippinnene. Inngangskondensator C1, last, induktor L4, MOSFET, chip S pin, samplingsmotstander R5 og R6 er store strømbaner, ledningene skal være så tykke og korte som mulig, og det lukkede området skal være så lite som mulig. Samplingsmotstander R5 og R6 er koblet til høyfrekvent og høystrømsjord, som er interferenskilder og skal kobles til den negative elektroden til inngangsfilterkondensatoren C1 gjennom den korteste veien. Den tredje tappen til brikken, samt bakken til C3, C4, C5 og R4 trenger en stabil referansejording, som kan føres ut separat fra C1.
