Alimentation du pilote LED abaisseur non isolée
La méthode de conduite des LED est différente des lampes halogènes traditionnelles et des lampes fluorescentes. Il doit maintenir une conduite à courant constant, une puissance de conduite spéciale est donc nécessaire. En tant qu'éclairage général, la plupart d'entre eux sont une entrée secteur haute tension et une sortie SELV (très basse tension de sécurité), ils utilisent donc principalement une structure abaisseur. La topologie Buck présente les caractéristiques d'une structure simple, d'un rendement élevé et d'une faible ondulation de courant. Il est souvent utilisé. . PT4207 est une puce pilote de LED conçue sur la base de la topologie Buck.
Caractéristiques de la structure de la puce PT4207
Le PT4207 adopte une architecture innovante, qui peut fonctionner de manière fiable sous une tension continue de 8 V à 450 V une fois l'entrée CA redressée. Le MOSFET 350mA/20V intégré peut fournir un courant de sortie LED de 350mA. De plus, il est équipé d'un port de commande de commutateur MOSFET externe pour atteindre le courant de sortie LED jusqu'à 1A et fonctionne de manière stable. L'efficacité du système peut atteindre 96% et la précision du courant LED peut atteindre ±5% (y compris le taux de réglage de la tension d'entrée et les différences de composants). Grâce à la broche DIM de gradation multifonction, le courant LED peut être ajusté linéairement à l'aide de la résistance ou de la tension continue, ou le signal d'impulsion numérique peut être utilisé pour sélectionner la gradation PWM. De plus, la puce dispose également de fonctions de démarrage progressif, de charge courte et de surchauffe. Le schéma fonctionnel de la structure interne du PT4207 est illustré comme sur la Fig. 1.
Figure 1PT4207 schéma fonctionnel de la structure interne
Principe de fonctionnement à courant constant : le PT4207 utilise un mode de temps d'arrêt fixe pour contrôler le courant de sortie. Après le MOSFET interne, le courant traverse la charge, l'inductance, le MOSFET et la résistance d'échantillonnage, et augmente linéairement avec le temps, et une tension est générée sur la broche CS. Lorsque la tension atteint la valeur de référence interne, la puce contrôle en interne l'alimentation pour éteindre le MOSFET et entre dans le cycle d'extinction. Le temps d'arrêt est réglé par une résistance externe et est fixe. Après le laps de temps, le MOSFET se rallume et entre dans le cycle de travail suivant. Le chemin de la structure Buck est illustré à la figure 2.
Figure 2 Deux formes de structure Buck
Pendant la période de désactivation du MOSFET, l'énergie dans l'inducteur L est libérée dans la LED de charge à travers la diode de roue libre D et se reforme, comme le montre la figure 3.
Figure 3 La structure Buck désactive le retour de courant de cycle
peut être obtenu par la formule d'inductance
où VL est la tension aux bornes de l'inducteur, L est l'inductance, Toff est le temps d'arrêt fixe réglable et ΔIL est la quantité de courant dans l'inducteur.
Figure 4 Forme d'onde de courant d'inductance sous CCM
Si le système fonctionne en CCM (mode de fonctionnement continu), la forme d'onde du courant dans l'inducteur est illustrée à la figure 4. Parmi eux, ILED est le courant uniforme de la LED, IPEAK est le courant de crête dans l'inducteur, c'est-à-dire le courant de crête à travers le MOSFET ou la diode de roue libre, et ILED=IPEAK-0,5ΔIL est obtenu. Remplacez la formule d'inductance pour obtenir
IPEAK peut être réglé par une résistance d'échantillonnage. Par conséquent, une fois le schéma de sortie LED déterminé, le courant de sortie n'a rien à voir avec la tension d'entrée, réalisant ainsi un contrôle de courant constant par LED.
Principe court : la puce détecte la tension de la broche CS à chaque cycle de mise sous tension. Une fois qu'il détecte que la tension CS augmente trop rapidement, la puce éteint le MOSFET et le rallume après une période de temps courte.
Principe de surchauffe : la puce a une fonction de surchauffe intégrée. Lorsque la température de jonction de la puce dépasse 135 °C, le courant de sortie sera automatiquement réduit pour augmenter encore la température. Si la température dépasse 150°C, le courant de sortie chutera à 0, ce qui peut éviter les problèmes de scintillement lorsque la puce est active. Si vous devez surchauffer la LED, vous pouvez connecter indirectement une thermistance à coefficient de température négatif entre la broche DIM et la broche GND. Lorsque la température augmente, la tension DIM chutera et en même temps réduira la tension de référence de la broche CS interne ou même s'arrêtera, afin d'obtenir la fonction de surchauffe.
Énergie de démarrage progressif : la puce a un temps de démarrage progressif intégré de 4 ms et le courant augmente progressivement lors du démarrage, de sorte que le courant de charge atteigne progressivement la valeur définie, réduisant ainsi efficacement le courant de surtension de démarrage.
Figure 5PT4207 Puissance d'application typique (sortie : 24 chaînes de matrice de LED, 250 mA) (impression)
Figure 6 Efficacité électrique d'application typique du PT4207 et caractéristiques de courant constant
Figure 7PT4207 Application à courant élevé (sortie 12 chaînes de matrice de LED, 1000mA)
La figure 5 est une application typique du PT4207. L'efficacité et les caractéristiques à courant constant de l'application typique du PT4207 sont illustrées à la figure 6. D'autres schémas d'application du PT4207 sont illustrés à la figure 7 et à la figure 8. Parmi eux, la figure 7 est l'application à courant élevé du PT4207 (sortie 12 chaînes de LED tableau, 1000mA); La figure 8 est l'application basse tension CC PT4207 (sortie 1 3WLED, 700mA).
Figure 8PT4207 Application basse tension CC (sortie 1 3WLED, 700 mA)
Conception des paramètres du système
Reportez-vous à la Figure 5 pour les applications typiques. La détermination du courant de sortie : peut être basée sur la formule
Sélectionnez les R4, R5, R6 et L appropriés. Pour les étapes de calcul spécifiques, veuillez vous référer à la fiche technique PT4207.
Sélection de la capacité d'entrée : la capacité d'entrée fournit une tension d'alimentation stable pour le système, qui peut être sélectionnée en fonction de la puissance de sortie et de la capacité selon 1-2 uF/W. Les applications d'éclairage sont toutes à haute température, de sorte que la résistance à la température du condensateur est supérieure à 105°C.
Sélection du MOSFET : la tension de tenue drain-source Vds est sélectionnée en fonction de la situation d'entrée réelle et le courant de drain Id est 4 fois ou plus ILED.
Sélection du condensateur de sortie : Le condensateur connecté en parallèle avec la LED peut absorber le courant d'ondulation de la LED. Idéalement, le courant d'ondulation de l'inducteur est complètement absorbé par le condensateur de sortie, prolongeant la durée de vie de la LED dans une certaine mesure. Choisissez généralement 1-10uF.
Sélection de la diode de roue libre : choisissez la diode Schottky ou la diode de récupération ultra-rapide, le temps de récupération inverse Trr est inférieur à 100 ns et la capacité de courant doit être supérieure à IPEAK.
Sélection d'inductance de coque de lampe fluorescente à LED: une inductance en forme de I ou une inductance de transformateur magnétique fermée peuvent être sélectionnées. Les inducteurs en forme de I sont généralement peu coûteux et simples à utiliser, mais ils sont magnétiques, ce qui peut facilement provoquer la perte de lignes magnétiques dans un espace confiné en métal et faire fonctionner le système de manière anormale, ils sont donc généralement utilisés dans des lampes sans -coquilles métalliques. Quel que soit le type d'inducteur utilisé, le courant de saturation de l'inducteur doit être supérieur à 1,2 fois l'ILED et la température de Curie du matériau du noyau magnétique est supérieure à 150°C.
Points de conception de la mise en page
Reportez-vous à la Figure 5 pour les applications typiques. Parmi eux, les condensateurs de filtrage C3, C4, C5 et la résistance R4 doivent être aussi proches que possible des broches de la puce. Le condensateur d'entrée C1, la charge, l'inductance L4, le MOSFET, la broche S de la puce, les résistances d'échantillonnage R5 et R6 sont de grands chemins de courant, le câblage doit être aussi épais et court que possible, et la zone fermée doit être aussi petite que possible. Les résistances d'échantillonnage R5 et R6 sont connectées à la terre à haute fréquence et à courant élevé, qui sont des sources d'interférence et doivent être connectées à l'électrode négative du condensateur de filtrage d'entrée C1 par le chemin le plus court. La troisième broche de la puce, ainsi que la masse de C3, C4, C5 et R4 ont besoin d'une masse de référence stable, qui peut être sortie séparément de C1.
