Ma megpróbálunk olyan vezérlőt készíteni, amely beállítja a LED fényerejét. A teszthez szükséges anyagokat a led22.ru webhelyről vettük át a „Csináld magad LED-ek autókhoz” cikkből. A kísérletben használt 2 fő rész az LM317 áramszabályozó és a változtatható ellenállás. Az alábbi fotón láthatók. A különbség a mi kísérletünk és az eredeti cikkben megadott között az, hogy a LED fényének szabályozására a változó ellenállást hagytuk. Egy rádióalkatrész-üzletben (nem a legolcsóbb, de mindenki számára nagyon jól ismert) ezeket az alkatrészeket 120 rubelért vásároltuk (stabilizátor - 30r, ellenállás - 90r). Itt kell megjegyezni, hogy az ellenállás Orosz termelés"hangszín", amelynek maximális ellenállása 1 kOhm.

Bekötési rajz: az LM317 áramstabilizátor jobb lábát a 12V-os tápegység "plusz"-ja látja el. A bal és a középső lábhoz egy ellenállás csatlakozik váltakozó áram. Ezenkívül a LED pozitív szára a bal lábhoz csatlakozik. A tápegység negatív vezetéke a LED negatív lábához csatlakozik.

Kiderül, hogy az Lm317-en áthaladó áram az ellenállás által meghatározott értékre csökken változtatható ellenállás.

A gyakorlatban úgy döntöttek, hogy a stabilizátort közvetlenül az ellenálláshoz forrasztják. Ez elsősorban a hő eltávolítására szolgált a stabilizátorból. Most az ellenállással együtt felmelegszik. Az ellenállás 3 érintkezős. Mi a központi és az extrémet használjuk. Számunkra nem fontos, hogy melyiket használjuk. A választástól függően az egyik esetben a gombot az óramutató járásával megegyező irányba forgatva nő a fényerő, ellenkező esetben pedig csökken. Ha csatlakoztatja a szélső érintkezőket, az ellenállás állandó 1 kOhm.

Forrassza a vezetékeket az ábrán látható módon. A tápegység "plusz" a barna vezetékhez, a kék - "plusz" a LED-hez kerül. Forrasztásnál szándékosan több ónt hagyunk, hogy jobb legyen a hőátadás.

Végül pedig hőzsugort helyezünk fel, hogy kiküszöböljük a rövidzárlat lehetőségét. Most megpróbálhatod.

Az első teszthez LED-eket használunk:

1) Epistar 1W, üzemi feszültség - 4V (a következő kép alján).

2) Lapos dióda három chippel, üzemi feszültség - 9 V (a következő kép tetején).

Az eredmények (a következő videóban látható) nem örülhetnek: egyetlen dióda sem égett ki, a fényerőt simán beállítják a minimumról a maximumra. A félvezető táplálásához a tápáram az elsődleges, nem a feszültség (az áram a feszültséghez képest exponenciálisan nő, a feszültség növekedésével a LED "kiégésének" valószínűsége meredeken megnő.

Ezt követően 12V-os LED-modulokkal tesztet végeznek. A vezérlőnk pedig probléma nélkül működik rajtuk. Pontosan erre törekedtünk.

Köszönöm a figyelmet!

A szabványos PT4115 LED meghajtó áramkör az alábbi ábrán látható:

A tápfeszültségnek legalább 1,5-2 volttal magasabbnak kell lennie, mint a LED-ek teljes feszültsége. Ennek megfelelően a 6-30 voltos tápfeszültség tartományban 1-7-8 LED csatlakoztatható a meghajtóhoz.

A mikroáramkör maximális tápfeszültsége 45 V, de a működés ebben a módban nem garantált (jobb figyelni egy hasonló chipre).

A LED-eken áthaladó áram háromszög alakú, az átlagostól való maximális eltérés ±15%. A LED-eken átmenő átlagos áramot egy ellenállás állítja be, és a következő képlettel számítja ki:

I LED = 0,1 / R

A minimálisan megengedett érték R = 0,082 Ohm, ami 1,2 A maximális áramerősségnek felel meg.

A LED-en áthaladó áram eltérése a számított értéktől nem haladja meg az 5% -ot, feltéve, hogy az R ellenállást a névleges értéktől legfeljebb 1% eltéréssel szerelik fel.

Tehát a LED bekapcsolásához az állandó fényerő érdekében hagyjuk a DIM kimenetet a levegőben lógni (a PT4115 belsejében 5 V-ig van felhúzva). Ebben az esetben a kimeneti áramot kizárólag az R ellenállás határozza meg.

Ha kondenzátort csatlakoztatunk a DIM érintkező és a föld közé, akkor a LED-ek egyenletes megvilágításának hatását kapjuk. A maximális fényerő eléréséhez szükséges idő a kondenzátor kapacitásától függ, minél nagyobb, annál tovább villan a lámpa.

Tájékoztatásul: minden nanofarad kapacitás 0,8 ms-mal növeli a bekapcsolási időt.

Ha szabályozható illesztőprogramot szeretne készíteni 0 és 100% közötti fényerő-szabályozással rendelkező LED-ekhez, akkor két módszer közül választhat:

1. Első út magában foglalja a 0 és 6 V közötti állandó feszültség ellátását a DIM bemenetre. Ebben az esetben a fényerő beállítását 0 és 100% között a DIM érintkezőn lévő 0,5 és 2,5 volt közötti feszültség mellett hajtják végre. A feszültség 2,5 V fölé (és 6 V-ig) növelése nem befolyásolja a LED-eken áthaladó áramot (a fényerő nem változik). Éppen ellenkezőleg, a feszültség 0,3 V-ra vagy annál alacsonyabb szintre történő csökkenése az áramkör leállításához és készenléti üzemmódba való átviteléhez vezet (az áramfelvétel 95 μA-ra csökken). Így lehetséges a meghajtó működésének hatékony vezérlése a tápfeszültség megszakítása nélkül.
2. Második út 100-20000 Hz kimeneti frekvenciájú impulzusszélesség-átalakító jelét jelenti, a fényerőt a munkaciklus (impulzus-munkaciklus) határozza meg. Például, ha a magas szintet az időszak 1/4-éig, az alacsony szintet pedig 3/4-ig tartják, akkor ez a maximum 25% -ának megfelelő fényerőnek felel meg. Meg kell érteni, hogy a meghajtó frekvenciáját az induktor induktivitása határozza meg, és semmiképpen nem függ a fényerő-szabályozási frekvenciától.

A PT4115 LED meghajtó áramkör állandó feszültségű dimmerrel az alábbi ábrán látható:

Ez a LED-es fényerőszabályozási séma nagyszerűen működik, mert a chip belsejében lévő DIM tűt egy 200 kΩ-os ellenálláson keresztül "felhúzzák" az 5 V-os buszra. Ezért amikor a potenciométer csúszkája a legalacsonyabb állásban van, akkor 200 + 200 kΩ feszültségosztó alakul ki, és a DIM tűn 5/2=2,5 V potenciál alakul ki, ami 100%-os fényerőnek felel meg.

Hogyan működik a séma

Az első pillanatban, amikor a bemeneti feszültséget rákapcsoljuk, az R-n és L-n átmenő áram nulla, és a mikroáramkörbe épített kimeneti kulcs nyitva van. A LED-eken áthaladó áram fokozatosan növekedni kezd. Az áramemelkedés mértéke az induktivitás értékétől és a tápfeszültségtől függ. Az áramkörön belüli komparátor összehasonlítja az R ellenállás előtti és utáni potenciálokat, és amint a különbség 115 mV, a kimenetén megjelenik egy alacsony szint, ami lezárja a kimeneti kapcsolót.

Az induktivitásban tárolt energia miatt a LED-eken áthaladó áram nem tűnik el azonnal, hanem fokozatosan csökkenni kezd. A feszültségesés az R ellenálláson is fokozatosan csökken, amint eléri a 85 mV értéket, a komparátor ismét jelet ad a kimeneti kulcs kinyitására. És az egész ciklus az elejétől ismétlődik.

Ha csökkenteni kell a LED-eken keresztüli áram hullámzását, akkor a LED-ekkel párhuzamosan kondenzátor csatlakoztatható. Minél nagyobb a kapacitása, annál jobban kisimul a LED-eken áthaladó áram háromszög alakja, és annál jobban hasonlít a szinuszoshoz. A kondenzátor nem befolyásolja a meghajtó működési frekvenciáját vagy hatásfokát, de növeli a kívánt áram beállási idejét a LED-en keresztül.

Fontos összeszerelési részletek

Az áramkör fontos eleme a C1 kondenzátor. Nem csak a hullámzást simítja ki, hanem kompenzálja az induktorban felhalmozódott energiát a kimeneti kapcsoló zárásakor. C1 nélkül az induktorban tárolt energia a Schottky-diódán keresztül a tápsínre áramlik, és a mikroáramkör meghibásodását okozhatja. Ezért ha úgy kapcsolja be a meghajtót, hogy a tápegységet söntölő kondenzátor nem kapcsolja be, a mikroáramkör szinte garantáltan le van fedve. És minél nagyobb az induktor induktivitása, annál valószínűbb, hogy elégeti a mikruha.

A C1 kondenzátor minimális kapacitása 4,7 uF (és ha az áramkört a diódahíd után pulzáló feszültség táplálja, akkor legalább 100 uF).

A kondenzátort a lehető legközelebb kell elhelyezni a chiphez, és a lehető legalacsonyabb ESR-értékkel kell rendelkeznie (azaz tantál vezetékeket szívesen látunk).

Nagyon fontos az is, hogy felelősen közelítsünk a dióda kiválasztásához. Alacsony előremenő feszültségeséssel, rövid helyreállítási idővel kell rendelkeznie a kapcsolás során, és stabilan kell működnie a hőmérséklet emelkedésével. p-n csomópont hogy megakadályozzuk a szivárgó áram növekedését.

Elvileg használhat egy közönséges diódát, de ezeknek a követelményeknek a Schottky diódák a legalkalmasabbak. Például STPS2H100A SMD változatban (előremenő feszültség 0,65 V, fordított - 100 V, impulzusáram 75 A-ig, üzemi hőmérséklet 156 ° C-ig) vagy FR103 DO-41 csomagban (fordított feszültség 200 V-ig, áram 30 A-ig, hőmérséklet 150 °C-ig). A közönséges SS34-ek nagyon jól mutatták magukat, amelyeket régi táblákból húzhat ki, vagy vásárolhat egy egész csomagot 90 rubelért.

Az induktor induktivitása a kimeneti áramtól függ (lásd az alábbi táblázatot). A helytelenül kiválasztott induktivitásérték a mikroáramkörön disszipált teljesítmény növekedéséhez vezethet, és túllépi az üzemi hőmérsékleti tartományt.

Ha 160°C fölé melegszik, a mikroáramkör automatikusan kikapcsol, és kikapcsolt állapotban marad, amíg le nem hűl 140°C-ra, majd automatikusan elindul.

A rendelkezésre álló táblázatos adatok ellenére megengedett a névleges értéktől felfelé induktivitás eltéréssel rendelkező tekercs felszerelése. Ez megváltoztatja az egész áramkör hatékonyságát, de továbbra is működőképes.

Az induktor gyárilag elvihető, vagy leégett ferritgyűrűből saját kezűleg is megcsinálhatod alaplapés PEL-0,35 vezetékek.

Ha fontos az eszköz maximális autonómiája (hordozható lámpák, zseblámpák), akkor az áramkör hatékonyságának növelése érdekében érdemes időt fordítani a fojtószelep gondos kiválasztására. Alacsony áramerősség esetén az induktivitásnak nagyobbnak kell lennie, hogy minimalizáljuk a tranzisztor kapcsolási késleltetéséből adódó áramszabályozási hibákat.

Az induktort a lehető legközelebb kell elhelyezni az SW terminálhoz, ideális esetben közvetlenül hozzá kell kötni.

És végül, a LED-meghajtó áramkör legpontosabb eleme az R ellenállás. Mint már említettük, annak minimális érték egyenlő 0,082 ohm-mal, ami 1,2 A áramerősségnek felel meg.

Sajnos nem mindig sikerül megfelelő értékű ellenállást találni, ezért ideje emlékezni a számítási képletekre egyenértékű ellenállás ellenállások soros és párhuzamos csatlakozásával:

• R utolsó \u003d R 1 + R 2 + ... + R n;
• R pár = (R 1 x R 2) / (R 1 + R 2).

Kombinálás különböző módokon Bekapcsoláskor több kéznél lévő ellenállásból is megkaphatja a szükséges ellenállást.

Fontos a tábla szétválasztása, hogy a Schottky-dióda árama ne folyjon végig az R és a VIN közötti sávon, mert ez hibához vezethet a terhelési áram mérésében.

A PT4115 meghajtó alacsony költsége, nagy megbízhatósága és stabilitási jellemzői hozzájárulnak a LED-lámpákban való széleskörű használatához. Szinte minden második MR16-os talpú 12 voltos LED-lámpa PT4115-re (vagy CL6808-ra) van szerelve.

Az árambeállító ellenállás ellenállását (ohmban) pontosan ugyanazzal a képlettel számítják ki:

R = 0,1 / I LED[A]

Egy tipikus kapcsolási rajz így néz ki:

Amint látja, minden nagyon hasonlít a rendszerhez LED lámpa meghajtóval a PT4515-höz. A működés leírása, a jelszintek, a felhasznált elemek jellemzői és az elrendezés nyomtatott áramkör pontosan ugyanaz, mint y, ezért nincs értelme ismételni.

A CL6807-et 12 rubel / db áron adják, csak figyelni kell, hogy ne csússzanak el a forrasztottak (javaslom, hogy vegye el).

SN3350

SN3350 - egy másik olcsó mikroáramkör LED meghajtók(13 rubel / darab). Ez a PT4115 szinte teljes analógja, azzal az egyetlen különbséggel, hogy a tápfeszültség 6 és 40 volt között változhat, és a maximális kimeneti áram 750 milliamperben van korlátozva (a folyamatos áram nem haladhatja meg a 700 mA-t).

A fenti mikroáramkörökhöz hasonlóan az SN3350 is egy impulzuscsökkentő átalakító kimeneti áram stabilizáló funkcióval. A szokásos módon a terhelésben lévő áramot (és esetünkben egy vagy több LED terhelésként működik) az R ellenállás ellenállása határozza meg:

R = 0,1 / I LED

Annak érdekében, hogy ne lépje túl a maximális kimeneti áram értékét, az R ellenállás nem lehet kisebb, mint 0,15 ohm.

A mikroáramkör két kiszerelésben kapható: SOT23-5 (maximum 350 mA) és SOT89-5 (700 mA).

A szokásos módon az ADJ érintkezőre állandó feszültséget kapcsolva az áramkört egy egyszerű, állítható LED-meghajtóvá alakítjuk.

Ennek a mikroáramkörnek a jellemzője egy kissé eltérő beállítási tartomány: 25% (0,3 V) és 100% (1,2 V) között. Amikor az ADJ érintkezőjének potenciálja 0,2 V-ra csökken, a mikroáramkör alvó üzemmódba lép 60 μA körüli fogyasztás mellett.

Tipikus kapcsolási áramkör:

További részletekért lásd a chip specifikációját (pdf fájl).

ZXLD1350

Annak ellenére, hogy ez a mikroáramkör egy másik klón, néhány különbség van Műszaki adatok ne engedjék meg azok közvetlen helyettesítését egymással.

Íme a fő különbségek:

• a mikroáramkör már 4,8 V-on indul, de csak akkor lép normál működésbe, ha a tápfeszültség 7 és 30 V között van (fél másodpercig 40 V-ig lehet táplálni);
• maximális terhelési áram - 350 mA;
• a kimeneti kulcs ellenállása nyitott állapotban - 1,5 - 2 Ohm;
• Az ADJ láb potenciáljának 0,3-ról 2,5 V-ra történő megváltoztatásával a kimeneti áram (LED fényereje) 25 és 200% között változtatható. 0,2 V feszültségnél legalább 100 µs-ig a meghajtó alvó üzemmódba kapcsol alacsony energiafogyasztás mellett (körülbelül 15-20 µA);
• ha a beállítás PWM jellel történik, akkor 500 Hz alatti impulzusismétlési frekvencia esetén a fényerő változás tartománya 1-100%. Ha a frekvencia 10 kHz felett van, akkor 25%-ról 100%-ra;

A fényerőszabályzó bemenetre (ADJ) adható maximális feszültség 6 V. Ebben az esetben a 2,5 és 6 V közötti tartományban a meghajtó a maximális áramot adja ki, amelyet az áramkorlátozó ellenállás állít be. Az ellenállás-ellenállás kiszámítása pontosan ugyanúgy történik, mint az összes fenti mikroáramkör esetében:

R = 0,1 / I LED

Az ellenállás minimális ellenállása 0,27 ohm.

Egy tipikus kapcsolóáramkör nem különbözik társaitól:

LEHETETLEN az áramkör tápellátása C1 kondenzátor nélkül !!! A legjobb esetben a chip túlmelegszik, és instabil tulajdonságokat ad ki. A legrosszabb esetben azonnal meghiúsul.

Több részletes specifikációk A ZXLD1350 megtalálható ennek a chipnek az adatlapján.

A mikroáramkör költsége indokolatlanul magas (), annak ellenére, hogy a kimeneti áram meglehetősen kicsi. Általában erősen a ventilátoron. nem lépnék kapcsolatba.

QX5241

A QX5241 a MAX16819 (MAX16820) kínai analógja, de kényelmesebb csomagban. KF5241, 5241B néven is kapható. "5241a" jelzéssel van ellátva (lásd a fotót).

Az egyik jól ismert üzletben szinte súly szerint értékesítik (10 darab 90 rubelért).

A meghajtó pontosan ugyanazon az elven működik, mint az összes fenti (folyamatos leléptető konverter), azonban nem tartalmaz kimeneti kapcsolót, ezért a működéshez külső térhatású tranzisztor szükséges.

Bármilyen N-csatornás MOSFET-et használhat megfelelő leeresztőárammal és lefolyó-forrás feszültséggel. Alkalmasak például: SQ2310ES (20V-ig!!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201. Általában minél kisebb a nyitási feszültség, annál jobb.

Íme a QX5241 LED-illesztőprogram néhány főbb jellemzője:

• maximális kimeneti áram - 2,5 A;
• Hatékonyság akár 96%;
• maximális frekvencia tompítás - 5 kHz;
• az átalakító maximális működési frekvenciája - 1 MHz;
• áramstabilizációs pontosság LED-eken keresztül - 1%;
• tápfeszültség - 5,5 - 36 Volt (38-on is jól működik!);
• a kimeneti áramot a következő képlettel számítjuk ki: R = 0,2 / I LED

Bővebben a specifikációban (angolul).

A QX5241 LED-illesztőprogramja kevés részletet tartalmaz, és mindig a következő séma szerint van összeállítva:

Az 5241-es mikroáramkör csak a SOT23-6 csomagban kapható, ezért jobb, ha nem forrasztópákával közelítjük meg. A telepítés után a táblát alaposan le kell mosni a fluxustól, minden homályos szennyeződés hátrányosan befolyásolhatja a mikroáramkör működését.

A tápfeszültség és a diódák teljes feszültségesése közötti különbségnek 4 voltnak (vagy többnek) kell lennie. Ha kevesebb, akkor működési zavarok vannak (jelenlegi instabilitás és gázkar sípja). Így hát margóval vegyük. Ezenkívül minél nagyobb a kimeneti áram, annál nagyobb a feszültségkülönbség. Bár talán most kaptam egy sikertelen másolatot a mikroáramkörről.

Ha a bemeneti feszültség kisebb, mint a LED-ek teljes esése, akkor a generálás meghiúsul. Ugyanakkor a kimeneti mező kapcsolója teljesen kinyílik, és a LED-ek világítanak (természetesen nem teljes teljesítményen, mivel a feszültség nem elegendő).

AL9910

A Diodes Incorporated egy nagyon érdekes LED-meghajtó IC-t hozott létre: az AL9910-et. Különös, hogy üzemi feszültségtartománya lehetővé teszi, hogy közvetlenül 220 V-os hálózathoz csatlakoztassa (egy egyszerű dióda-egyenirányítón keresztül).

Íme a fő jellemzői:

• bemeneti feszültség - 500 V-ig (változtatás esetén 277 V-ig);
• beépített feszültségszabályozó a mikroáramkör táplálására, amely nem igényel kioltó ellenállást;
• a fényerő beállításának lehetősége a vezérlőláb potenciáljának 0,045-ről 0,25 V-ra történő megváltoztatásával;
• beépített túlmelegedés elleni védelem (150°С-on aktiválódik);
• a működési frekvenciát (25-300 kHz) külső ellenállás állítja be;
• külsőt igényel térhatású tranzisztor;
• Kapható 8 lábú SO-8 és SO-8EP tokban.

Az AL9910 chipre összeállított illesztőprogram nem rendelkezik galvanikus leválasztás hálózattal, ezért csak ott szabad használni, ahol az áramköri elemekkel való közvetlen érintkezés nem lehetséges.

Forgács NCP1014 egy PWM vezérlő fix konverziós frekvenciával és beépített nagyfeszültségű kapcsolóval. A mikroáramkör részeként megvalósított további belső blokkok (lásd 1. ábra) lehetővé teszik, hogy a modern tápegységekkel szemben támasztott funkcionális követelmények teljes körét kielégítse.

Rizs. egy.

Sorozatvezérlők NCP101X Konsztantyin Sztaroverov cikkében a folyóirat 2010-es 3. számában részletesen tárgyaltuk, ezért a cikkben csak arra szorítkozunk, hogy Főbb jellemzők Az NCP1014 mikroáramkörökre, és a referenciatervben bemutatott számítási jellemzők és az IP működési mechanizmusának figyelembevételére fogunk összpontosítani.

Az NCP1014 vezérlő jellemzői

• Integrált kimenet 700 V alacsony bekapcsolású MOSFET (11Ω);
• a meghajtó kimeneti áramának biztosítása 450 mA-ig;
• több rögzített konverziós frekvencián való munkaképesség - 65 és 100 kHz;
• az átalakítási frekvencia ± 3 ... 6%-on belül változik az előre beállított értékhez képest, ami lehetővé teszi a sugárzott interferencia erejének "elmosását" egy bizonyos frekvenciatartományon belül, és ezáltal csökkenti az EMI-szintet;
• a beépített nagyfeszültségű tápegység képes a mikroáramkör működőképességét biztosítani egy harmadik segédtekerccsel ellátott transzformátor használata nélkül, ami nagymértékben leegyszerűsíti a transzformátor tekercselését. Ezt a funkciót a gyártó DSS ( Dinamikus önellátás- autonóm dinamikus teljesítmény), azonban használata korlátozza az IP kimeneti teljesítményét;
• a PWM impulzuskihagyási mód miatti alacsony terhelési áramok melletti maximális hatékonysággal való munkavégzés képessége, amely lehetővé teszi alacsony terhelés nélküli teljesítmény elérését - legfeljebb 100 mW, ha a mikroáramkört a transzformátor harmadik segédtekercséről táplálják;
• az impulzuskihagyás módba való áttérés akkor következik be, amikor a terhelési áram a névleges értékről 0,25-re csökken, ami kiküszöböli az akusztikus zaj keletkezésének problémáját még olcsó impulzustranszformátorok használata esetén is;
• megvalósított lágyindítás funkció (1ms);
• következtetés Visszacsatolás a feszültség közvetlenül csatlakozik az optocsatoló kimenetéhez;
• rövidzárlat elleni védelmi rendszer, amelynek megszüntetése után visszatér a normál működéshez. A funkció lehetővé teszi mind a terhelés rövidzárlatának közvetlen nyomon követését, mind a nyitott visszacsatoló áramkör helyzetét a szétválasztó optocsatoló sérülése esetén;
• beépített túlmelegedés elleni védelmi mechanizmus.

Az NCP1014 vezérlő három csomagtípusban kapható - SOT-223, PDIP-7 és PDIP-7 GULLWING (lásd a 2. ábrát), a 2. ábrán látható kivezetéssel. 3. A legújabb csomag a PDIP-7 csomag speciális változata speciális csapos öntéssel, így alkalmas felületi szerelésre.

Rizs. 2.

Rizs. 3.

Az NCP1014 vezérlő tipikus alkalmazási diagramja flybackben ( visszarepül) konverter a 4. ábrán látható.

Rizs. négy.

Az NCP1014 vezérlőn alapuló IP számítási módszer

Fontolja meg az NCP1014-en alapuló flyback konverter lépésről lépésre történő kiszámításának módszerét egy legfeljebb 5 W-os kimeneti teljesítményű tápegység referencia fejlesztésének példájával, három sorba kapcsolt LED-ből álló rendszer táplálására. Az egy wattos fehér LED-eket 350 mA normalizációs árammal és 3,9 V feszültségeséssel tekintettük LED-nek.

első lépés a kifejlesztett IP bemeneti, kimeneti és teljesítményjellemzőinek meghatározása:

• bemeneti feszültség tartomány - Vac(min) = 85V, Vac(max) = 265V;
• kimeneti paraméterek - Kimenet = 3x3,9V ≈ 11,75V, Iout = 350mA;
• kimeneti teljesítmény - Pout \u003d VoutxIout \u003d 11,75 Vx0,35 A ≈ 4,1 W
• bemeneti teljesítmény - Pin = Pout / h, ahol h a becsült hatásfok = 78%

Pin=4,1W/0,78=5,25W

• DC bemeneti feszültség tartomány

Vdc(perc) = Vdc(perc) x 1,41 = 85 x 1,41 = 120 V (egyenáram)

Vdc(max) = Vdc(max) x 1,41 = 265 x 1,41 = 375 V (egyenáram)

• átlagos bemeneti áram - Iin(avg) = Pin / Vdc (min) ≈ 5,25/120 ≈ 44mA
• csúcs bemeneti áram - Ipeak = 5xIin (átl.) ≈ 220mA.

Az első bemeneti kapcsolat egy biztosíték és egy EMI-szűrő, és ezek kiválasztása az második lépés IP tervezésekor. A biztosítékot a megszakítóáram értéke alapján kell kiválasztani, és a bemutatott kivitelben 2 A megszakítóáramú biztosítékot választottunk A bemeneti szűrő számítási eljárásába nem fogunk elmélyülni, csak megjegyezzük, hogy a A közös módú és a differenciális zaj elnyomásának mértéke nagymértékben függ a nyomtatott áramköri lap elrendezésétől, valamint a szűrő tápcsatlakozóhoz való közelségétől.

harmadik lépés a paraméterek kiszámítása és a diódahíd kiválasztása. A legfontosabb paraméterek itt a következők:

• megengedett fordított (blokkoló) dióda feszültség - VR ≥ Vdc (max) = 375V;
• a dióda előremenő árama - IF ≥ 1,5xIin (átl.) = 1,5x0,044 = 66 mA;
• megengedett túlterhelési áram ( túlfeszültség), amely elérheti az átlagos áramerősség ötszörösét:

IFSM ≥ 5 x IF = 5 x 0,066 = 330 mA.

negyedik lépés a diódahíd kimenetére szerelt bemeneti kondenzátor paramétereinek kiszámítása. A bemeneti kondenzátor méretét az egyenirányított bemeneti feszültség csúcsértéke és a bemeneti hullámosság meghatározott szintje határozza meg. A nagyobb bemeneti kondenzátor többet biztosít alacsony értékek hullámzik, de növeli az IP indítóáramát. Általában a kondenzátor kapacitását a következő képlet határozza meg:

Cin = Pin/, ahol

fac a váltakozó áramú hálózat frekvenciája (60 Hz a kérdéses kialakításnál);

DV- megengedett szint hullámzás (esetünkben a Vdc(min) 20%-a).

Cin \u003d 5,25 / \u003d 17 uF.

Esetünkben 33uF-os alumínium elektrolitkondenzátort választunk.

Ötödik és fő lépés a tekercstermék számítása - egy impulzustranszformátor. A transzformátor számítása a tápegység teljes számításának legbonyolultabb, legfontosabb és "vékonyabb" része. A transzformátor fő funkciója a flyback konverterben az energia felhalmozódása, amikor a vezérlőgomb zárva van, és az áram átfolyik a primer tekercsén, majd a szekunder tekercsre történő átvitele, amikor az áramkör primer részének áramellátását elfordítják. ki.

Figyelembe véve az MT első lépésben kiszámított bemeneti és kimeneti jellemzőit, valamint az MT működésének biztosítására vonatkozó követelményeket a transzformátor folyamatos áram üzemmódjában, a munkaciklus maximális értéke ( munkaciklus) egyenlő 48%-kal. A transzformátor összes számítását a kitöltési tényező ezen értéke alapján végezzük el. Foglaljuk össze a kulcsparaméterek számított és megadott értékeit:

• vezérlő működési frekvenciája fop = 100 kHz
• kitöltési tényező dmax= 48%
• minimális bemeneti feszültség Vin(min) = Vdc(min) - 20% = 96V
• kimeneti teljesítmény Pout= 4,1W
• a hatékonyság becsült értéke h = 78%
• csúcs bemeneti áram Ipeak= 220mA

Most kiszámolhatjuk az induktivitást primer tekercselés transzformátor:

Lpri = Vin(perc) x dmax/(Icsúcs x fop) = 2,09 mH

A tekercsek fordulatszámának arányát a következő egyenlet határozza meg:

Npri / Nsec \u003d Vdc (min) x dmax / (Vout + V F x (1 - dmax)) ≈ 7

Továbbra is ellenőriznünk kell, hogy a transzformátor képes-e „szivattyúzni” önmagán keresztül a szükséges kimeneti teljesítményt. Ezt a következő egyenlettel teheti meg:

Pin(mag) = Lpri x I 2 csúcs x fop/2 ≥ Pout

Pin(mag) = 2,09 mH x 0,22 2 x 100 kHz/2 = 5,05 W ≥ 4,1 W.

Az eredményekből az következik, hogy transzformátorunk képes a szükséges teljesítményt szivattyúzni.

Látható, hogy itt a transzformátor paramétereinek korántsem teljes számítását adtuk meg, hanem csak az induktív jellemzőit határoztuk meg, és megmutattuk a választott megoldás elegendő teljesítményét. A transzformátorok számításáról sok munka született, az olvasó a számára érdekes számítási módszereket például a ill. Ezeknek a technikáknak a lefedettsége túlmutat e cikk keretein.

Az IP elektromos áramköre az elvégzett számításoknak megfelelően az 5. ábrán látható.

Rizs. 5.

Itt az ideje, hogy megismerkedjünk a fenti megoldás jellemzőivel, amelyek számítását fent nem adtuk meg, de amelyek nagyon fontos IP-címünk működéséhez és az NCP1014 vezérlő által megvalósított védelmi mechanizmusok megvalósítási jellemzőinek megértéséhez.

Az IP-t megvalósító séma működésének jellemzői

Az áramkör másodlagos része két fő blokkból áll - egy blokkból az áram átvitelére a terhelésre és egy tápegységből a visszacsatoló áramkör számára.

A vezérlőgomb zárt állapotában (közvetlen üzemmód) a visszacsatoló áramkör tápegysége működik, amely a D6 diódán, az R3 árambeállító ellenálláson, a C5 kondenzátoron és a D7 zener diódán van megvalósítva, amely a D8 diódával együtt beállítja a szükséges tápfeszültséget (5.1). V) optocsatoló és söntszabályozó IC3 .

A fordított futás során a transzformátorban tárolt energia a D10 diódán keresztül kerül a terhelésre. Ezzel egyidejűleg a C6 tárolókondenzátor feltöltődik, ami kisimítja a kimeneti hullámzást és állandó tápfeszültséget biztosít a terhelésnek. A terhelési áramot az R6 ellenállás állítja be, és az IC3 söntszabályozó vezérli.

Az IP védelemmel rendelkezik a terhelés leválasztása és a terhelés rövidzárlat ellen. A rövidzárlat elleni védelmet a TLV431 sönt szabályozó biztosítja, melynek fő szerepe az OS áramkör szabályozó. Rövidzárlat az összes terhelési LED rövid leállása esetén következik be (egy vagy két LED meghibásodása esetén funkcióikat párhuzamos zener-diódák veszik át D11 ... D13). Az R6 ellenállás értékét úgy választjuk meg, hogy üzemi terhelési áram mellett (esetünkben 350 mA) a feszültségesés rajta kisebb legyen, mint 1,25 V. Az NCP1014 vezérlő csökkenti a kimeneti feszültséget.

A terhelés leállás elleni védelmi mechanizmus egy D9 Zener dióda beépítésén alapul a terheléssel párhuzamosan. A terhelési áramkör nyitásának körülményei között, és ennek eredményeként az IP kimeneti feszültsége 47 V-ra nő, a D9 zener-dióda kinyílik. Ez bekapcsolja az optocsatolót, és arra kényszeríti a vezérlőt, hogy csökkentse a kimeneti feszültséget.

Érdekli az NCP1014 személyes megismerése? - Nincs mit!

Azok számára, akik az NCP1014 alapú saját IP fejlesztés megkezdése előtt meg akarnak győződni arról, hogy ez egy igazán egyszerű, megbízható és hatékony megoldás, az ONSemiconductor többféle kiértékelő táblát gyárt (lásd: 1. táblázat, 6. ábra; megrendelhető a COMPEL-en keresztül).

Asztal 1. Az értékelő táblák áttekintése

Rendelési kód	Név	Rövid leírás
NCP1014LEDGTGEVB	8 W-os LED meghajtó 0,8 teljesítménytényezővel	A tábla célja, hogy bemutassa a 0,7-nél nagyobb teljesítménytényezőjű LED-meghajtó (Energy Star szabvány) építésének lehetőségét további PFC chip használata nélkül. A kimeneti teljesítmény (8 W) ideálissá teszi ezt a megoldást olyan szerkezetek táplálására, mint a Cree XLAMP MC-E, amely négy LED-et tartalmaz sorba egy csomagban.
NCP1014STBUCKGEVB	Nem invertáló bakkonverter	A tábla bizonyítja azt az állítást, hogy az NCP1014 vezérlő elég alacsony árkategóriájú tápegység megépítéséhez zord környezetekhez.

Rizs. 6.

Ezen kívül a cikkben tárgyaltakon kívül számos további példa található a különféle IP-k kész kialakítására. Ez és egy 5 W-os AC/DC adapter ehhez mobiltelefonok, és egy másik IP-lehetőség a LED-hez, valamint számos cikk az NCP1014 vezérlő használatáról, amelyeket az ONSemiconductor hivatalos honlapján találhat meg - http://www.onsemi.com/.

A COMPEL az ONSemiconductor hivatalos forgalmazója, ezért a weboldalunkon mindig tájékozódhat az ONS által gyártott chipek elérhetőségéről és költségéről, valamint prototípusok rendeléséről, beleértve az NCP1014-et is.

Következtetés

Az ONS által gyártott NCP1014 vezérlő használata lehetővé teszi nagy teljesítményű AC/DC konverterek kifejlesztését a terhelések stabilizált árammal történő ellátására. A vezérlő fő jellemzőinek megfelelő használata lehetővé teszi a végső tápegység biztonságának biztosítását a terhelés nyitása vagy rövidre zárása esetén minimális számú további elektronikus alkatrész mellett.

Irodalom

1. Konstantin Staroverov "Az NCP101X / 102X vezérlők használata közepes teljesítményű hálózati tápegységek fejlesztésében", Electronics News magazin, 3. szám, 2010, ss. 7-10.

4. Mac Raymond. Impulzusforrások táplálás. A tervezés elméleti alapjai és útmutatás a gyakorlati alkalmazáshoz / Per. angolról. Pryanichnikova S.V., M.: Dodeka-XXI Kiadó, 2008, - 272 p.: ill.

5. Vdovin S.S. Impulzustranszformátorok tervezése, L .: Energoatomizdat, 1991, - 208 p.: ill.

6. TND329-D. "5 W-os mobiltelefon CCCV AC-DC Adepter"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND329-D.PDF.

7. TND371-D. "Offline LED-illesztőprogram az ENERGY STAR számára"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND371-D.PDF.

Nyugta technikai információ, mintarendelés, szállítás - e-mail:

NCP4589 - LDO szabályozó
automatikus energiatakarékossággal

NCP4589 -új 300mA CMOS LDO szabályozó tól BE Félvezető. Az NCP4589 kisáramú üzemmódba kapcsol alacsony áramterhelés mellett, és automatikusan visszavált "gyors" módba, amint a kimeneti terhelés meghaladja a 3 mA-t.

Az NCP4589 állandó módba helyezhető gyors munka kényszerített mód kiválasztásával (vezérlés speciális bemenettel).

Az NCP4589 főbb jellemzői:

• A bemeneti feszültségek működési tartománya: 1,4 ... 5,25 V
• Kimeneti feszültség tartomány: 0,8…4,0 V (0,1 V-os lépésekben)
• Bemeneti áram három üzemmódban:

Alacsony fogyasztású üzemmód - 1,0 µA V OUT-on< 1,85 В

Gyors mód - 55µA

Energiatakarékos mód - 0,1 uA

• Minimális feszültségesés: 230 mV I OUT = 300 mA, V OUT = 2,8 V
• Nagyfeszültségű hullámzás visszaszorítása: 70dB 1kHz-en (gyors módban).

NCP4620 széles körű LDO szabályozó

NCP4620 - Ez egy CMOS LDO szabályozó 150mA-ről BE Félvezető 2,6 és 10 V közötti bemeneti feszültség tartományban. A készülék nagy kimeneti pontossággal rendelkezik - körülbelül 1% - alacsony hőmérsékleti együtthatóval ±80 ppm/°C.

Az NCP4620 túlmelegedés elleni védelemmel és engedélyezési bemenettel rendelkezik, és szabványos kimenettel és automatikus kisütési kimenettel is elérhető.

Az NCP4620 főbb jellemzői:

• Üzemi bemeneti feszültség tartomány 2,6-10V (max. 12V)
• Rögzített kimeneti feszültségtartomány 1,2 és 6,0 V között (100 mV-os lépésekben)
• Közvetlen minimális feszültségesés - 165mV (100mA-nél)
• Tápegység hullámosság elnyomása - 70dB
• A chip áramellátása 165°C-ig túlmelegedett

Ez a cikk leírja, hogyan kell összeállítani egy egyszerű, de hatékony LED fényerő szabályozás PWM fényerő-szabályozás () LED világítás alapján.

A LED-ek (fénykibocsátó diódák) nagyon érzékeny alkatrészek. Ha a tápáram vagy feszültség meghaladja megengedett érték ezek meghibásodásához vezethet, vagy jelentősen csökkentheti az élettartamot.

Általában az áramot a LED-del sorba kapcsolt ellenállással vagy egy áramköri áramszabályozóval () korlátozzák. A LED áramerősségének növelése növeli annak intenzitását, az áram csökkentése pedig csökkenti. A ragyogás fényerejének szabályozásának egyik módja egy változó ellenállás () használata a fényerő dinamikus megváltoztatására.

De ez csak egyetlen LED-re vonatkozik, mivel még ugyanabban a kötegben is lehetnek különböző fényerősségű diódák, és ez befolyásolja a LED-csoportok egyenetlen fényerejét.

Impulzus szélesség moduláció. Sokkal hatékonyabb módszer a ragyogás fényerejének alkalmazással (PWM) történő szabályozására. A PWM-nél a LED-csoportok az ajánlott áramerősséggel vannak ellátva, miközben nagyfrekvenciás tápellátással csökkenteni tudják a fényerőt. Az időszak megváltoztatása a fényerő változását okozza.

A munkaciklust úgy lehet felfogni, mint a LED-nek biztosított be- és kikapcsolási idők arányát. Például, ha figyelembe vesszük az egy másodperces ciklust, és ugyanakkor a LED 0,1 másodpercig kialszik és 0,9 másodpercig világít, akkor kiderül, hogy a fény a névleges érték körülbelül 90%-a lesz.

A PWM dimmer leírása

A legegyszerűbb módja ennek a nagyfrekvenciás kapcsolásnak az IC használata, amely a valaha készült egyik legelterjedtebb és legsokoldalúbb IC. Az alább látható PWM vezérlőáramkör LED-ek (12 voltos) táplálására dimmerként vagy motor fordulatszám-szabályozójaként használható. egyenáram 12 V-nál.

Ebben az áramkörben a LED-ek ellenállásait úgy kell beállítani, hogy 25 mA előremenő áramot biztosítsanak. Ennek eredményeként a három LED-sor összárama 75 mA lesz. A tranzisztort legalább 75 mA áramerősségre kell méretezni, de jobb, ha tartalékkal veszi.

Ez a fényerő-szabályozó áramkör 5%-ról 95%-ra szabályozható, de a helyett germánium diódák használatával a tartomány a névleges érték 1%-áról 99%-ra bővíthető.

A LED-eket szinte minden technológiában használják körülöttünk. Igaz, néha szükségessé válik a fényerő beállítása (például zseblámpákban vagy monitorokon). a legtöbben könnyű kiút ebben a helyzetben úgy tűnik, hogy megváltoztatja a LED-en áthaladó áram mennyiségét. De nem az. A LED meglehetősen érzékeny alkatrész. Állandó változás az áramerősség jelentősen csökkentheti az élettartamát, vagy akár meg is törheti. Azt is szem előtt kell tartani, hogy korlátozó ellenállást nem lehet használni, mivel a felesleges energia felhalmozódik benne. Ez nem megengedett akkumulátorok használatakor. Egy másik probléma ezzel a megközelítéssel az, hogy a fény színe megváltozik.

Két lehetőség van:

• PWM szabályozás
• analóg

Ezek a módszerek szabályozzák a LED-en átfolyó áramot, de vannak köztük bizonyos különbségek.
Az analóg szabályozás megváltoztatja a LED-eken áthaladó áram szintjét. A PWM pedig szabályozza az áramellátás frekvenciáját.

PWM szabályozás

Ebből a helyzetből a kiutat az impulzusszélesség-moduláció (PWM) alkalmazása jelentheti. Ennél a rendszernél a LED-ek megkapják a szükséges áramot, a fényerőt pedig nagyfrekvenciás áramellátással szabályozzák. Vagyis a betáplálási periódus gyakorisága megváltoztatja a LED-ek fényerejét.
A PWM rendszer kétségtelen előnye a LED-ek termelékenységének megőrzése. A hatékonyság körülbelül 90% lesz.

A PWM szabályozás típusai

• Kétvezetékes. Gyakran használják az autók világítási rendszerében. Az átalakító tápegységnek olyan áramkörrel kell rendelkeznie, amely PWM jelet generál a DC kimeneten.
• sönt eszköz. A konverter be- és kikapcsolásához használjon sönt komponenst, amely a LED mellett a kimeneti áramot is biztosítja.

Impulzus paraméterek a PWM-hez

Az impulzus ismétlődési gyakorisága nem változik, így a fényerősség meghatározására nincsenek követelmények. Ebben az esetben csak a pozitív impulzus szélessége vagy ideje változik.

Impulzusfrekvencia

Még azt a tényt is figyelembe véve, hogy a gyakorisággal kapcsolatban nincsenek különösebb követelések, vannak határmutatók. Ezeket az emberi szem villogásra való érzékenysége határozza meg. Például, ha egy filmben a képkockák villogásának 24 képkockának kell lennie másodpercenként, hogy a szemünk egyetlen mozgóképként érzékelje.
Ahhoz, hogy a fény villogását egyenletes fényként érzékeljük, a frekvenciának legalább 200 Hz-nek kell lennie. A felső mutatókra nincs korlátozás, de alább nincs mód.

Hogyan működik a PWM vezérlő

A LED-ek közvetlen vezérléséhez tranzisztoros kulcsfokozatot használnak. Általában tranzisztorokat használnak, amelyek nagy mennyiségű energiát képesek tárolni.
Ez használatkor szükséges LED szalagok vagy erős LED-ek.
Kis mennyiség vagy kis teljesítmény esetén a bipoláris tranzisztorok használata teljesen elegendő. A LED-eket közvetlenül is csatlakoztathatja a chipekhez.

PWM generátorok

PWM rendszerben mesteroszcillátorként egy mikrokontroller vagy egy kis integráltsági fokú áramkörökből álló áramkör használható.
Szabályozót is lehet létrehozni olyan mikroáramkörökből, amelyeket kapcsolóüzemű tápegységekre terveztek, vagy K561 logikai mikroáramkörökből, vagy NE565 integrált időzítőből.
A kézművesek még műveleti erősítőt is használnak erre a célra. Ehhez egy generátort szerelnek fel rá, amely állítható.
Az egyik leggyakrabban használt áramkör az 555-ös időzítőn alapul, valójában ez egy hagyományos generátor téglalap alakú impulzusok. A frekvenciát a C1 kondenzátor szabályozza. a kondenzátor kimenetén kell lennie magasfeszültség(ugyanez a pozitív tápra való csatlakozásnál is). És akkor tölt, ha alacsony a feszültség a kimeneten. Ez a pillanat különböző szélességű impulzusokat eredményez.
Egy másik népszerű áramkör az UC3843 chipen alapuló PWM. ebben az esetben a kapcsolási áramkört az egyszerűsítés irányába változtatták. Az impulzusszélesség szabályozására pozitív polaritású vezérlőfeszültséget használnak. Ebben az esetben a kívánt PWM impulzusjelet kapjuk a kimeneten.
A vezérlőfeszültség a következőképpen hat a kimenetre: csökkenéssel a szélesség nő.

Miért PWM?

• Ennek a rendszernek a fő előnye az egyszerűség. A használati minták nagyon egyszerűek és könnyen megvalósíthatók.
• A PWM vezérlőrendszer a fényerőszabályozás széles skáláját kínálja. Ha már monitorokról beszélünk, akkor lehet CCFL háttérvilágítást használni, de ebben az esetben a fényerőt csak a felére lehet csökkenteni, mivel a CCFL háttérvilágítás nagyon megköveteli az áramerősséget és a feszültséget.
• A PWM segítségével állandó szinten tarthatja az áramerősséget, ami azt jelenti, hogy a LED-ek nem szenvednek szenvedést és a színhőmérséklet nem változik.

A PWM használatának hátrányai

• Idővel a kép villogása nagyon észrevehető lehet, különösen alacsony fényerő vagy szemmozgás esetén.
• Ha a fény folyamatosan erős (például napfény), a kép homályossá válhat.