이 기사는 간단하지만 효과적인 조립 방법을 설명합니다. LED 밝기 조절 PWM 디밍() LED 조명을 기반으로 합니다.

LED(발광 다이오드)는 매우 민감한 부품입니다. 공급 전류 또는 전압이 초과할 때 허용 값고장의 원인이 되거나 서비스 수명이 크게 단축될 수 있습니다.

일반적으로 전류는 LED와 직렬로 연결된 저항을 사용하거나 회로 전류 조정기()에 의해 제한됩니다. LED의 전류를 높이면 강도가 증가하고 전류를 줄이면 감소합니다. 글로우의 밝기를 제어하는 ​​한 가지 방법은 가변 저항()을 사용하여 밝기를 동적으로 변경하는 것입니다.

그러나 이것은 동일한 배치에서도 광도가 다른 다이오드가 있을 수 있고 이는 LED 그룹의 불균일한 발광에 영향을 미치기 때문에 단일 LED에만 적용할 수 있습니다.

펄스 폭 변조.(PWM)을 적용하여 광선의 밝기를 조절하는 훨씬 더 효율적인 방법입니다. PWM을 사용하면 LED 그룹에 권장 전류가 공급되는 동시에 고주파에서 전원을 공급하여 밝기를 흐리게 할 수 있습니다. 주기를 변경하면 밝기가 변경됩니다.

듀티 사이클은 LED에 공급되는 전원 켜기 및 끄기 시간의 비율로 생각할 수 있습니다. 예를 들어, 1초 주기를 고려하고 동시에 LED가 0.1초 꺼지고 0.9초 켜진다면 글로우는 공칭 값의 약 90%가 됩니다.

PWM 조광기에 대한 설명

이 고주파수 스위칭을 달성하는 가장 쉬운 방법은 지금까지 만들어진 가장 일반적이고 가장 다양한 IC 중 하나인 IC를 사용하는 것입니다. 아래에 표시된 PWM 컨트롤러 회로는 LED(12볼트)에 전원을 공급하는 조광기 또는 모터용 속도 컨트롤러로 사용하기 위한 것입니다. 직류 12V에서

이 회로에서 LED에 대한 저항은 25mA의 순방향 전류를 제공하도록 조정되어야 합니다. 결과적으로 3개의 LED 라인의 총 전류는 75mA가 됩니다. 트랜지스터는 최소 75mA의 전류 정격이어야 하지만 여유를 두고 사용하는 것이 좋습니다.

이 조광기 회로는 5%에서 95%까지 조광이 가능하지만 대신 게르마늄 다이오드를 사용하여 공칭 값의 1%에서 99%까지 범위를 확장할 수 있습니다.

LED는 점점 우리 일상의 일부가 되고 있습니다. 우리는 아파트나 집의 백열등, 자동차의 할로겐을 LED로 바꿉니다. Addison 전구의 밝기를 조정하기 위해 일반적으로 조광기가 사용됩니다. 이것은 교류를 제한하여 광선의 밝기를 필요한 밝기로 변경할 수 있는 것입니다. 왜 더 많은 비용을 지불해야 하는지, 심지어 지나치게 밝은 빛으로 인해 불편함을 느끼십니까? 전원 조절기는 일반적으로 많은 소비자 (납땜 인두, 그라인더, 진공 청소기, 드릴 ...)에서 사용할 수 있습니다. 교류 전압네트워크는 일반적으로 트라이액을 기반으로 구축됩니다.

LED는 일정하고 안정된 전류에 의해 전원이 공급되므로 여기에서는 표준 조광기를 사용할 수 없습니다. 적용된 전압을 변경하면 밝기가 매우 급격히 변경되고 전류가 중요하지만 전류 조정기 대신 PWM(와이드 펄스 변조기)과 같은 다른 작업을 수행하면 꺼집니다. 일정 시간 동안 LED에서 전원을 공급하면 밝기가 감소하지만 주파수가 사람의 눈으로 알아차리지 못할 정도이므로 깜박임을 알아차리지 못할 것입니다. 마이크로 컨트롤러는 여기에 사용되지 않습니다. 그 존재가 장치를 조립하는 데 장애가 될 수 있기 때문에 특정 프로그래머가 필요합니다. 소프트웨어... 따라서이 간단한 회로는 단순하고 공용 라디오 구성 요소 만 사용합니다.

모든 관성 부하, 즉 에너지를 저장할 수 있는 부하에 이러한 것을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 DC 모터를 전원에서 분리하면 즉시 회전이 멈추지 않기 때문입니다.

내 생각에 회로는 조건부로 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 즉, 이것은 메가 인기있는 타이머 NE555 (아날로그 -KR1006VI1)로 만들어진 발전기와 부하에 전원이 공급되는 강력한 개폐 트랜지스터입니다 (여기서 555는 불안정 멀티바이브레이터 모드에서 작동합니다). 우리는 강력한 NPN 바이폴라 트랜지스터(TIP122 사용)를 사용하지만 전계 효과(MOSFET) 트랜지스터로 대체할 수 있습니다. 펄스 발생기의 주파수, 주기, 펄스 지속시간은 2개의 저항(R3, R2)과 커패시터(C1, C2)에 의해 설정되며, 저항 조정이 있는 저항으로 변경할 수 있습니다.

도식적인 구성요소

아날로그 555 타이머를 계산하는 프로그램이 많이 있습니다. 발전기의 주파수에 영향을 미치는 구성 요소의 값으로 실험할 수 있습니다. 이것은 이와 같은 많은 프로그램을 사용하여 모두 쉽게 잘못 계산됩니다. 교단은 약간 변경될 수 있으며 모든 것이 작동할 것입니다. 펄스 다이오드 4148은 국내 KD222로 쉽게 교체됩니다. 커패시터 0.1uF 및 0.01uF 디스크 세라믹. 가변 저항기주파수를 설정하고 원활하게 조정하려면 최대 저항이 50kOhm입니다.

모든 것이 개별 요소에 조립되며 보드의 치수는 50-25mm입니다.

회로는 어떻게 작동합니까?

장치는 두 가지 모드 사이의 스위치로 작동합니다. 전류가 부하에 공급됩니다.그리고 전류가 부하에 공급되지 않음. 전환은 너무 빨리 일어나서 우리의 눈은 이 깜박임을 보지 못합니다. 그래서 이 장치는 전원이 켜진 시간과 꺼진 시간의 간격을 바꿔가며 전원을 조절하는 장치인데 PWM의 본질을 이해하셨으리라 생각합니다. 이것은 오실로스코프 화면에서 보이는 것입니다.

첫 번째 그림은 희미한 빛을 보여줍니다. 기간 T 동안 펄스 길이 t1은 20%(이것이 소위 듀티 사이클)이고 나머지 80%는 논리적 0(전압 없음)을 갖기 때문입니다.

두 번째 그림은 미앤더(meander)라는 신호를 보여줍니다. 그러면 t1=0.5*T, 즉 듀티 사이클과 계수가 됩니다. 채우기는 50%입니다.

세 번째 경우에는 D=90%입니다. LED는 거의 최대 밝기로 빛납니다.

T=1초라고 가정하고 첫 번째 경우

§ 1) 0.2초 이내에 LED에 전류가 흐르지만 0.8초는 흐르지 않습니다.

§ 2) 0.5s 전류 인가 0.5s 아니오

그건 그렇고, 계획에 따라 3 개의 PWM 컨트롤러를 만들고 하나의 RGB 테이프에 연결하면 원하는 글로우 영역을 설정할 수 있습니다. 각 보드는 자체 LED(빨간색, 녹색 및 파란색)를 제어하고 특정 순서로 혼합하여 원하는 빛을 얻습니다.

이 장치의 에너지 손실은 얼마입니까?

첫째, 이들은 마이크로 회로에서 펄스 생성기를 소비하는 겨우 몇 밀리암페어이며, 그 다음 전력 트랜지스터가 있으며, 여기서 전력은 대략 다음과 같습니다. P=0.6V*I 소비부하 . 기본 저항은 무시할 수 있습니다. 일반적으로 펄스 폭 제어 시스템이 매우 효과적이기 때문에 PWM 손실은 최소화됩니다. 에너지가 매우 적게 낭비되고 따라서 열이 거의 방출되지 않기 때문입니다.

결과

결과적으로 우리는 아름답고 단순한 PWM을 얻었습니다. 그들이 스스로 빛의 유쾌한 힘을 조정하는 것이 매우 편리한 것으로 판명되었습니다. 이러한 장치는 일상 생활에서 항상 유용합니다.

  • 다음 >

세부 사항과 설명을 놓치면 LED 밝기 제어 회로가 바로 나타납니다. 간단한 양식. 이 제어는 나중에 논의할 PWM 방식과 다릅니다.
따라서 기본 레귤레이터에는 다음 네 가지 요소만 포함됩니다.

  • 전원 장치;
  • 안정제;
  • 가변 저항기;
  • 전구 직접.

저항과 안정기는 모든 라디오 상점에서 구입할 수 있습니다. 다이어그램에 표시된 대로 정확하게 연결됩니다. 차이점은 각 요소의 개별 매개변수와 안정기와 저항이 연결되는 방식(와이어 또는 직접 납땜)에 있을 수 있습니다.

몇 분 안에 자신의 손으로 그러한 회로를 조립하면 저항을 변경함으로써, 즉 저항 손잡이를 돌려 램프의 밝기를 조정할 수 있는지 확인할 수 있습니다.

예시적인 예에서 배터리는 12볼트, 저항은 1kOhm, 안정기는 가장 일반적인 Lm317 칩에 사용됩니다. 이 계획은 무선 전자 장치의 첫 번째 단계를 수행하는 데 도움이 되기 때문에 좋습니다. 이것은 밝기를 제어하는 ​​아날로그 방식입니다. 그러나 미세 조정이 필요한 장치에는 적합하지 않습니다.

조광기의 필요성

이제 문제를 자세히 살펴보고 밝기 제어가 필요한 이유와 LED 밝기를 다른 방식으로 제어하는 ​​방법에 대해 알아보겠습니다.

  • 다중 LED용 디머 스위치가 필요한 가장 유명한 경우는 주거용 조명입니다. 우리는 빛의 밝기를 제어하는 ​​​​데 익숙합니다. 저녁에는 더 부드럽게 만들고, 작업 중에는 최대 전력으로 켜고, 개별 개체와 방의 일부를 강조 표시합니다.
  • 밝기 조정은 TV 및 노트북 모니터와 같은 더 복잡한 장치에서도 필요합니다. 자동차 헤드 라이트와 손전등은 없어서는 안될 필수품입니다.
  • 밝기를 조정하면 강력한 소비자의 경우 전기를 절약할 수 있습니다.
  • 조정 규칙을 알면 자동 또는 리모콘매우 편리합니다.

일부 장치에서는 저항을 높여 단순히 전류 값을 줄이는 것이 불가능합니다. 이렇게 하면 흰색이 녹색으로 변할 수 있기 때문입니다. 또한, 저항의 증가는 바람직하지 않은 증가된 발열로 이어진다.

어려운 상황을 벗어나는 방법은 PWM 제어(펄스 폭 변조)였습니다. 전류는 펄스로 LED에 공급됩니다. 또한 그 값은 0 또는 공칭이며 광선에 가장 적합합니다. LED가 주기적으로 켜진 다음 꺼집니다. 글로우 시간이 길수록 램프가 더 밝게 보입니다. 발광 시간이 짧을수록 전구가 더 어두워집니다. 이것이 PWM의 원리입니다.

고출력 MOSFET 또는 MOSFET이라고도 하는 MOSFET을 사용하여 밝은 LED 및 LED 스트립을 직접 제어할 수 있습니다. 하나 또는 두 개의 저전력 LED 전구를 제어하려는 경우 일반 바이폴라 트랜지스터가 키로 사용되거나 LED가 미세 회로의 출력에 직접 연결됩니다.

R2 가변 저항 노브를 돌려 LED의 밝기를 조정합니다. 다음은 하나의 전원에 연결된 LED 스트립(3개)입니다.

이론을 알면 기성품 안정기와 조광기에 의존하지 않고 PWM 장치 회로를 직접 조립할 수 있습니다. 예를 들어, 인터넷에서 제공되는 것과 같은 것입니다.

NE555는 모든 타이밍 특성이 안정적인 펄스 발생기입니다. IRFZ44N - 하나 강력한 트랜지스터고출력 부하를 구동할 수 있습니다. 커패시터는 펄스의 주파수를 설정하고 부하는 "출력" 단자에 연결됩니다.

LED는 관성(inertia)이 낮기 때문에, 즉 점등 및 소등 속도가 매우 빠르기 때문에 PWM 제어 방식이 최적입니다.

즉시 사용 가능한 조광기

기성품으로 판매되는 레귤레이터 LED 램프조광기라고 합니다. 펄스를 생성하는 펄스의 주파수는 깜박임을 느끼지 않을 정도로 충분히 큽니다. PWM 컨트롤러 덕분에 부드러운 조정이 수행되어 빛의 최대 밝기 또는 램프의 소멸을 얻을 수 있습니다.

이러한 조광기를 벽에 내장하여 기존의 스위치처럼 사용할 수 있습니다. 탁월한 편의를 위해 LED 조광기는 라디오 리모컨으로 제어할 수 있습니다.

밝기를 변경하는 LED 기반 램프의 기능은 조명 쇼를 진행하고 아름다운 거리 조명을 만들 수 있는 좋은 기회를 제공합니다. 예, 광선의 강도를 조정할 수 있다면 일반 손전등을 사용하는 것이 훨씬 더 편리해집니다.

LED는 우리 주변의 거의 모든 기술에 사용됩니다. 사실, 때때로 밝기를 조정해야 합니다(예: 손전등 또는 모니터). 가장 쉬운 탈출구이 상황에서 LED를 통과하는 전류의 양을 변경하는 것으로 보입니다. 하지만 그렇지 않습니다. LED는 다소 민감한 부품입니다. 영구 변경전류의 양은 수명을 크게 줄이거 나 파손시킬 수도 있습니다. 초과 에너지가 축적되기 때문에 제한 저항을 사용할 수 없다는 점도 염두에 두어야 합니다. 배터리를 사용할 때는 허용되지 않습니다. 이 접근 방식의 또 다른 문제는 빛의 색상이 변경된다는 것입니다.

두 가지 옵션이 있습니다.

  • PWM 조절
  • 비슷한 물건

이러한 방법은 LED를 통해 흐르는 전류를 제어하지만 둘 사이에는 특정 차이점이 있습니다.
아날로그 레귤레이션은 LED를 통과하는 전류 레벨을 변경합니다. 그리고 PWM은 전류 공급의 주파수를 조절합니다.

PWM 조절

이러한 상황에서 벗어나는 방법은 PWM(펄스 폭 변조)을 사용하는 것입니다. 이 시스템은 LED에 필요한 전류를 공급하고 고주파에서 전원을 인가하여 밝기를 조절하는 방식입니다. 즉, 공급 주기의 주파수는 LED의 밝기를 변경합니다.
PWM 시스템의 확실한 장점은 LED의 생산성을 보존한다는 것입니다. 효율성은 약 90%일 것입니다.

PWM 조절 유형

  • 2선식. 자동차의 조명 시스템에 자주 사용됩니다. 컨버터 전원 공급 장치에는 DC 출력에서 ​​PWM 신호를 생성하는 회로가 있어야 합니다.
  • 션트 장치. 컨버터의 온/오프 기간을 만들려면 LED 외에 출력 전류에 대한 경로를 제공하는 션트 부품을 사용하십시오.

PWM용 펄스 매개변수

펄스 반복률은 변하지 않으므로 빛의 밝기를 결정하기 위한 요구 사항이 없습니다. 이 경우 양의 펄스 폭 또는 시간만 변경됩니다.

펄스 주파수

주파수에 대한 특별한 주장이 없다는 사실을 고려하더라도 경계 지표가 있습니다. 깜박임에 대한 인간의 눈의 민감도에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 영화에서 프레임 깜박임이 초당 24프레임이어야 우리 눈이 하나의 움직이는 이미지로 인식할 수 있습니다.
빛의 깜박임이 균일한 빛으로 인식되기 위해서는 주파수가 200Hz 이상이어야 합니다. 위쪽 지표에는 제한이 없지만 아래쪽에는 방법이 없습니다.

PWM 컨트롤러 작동 방식

LED를 직접 제어하기 위해 트랜지스터 키 스테이지가 사용됩니다. 일반적으로 많은 양의 전력을 저장할 수 있는 트랜지스터를 사용합니다.
이것은 사용할 때 필요합니다 LED 스트립또는 강력한 LED.
소량 또는 저전력의 경우 바이폴라 트랜지스터를 사용하면 충분합니다. LED를 칩에 직접 연결할 수도 있습니다.

PWM 발생기

PWM 시스템에서는 마이크로 컨트롤러 또는 집적도가 작은 회로로 구성된 회로를 마스터 발진기로 사용할 수 있습니다.
스위칭 전원 공급 장치용으로 설계된 미세 회로, K561 논리 미세 회로 또는 NE565 통합 타이머로 레귤레이터를 생성하는 것도 가능합니다.
장인들은 이를 위해 연산 증폭기를 사용하기도 합니다. 이를 위해 발전기가 조립되어 조정할 수 있습니다.
가장 많이 사용되는 회로 중 하나는 555 타이머를 기반으로 하며 실제로 이것은 일반 발전기입니다. 직사각형 펄스. 주파수는 커패시터 C1에 의해 제어됩니다. 커패시터의 출력은 다음과 같아야 합니다. 높은 전압(이것은 양극 전원 공급 장치에 연결하는 것과 동일합니다). 그리고 출력에 낮은 전압이 있을 때 충전됩니다. 이 순간은 다양한 폭의 펄스를 발생시킵니다.
또 다른 인기 있는 회로는 UC3843 칩을 기반으로 하는 PWM입니다. 이 경우 스위칭 회로는 단순화를 위해 변경되었습니다. 펄스 폭을 제어하기 위해 양극의 제어 전압이 사용됩니다. 이 경우 출력에서 ​​원하는 PWM 펄스 신호를 얻습니다.
제어 전압은 다음과 같은 방식으로 출력에 작용합니다. 감소하면 위도가 증가합니다.

왜 PWM인가?

  • 이 시스템의 주요 장점은 용이성입니다. 사용 패턴은 매우 간단하고 구현하기 쉽습니다.
  • PWM 제어 시스템은 매우 광범위한 밝기 제어를 제공합니다. 모니터에 대해 이야기하면 CCFL 백라이트를 사용할 수 있지만 CCFL 백라이트는 전류와 전압의 양을 매우 요구하기 때문에 이 경우 밝기를 절반으로 줄일 수 있습니다.
  • PWM을 사용하면 전류를 일정한 수준으로 유지할 수 있습니다. 즉, LED가 손상되지 않고 색온도가 변경되지 않습니다.

PWM 사용의 단점

  • 시간이 지남에 따라 특히 밝기가 낮거나 눈의 움직임이 있을 때 이미지 깜박임이 눈에 띄게 나타날 수 있습니다.
  • 빛이 지속적으로 밝은 경우(예: 햇빛) 이미지가 흐려질 수 있습니다.

칩 NCP1014고정 변환 주파수와 고전압 스위치가 내장된 PWM 컨트롤러입니다. 초소형 회로의 일부로 구현된 추가 내부 블록(그림 1 참조)을 통해 최신 전원 공급 장치에 대한 전체 기능 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

쌀. 하나.

시리즈 컨트롤러 NCP101X 2010년 저널 3호의 Konstantin Staroverov의 기사에서 자세히 논의되었으므로 이 기사에서는 주요 특징들마이크로 회로 NCP1014를 참조하고 참조 설계에 제시된 계산 기능과 IP 작동 메커니즘을 고려하는 데 중점을 둘 것입니다.

NCP1014 컨트롤러의 기능

  • 통합 출력 700V 저저항 MOSFET 열린 채널(11옴);
  • 최대 450mA의 드라이버 출력 전류 제공;
  • 65 및 100kHz의 여러 고정 변환 주파수에서 작동하는 기능;
  • 변환 주파수는 미리 설정된 값에 대해 ± 3 ... 6% 내에서 변하므로 특정 주파수 범위 내에서 방사 간섭의 힘을 "흐리게"하여 EMI 수준을 줄일 수 있습니다.
  • 내장 된 고전압 전원 공급 장치 시스템은 변압기 권선을 크게 단순화하는 세 번째 보조 권선이있는 변압기를 사용하지 않고도 미세 회로의 작동을 보장 할 수 있습니다. 이 기능은 제조업체에서 DSS( 동적 자가 공급- 자율 동적 전력), 그러나 그것의 사용은 IP의 출력 전력을 제한한다;
  • PWM 펄스 스킵 모드로 인해 낮은 부하 전류에서 최대 효율로 작업할 수 있어 낮은 무부하 전력을 달성할 수 있습니다. 초소형 회로가 변압기의 세 번째 보조 권선에서 전원을 공급받을 때 100mW 이하
  • 펄스 스킵 모드로의 전환은 부하 전류 소비가 공칭 값에서 0.25 값으로 떨어질 때 발생하므로 저렴한 비용으로 사용하더라도 음향 노이즈가 발생하는 문제가 없습니다. 펄스 변압기;
  • 구현된 소프트 스타트 기능(1ms);
  • 결론 피드백전압은 광 커플러의 출력에 직접 연결됩니다.
  • 제거 후 정상 작동으로 복귀하는 단락 보호 시스템이 구현되었습니다. 이 기능을 사용하면 부하의 단락 회로와 디커플링 옵토커플러가 손상된 경우 피드백 회로가 열린 상황을 모두 추적할 수 있습니다.
  • 내장 과열 보호 메커니즘.

NCP1014 컨트롤러는 SOT-223, PDIP-7 및 PDIP-7 GULLWING(그림 2 참조)의 세 가지 패키지 유형으로 제공되며 핀 배치는 그림 2에 나와 있습니다. 3. 최신 패키지는 PDIP-7 패키지의 특수 버전으로 특수 핀 몰딩으로 표면 실장에 적합합니다.

쌀. 2.

쌀. 삼.

플라이백에서 NCP1014 컨트롤러의 일반적인 애플리케이션 다이어그램( 플라이백) 변환기는 그림 4에 나와 있습니다.

쌀. 넷.

NCP1014 컨트롤러 기반 IP 계산 방식

3개의 직렬 연결된 LED 시스템에 전력을 공급하기 위해 최대 5W의 출력 전력을 갖는 전원 공급 장치의 레퍼런스 개발 예를 사용하여 NCP1014 기반 플라이백 컨버터의 단계별 계산 방법을 고려하십시오. 정규화 전류가 350mA이고 전압 강하가 3.9V인 1와트 백색 LED를 LED로 간주했습니다.

첫 번째 단계개발된 IP의 입력, 출력 및 전원 특성을 결정하는 것입니다.

  • 입력 전압 범위 - Vac(최소) = 85V, Vac(최대) = 265V;
  • 출력 매개변수 - Vout = 3x3.9V ≈ 11.75V, Iout = 350mA;
  • 출력 전력 - Pout \u003d VoutxIout \u003d 11.75 Vx0.35 A ≈ 4.1 W
  • 입력 전력 - Pin = Pout / h, 여기서 h는 추정 효율 = 78%

핀=4.1W/0.78=5.25W

  • DC 입력 전압 범위

Vdc(최소) = Vdc(최소) x 1.41 = 85 x 1.41 = 120V(dc)

Vdc(최대) = Vdc(최대) x 1.41 = 265 x 1.41 = 375V(dc)

  • 평균 입력 전류 - Iin(avg) = Pin / Vdc(min) ≈ 5.25/120 ≈ 44mA
  • 피크 입력 전류 - Ipeak = 5xIin(평균) ≈ 220mA.

첫 번째 입력 링크는 퓨즈와 EMI 필터이며 선택 사항은 다음과 같습니다. 두번째 단계 IP를 설계할 때 퓨즈는 차단 전류 값을 기준으로 선택해야 하며 제시된 설계에서는 차단 전류가 2A인 퓨즈를 선택합니다. 입력 필터 계산 절차에 대해서는 자세히 설명하지 않겠습니다. 공통 모드 및 차동 잡음 억제 정도는 토폴로지에 크게 의존 인쇄 회로 기판, 전원 커넥터에 대한 필터의 근접성.

세 번째 단계매개변수 계산 및 다이오드 브리지 선택입니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

  • 허용 가능한 역(차단) 다이오드 전압 - VR ≥ Vdc(최대) = 375V;
  • 다이오드의 순방향 전류 - IF ≥ 1.5xIin(avg) = 1.5x0.044 = 66mA;
  • 허용 과부하 전류( 서지 전류), 평균 전류의 5배에 도달할 수 있습니다.

IFSM ≥ 5 x IF = 5 x 0.066 = 330mA.

네 번째 단계다이오드 브리지의 출력에 설치된 입력 커패시터의 매개변수 계산입니다. 입력 커패시터의 크기는 정류된 입력 전압의 피크 값과 지정된 입력 리플 레벨에 의해 결정됩니다. 더 큰 입력 커패시터는 더 많은 것을 제공합니다. 낮은 값리플이 발생하지만 IP의 시작 전류가 증가합니다. 일반적으로 커패시터의 커패시턴스는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

Cin = Pin/, 여기서

fac - 네트워크 주파수 교류(해당 디자인의 경우 60Hz);

DV- 허용 수준리플(우리의 경우 Vdc(min)의 20%).

Cin \u003d 5.25 / \u003d 17uF.

우리의 경우 33uF 알루미늄 전해 커패시터를 선택합니다.

다섯 번째 및 주요 단계권선 제품의 계산 - 펄스 변압기입니다. 변압기 계산은 전원 공급 장치의 전체 계산에서 가장 복잡하고 중요하며 "얇은" 부분입니다. 플라이백 컨버터에서 변압기의 주요 기능은 제어 키가 닫히고 전류가 1차 권선을 통해 흐를 때 에너지를 축적한 다음 회로의 1차 부분에 전원이 공급되면 2차 권선으로 전달하는 것입니다. 끄다.

첫 번째 단계에서 계산된 MT의 입력 및 출력 특성과 변압기의 연속 전류 모드에서 MT의 작동을 보장하기 위한 요구 사항을 고려하여 듀티 사이클의 최대값( 듀티 사이클)는 48%와 같습니다. 이 채우기 계수 값을 기반으로 변압기의 모든 계산을 수행합니다. 주요 매개 변수의 계산 및 지정된 값을 요약해 보겠습니다.

  • 컨트롤러 작동 주파수 fop = 100kHz
  • 필 팩터 dmax= 48%
  • 최소 입력 전압 Vin(min) = Vdc(min) - 20% = 96V
  • 출력 전력 Pout= 4.1W
  • 효율성의 추정값 h = 78%
  • 피크 입력 전류 Ipeak= 220mA

이제 인덕턴스를 계산할 수 있습니다. 1차 권선변신 로봇:

Lpri = Vin(최소) x dmax/(Ipeak x fop) = 2.09mH

권선의 권수 비율은 다음 방정식에 의해 결정됩니다.

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

변압기가 필요한 출력 전력을 자체적으로 "펌핑"하는 능력을 확인하는 것은 남아 있습니다. 다음 방정식으로 이를 수행할 수 있습니다.

핀(코어) = Lpri x I 2 피크 x fop/2 ≥ Pout

핀(코어) = 2.09mH x 0.22 2 x 100kHz/2 = 5.05W ≥ 4.1W

결과에서 우리의 변압기가 필요한 전력을 펌핑할 수 있습니다.

여기에서 우리는 변압기의 매개 변수에 대한 완전한 계산과는 거리가 멀지 만 유도 특성 만 결정하고 선택한 솔루션의 충분한 전력을 보여 주었다는 것을 알 수 있습니다. 변압기 계산에 대한 많은 작업이 작성되었으며 독자는 예를 들어 또는에서 관심있는 계산 방법을 찾을 수 있습니다. 이러한 기술에 대한 내용은 이 문서의 범위를 벗어납니다.

수행 된 계산에 해당하는 IP의 전기 회로가 그림 5에 나와 있습니다.

쌀. 5.

이제 위의 솔루션의 기능에 대해 알아볼 때입니다. 계산은 위에 제공되지 않았지만 큰 중요성우리 IP의 기능과 NCP1014 컨트롤러에 의해 구현된 보호 메커니즘의 구현 기능을 이해하기 위해.

IP를 구현하는 체계 운영의 특징

회로의 2차 부분은 전류를 부하로 전달하기 위한 블록과 피드백 회로용 전원 공급 장치의 두 가지 주요 블록으로 구성됩니다.

제어 키가 닫히면(직접 모드) 피드백 회로 전원 공급 장치가 작동하고 다이오드 D6, 전류 설정 저항 R3, 커패시터 C5 및 제너 다이오드 D7에 구현되어 다이오드 D8과 함께 필요한 공급 전압(5.1 V) 광커플러 및 션트 레귤레이터 IC3 .

역방향 운전 중에 변압기에 저장된 에너지는 다이오드 D10을 통해 부하로 전달됩니다. 동시에 저장 커패시터 C6이 충전되어 출력 리플을 완화하고 부하에 일정한 공급 전압을 제공합니다. 부하 전류는 저항 R6에 의해 설정되고 션트 레귤레이터 IC3에 의해 제어됩니다.

IP는 부하 단선 및 부하 단락에 대한 보호 기능이 있습니다. 단락 보호는 TLV431 션트 레귤레이터에 의해 제공되며, 주요 역할은 OS 회로 레귤레이터입니다. 모든 부하 LED가 단락된 상태에서 단락이 발생합니다(하나 또는 두 개의 LED가 고장난 경우 해당 기능은 병렬 제너 다이오드 D11 ... D13). 저항 R6의 값은 작동 부하 전류(우리의 경우 350mA)에서 전압 강하가 1.25V 미만이도록 선택됩니다. 컨트롤러 NCP1014는 출력 전압을 줄입니다.

부하 차단 보호 메커니즘은 부하와 병렬로 제너 다이오드 D9를 포함하는 것을 기반으로 합니다. 부하 회로가 개방되고 결과적으로 IP의 출력 전압이 47V로 증가하는 조건에서 제너 다이오드 D9가 열립니다. 이것은 옵토커플러를 켜고 컨트롤러가 출력 전압을 낮추도록 합니다.

NCP1014에 대해 직접 알고 싶으십니까? - 괜찮아요!

NCP1014를 기반으로 자체 IP 개발을 시작하기 전에 이것이 정말 간단하고 안정적이며 효과적인 솔루션인지 확인하려는 사람들을 위해 ONSemiconductor는 여러 유형의 평가 기판을 생산합니다(표 1, 그림 6 참조, 주문 가능 COMPEL을 통해) .

1 번 테이블. 평가판 개요

주문 코드 이름 간단한 설명
NCP1014LEDGTGEVB 0.8 역률의 8W LED 드라이버 보드는 추가 PFC 칩을 사용하지 않고 역률 > 0.7(Energy Star 표준)로 LED 드라이버를 구축할 수 있는 가능성을 보여주도록 설계되었습니다. 출력 전력(8W)은 이 솔루션을 하나의 패키지에 직렬로 연결된 4개의 LED를 포함하는 Cree XLAMP MC-E와 같은 구조에 전력을 공급하는 데 이상적입니다.
NCP1014STBUCKGEVB 비반전 벅 컨버터 이 보드는 NCP1014 컨트롤러가 열악한 환경을 위한 저렴한 가격대의 전원 공급 장치를 구축하기에 충분하다는 주장을 증명합니다.

쌀. 6.

또한 기사에서 논의한 것 외에도 다양한 IP의 완성된 디자인에 대한 몇 가지 더 많은 예가 있습니다. 이것과 5W AC/DC 어댑터 휴대전화, LED에 대한 또 다른 IP 옵션 및 ONSemiconductor의 공식 웹 사이트에서 찾을 수 있는 NCP1014 컨트롤러 사용에 대한 많은 기사 - http://www.onsemi.com/.

COMPEL은 ONSemiconductor의 공식 유통업체이므로 당사 웹사이트에서 NCP1014를 포함한 주문 프로토타입뿐만 아니라 ONS에서 제조한 칩의 가용성 및 비용에 대한 정보를 항상 찾을 수 있습니다.

결론

ONS에서 제조한 NCP1014 컨트롤러를 사용하면 안정된 전류를 부하에 공급하기 위한 고효율 AC/DC 컨버터를 개발할 수 있습니다. 컨트롤러의 주요 기능을 적절하게 사용하면 최소한의 추가 전자 부품으로 부하의 개방 또는 단락 조건에서 최종 전원 공급 장치의 안전을 보장할 수 있습니다.

문학

1. Konstantin Staroverov "중전력 네트워크 전원 공급 장치 개발에 NCP101X / 102X 컨트롤러 적용", 전자 뉴스 잡지, 3호, 2010년, ss. 7-10.

4. 맥 레이먼드. 스위칭 전원 공급 장치. 디자인의 이론적 토대 및 실제 적용에 대한 지침 / Per. 영어로부터. Priyanichnikova S.V., M.: Dodeka-XXI Publishing House, 2008, - 272 p.: ill.

5. 브도빈 S.S. 펄스 변압기 설계, L .: Energoatomizdat, 1991, - 208 p.: ill.

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

7. TND371-D. "ENERGY STAR용 오프라인 LED 드라이버"/ http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND371-D.PDF.

영수증 기술적 인 정보, 샘플 주문, 배송 - 이메일:

NCP4589 - LDO 레귤레이터
자동 에너지 절약 기능으로

NCP4589 -새로운 300mA CMOS LDO 레귤레이터 온세미컨덕터. NCP4589는 저전류 부하에서 저전류 모드로 전환하고 출력 부하가 3mA를 초과하는 즉시 자동으로 "고속" 모드로 다시 전환합니다.

NCP4589를 영구 모드로 전환할 수 있습니다. 빠른 작업강제 모드 선택(특수 입력에 의한 제어).

NCP4589의 주요 기능:

  • 입력 전압의 작동 범위: 1.4 ... 5.25V
  • 출력 전압 범위: 0.8… 4.0V(0.1V 증분)
  • 세 가지 모드의 입력 전류:

      • 저전력 모드 - V OUT에서 1.0µA< 1,85 В

      고속 모드 - 55µA

      절전 모드 - 0.1uA

  • 최소 전압 강하: I OUT = 300mA, V OUT = 2.8V에서 230mV
  • 고전압 리플 제거: 1kHz에서 70dB(고속 모드에서).

NCP4620 광범위한 LDO 레귤레이터

NCP4620 - 150mA용 CMOS LDO 레귤레이터입니다. 온세미컨덕터입력 전압 범위는 2.6~10V입니다. 이 장치는 ±80ppm/°C의 낮은 온도 계수로 약 1%의 높은 출력 정확도를 제공합니다.

NCP4620에는 과열 보호 및 활성화 입력이 있으며 표준 출력 및 자동 방전 출력과 함께 사용할 수 있습니다.

NCP4620의 주요 기능:

  • 작동 입력 전압 범위: 2.6~10V(최대 12V)
  • 출력 고정 전압 범위: 1.2~6.0V(100mV 단계)
  • 직접적인 최소 전압 강하 - 165mV(100mA에서)
  • 전원 공급 장치 리플 억제 - 70dB
  • 최대 165°C까지 과열되면 칩 전원 끄기