오늘은 LED의 밝기를 조절하는 컨트롤러를 만들어 보겠습니다. 이 테스트를 위한 자료는 "자동차용 LED DIY" 기사에서 led22.ru 웹사이트에서 가져왔습니다. 이 실험에 사용된 두 가지 주요 부품은 LM317 전류 조정기와 가변 저항기입니다. 그들은 아래 사진에서 볼 수 있습니다. 우리의 실험과 원본 기사의 차이점은 LED의 빛을 제어하기 위해 가변 저항을 그대로 두었다는 것입니다. 라디오 부품 상점(가장 저렴하지는 않지만 모두에게 잘 알려져 있음)에서 우리는 이 부품을 120루블(안정기 - 30r, 저항기 - 90r)에 구입했습니다. 여기서 주목해야 할 것은 저항 러시아 생산최대 저항이 1kOhm인 "음색".

배선도: LM317 전류 안정기의 오른쪽 다리에는 12V 전원 공급 장치의 "플러스"가 제공됩니다. 왼쪽 다리와 가운데 다리에 저항이 연결되어 있습니다. 교류. 또한 LED의 양극 다리는 왼쪽 다리에 연결됩니다. 전원 공급 장치의 음극선은 LED의 음극 다리에 연결됩니다.

Lm317을 통과하는 전류가 저항에 의해 지정된 값으로 감소한다는 것이 밝혀졌습니다. 가변 저항기.

실제로는 안정기를 저항기에 직접 납땜하기로 결정했습니다. 이것은 주로 안정기에서 열을 제거하기 위해 수행되었습니다. 이제 저항과 함께 가열됩니다. 저항에는 3개의 핀이 있습니다. 우리는 중앙과 극단을 사용합니다. 마지막으로 어느 것을 사용할지는 우리에게 중요하지 않습니다. 선택에 따라 노브를 시계 방향으로 돌리면 밝기가 증가하고 반대의 경우 감소합니다. 극한 접점을 연결하면 저항은 1kOhm으로 일정합니다.

그림과 같이 전선을 납땜하십시오. 전원 공급 장치의 "플러스"는 갈색 와이어로, 파란색은 LED로 "플러스"입니다. 납땜할 때 열전달이 더 잘되도록 일부러 주석을 더 많이 남깁니다.

마지막으로 합선의 가능성을 없애기 위해 열수축을 합니다. 이제 시도할 수 있습니다.

첫 번째 테스트에서는 LED를 사용합니다.

1) Epistar 1W, 작동 전압 - 4V(다음 사진 하단).

2) 3개의 칩이 있는 평면 다이오드, 작동 전압 - 9V(다음 사진 상단).

결과 (다음 비디오에서 볼 수 있음)는 기뻐할 수 밖에 없습니다. 단일 다이오드가 타지 않고 밝기가 최소에서 최대로 부드럽게 조정됩니다. 반도체에 전력을 공급하려면 전압이 아니라 공급 전류가 가장 중요합니다(전류는 전압에 대해 기하급수적으로 증가하고 전압이 증가하면 LED가 "소진"될 확률이 급격히 증가합니다.

그런 다음 12V에서 LED 모듈로 테스트를 수행합니다. 그리고 우리 컨트롤러는 문제없이 작동합니다. 이것이 바로 우리가 추구했던 것입니다.

관심을 가져주셔서 감사합니다!

표준 PT4115 LED 드라이버 회로는 아래 그림과 같습니다.

공급 전압은 LED 양단의 총 전압보다 최소 1.5-2V 높아야 합니다. 따라서 6 ~ 30V의 공급 전압 범위에서 1 ~ 7-8 개의 LED를 드라이버에 연결할 수 있습니다.

미세 회로의 최대 공급 전압은 45V입니다., 그러나 이 모드에서의 작동은 보장되지 않습니다(유사한 칩에 주의하는 것이 좋습니다).

LED를 통과하는 전류는 평균값에서 최대 편차가 ±15%인 삼각형 모양입니다. LED를 통과하는 평균 전류는 저항으로 설정되며 다음 공식으로 계산됩니다.

나는 LED = 0.1 / R

최소 허용 값 R = 0.082 Ohm, 최대 전류 1.2A에 해당합니다.

저항 R이 1%의 공칭 값에서 최대 편차로 설치된 경우 계산된 것과 LED를 통과하는 전류의 편차는 5%를 초과하지 않습니다.

따라서 일정한 밝기를 위해 LED를 켜기 위해 DIM 출력을 공중에 매달아 둡니다(PT4115 내부에서 5V 레벨까지 끌어올립니다). 이 경우 출력 전류는 저항 R에 의해서만 결정됩니다.

DIM 핀과 접지 사이에 커패시터를 연결하면 LED가 부드럽게 켜지는 효과를 얻을 수 있습니다. 최대 밝기에 도달하는 시간은 커패시터의 커패시턴스에 따라 달라집니다. 커패시턴스가 클수록 램프가 더 오래 켜집니다.

참고로:커패시턴스의 각 나노패럿은 턴온 시간을 0.8ms만큼 증가시킵니다.

밝기 제어가 0에서 100%인 LED용 디밍 가능한 드라이버를 만들려면 다음 두 가지 방법 중 하나를 사용할 수 있습니다.

  1. 첫 번째 방법 DIM 입력에 0~6V 범위의 일정한 전압을 공급하는 작업이 포함됩니다. 이 경우 0 ~ 100%의 밝기 조정은 0.5 ~ 2.5V의 DIM 핀 전압에서 수행됩니다. 전압을 2.5V 이상(및 최대 6V)으로 증가시키면 LED를 통과하는 전류에 영향을 미치지 않습니다(밝기는 변경되지 않음). 반대로 전압이 0.3V 이하로 떨어지면 회로가 차단되고 대기 모드로 전환됩니다(소비 전류는 95μA로 떨어짐). 따라서, 공급 전압을 제거하지 않고 드라이버의 동작을 효과적으로 제어할 수 있다.
  2. 두 번째 방법출력 주파수가 100-20000Hz인 펄스 폭 변환기의 신호를 의미하며 밝기는 듀티 사이클(펄스 듀티 사이클)에 의해 결정됩니다. 예를 들어 높은 레벨기간의 1/4을 유지하고 낮은 수준을 각각 3/4로 유지하면 최대 밝기 수준의 25%에 해당합니다. 드라이버의 주파수는 인덕터의 인덕턴스에 의해 결정되며 어떠한 방식으로도 디밍 주파수에 의존하지 않는다는 점을 이해해야 합니다.

정전압 조광기가 있는 PT4115 LED 드라이버 회로는 아래 그림과 같습니다.

이 LED 디밍 방식은 칩 내부의 DIM 핀이 200kΩ 저항을 통해 5V 버스로 "풀업"되기 때문에 훌륭하게 작동합니다. 따라서 전위차계 슬라이더가 가장 낮은 위치에 있을 때 200 + 200kΩ의 전압 분배기가 형성되고 100% 밝기에 해당하는 DIM 핀에 5/2=2.5V의 전위가 형성됩니다.

계획이 작동하는 방식

첫 번째 순간에 입력 전압이 가해지면 R과 L을 통한 전류는 0이고 마이크로 회로에 내장된 출력 키가 열립니다. LED를 통한 전류는 점차 증가하기 시작합니다. 전류 상승률은 인덕턴스와 공급 전압의 값에 따라 달라집니다. 회로 내 비교기는 저항 R 전후의 전위를 비교하고 차이가 115mV가 되자마자 출력에 낮은 레벨이 나타나 출력 스위치를 닫습니다.

인덕턴스에 저장된 에너지로 인해 LED를 통과하는 전류는 즉시 사라지지 않고 점차 감소하기 시작합니다. 저항 R 양단의 전압 강하는 또한 점차적으로 감소합니다.85mV의 값에 도달하자마자 비교기는 출력 키를 열라는 신호를 다시 제공합니다. 그리고 전체 사이클은 처음부터 반복됩니다.

LED를 통한 전류 리플을 줄여야 하는 경우 LED와 병렬로 커패시터를 연결할 수 있습니다. 커패시턴스가 클수록 LED를 통과하는 전류의 삼각형 모양이 더 부드러워지고 사인파 모양과 유사해집니다. 커패시터는 드라이버의 작동 주파수나 효율에 영향을 미치지 않지만 LED를 통해 원하는 전류에 대한 안정화 시간을 증가시킵니다.

중요한 조립 세부 사항

회로의 중요한 요소는 커패시터 C1입니다. 리플을 부드럽게 할 뿐만 아니라 출력 스위치가 닫힌 순간 인덕터에 축적된 에너지를 보상합니다. C1이 없으면 인덕터에 저장된 에너지가 쇼트키 다이오드를 통해 전원 레일로 흐르고 마이크로 회로의 고장을 일으킬 수 있습니다. 따라서 전원 공급 장치를 분류하는 커패시터 없이 드라이버를 켜면 미세 회로가 거의 커버될 수 있습니다. 그리고 인덕터의 인덕턴스가 클수록 mikruha를 태울 가능성이 커집니다.

커패시터 C1의 최소 커패시턴스는 4.7uF입니다(다이오드 브리지 후 맥동 전압으로 회로에 전원이 공급될 때 최소 100uF).

커패시터는 가능한 한 칩에 가깝게 배치해야 하며 가능한 가장 낮은 ESR 값을 가져야 합니다(즉, 탄탈륨 도관은 허용됨).

다이오드 선택에 책임감있게 접근하는 것도 매우 중요합니다. 낮은 순방향 전압 강하, 스위칭 시 짧은 회복 시간, 온도 상승에 따른 안정적인 성능을 가져야 합니다. pn 접합누설 전류의 증가를 방지합니다.

원칙적으로 일반 다이오드를 사용할 수 있지만 이러한 요구 사항에는 쇼트키 다이오드가 가장 적합합니다. 예를 들어 SMD 버전의 STPS2H100A(순방향 전압 0.65V, 역방향 - 100V, 펄스 전류 최대 75A, 작동 온도 최대 156°C) 또는 DO-41 패키지의 FR103(역방향 전압 최대 200V, 전류 최대 30A, 최대 온도 150 °C). 일반적인 SS34는 오래된 보드에서 가져오거나 90루블에 전체 팩을 구입할 수 있는 매우 잘 보여졌습니다.

인덕터의 인덕턴스는 출력 전류에 따라 다릅니다(아래 표 참조). 인덕턴스 값을 잘못 선택하면 마이크로 회로에서 소비되는 전력이 증가하고 작동 온도 범위를 넘어설 수 있습니다.

160°C 이상으로 과열되면 마이크로 회로가 자동으로 꺼지고 140°C로 냉각될 때까지 꺼진 상태를 유지한 후 자동으로 시작됩니다.

사용 가능한 표 데이터에도 불구하고 공칭 값에서 위쪽으로 인덕턴스 편차가 있는 코일을 장착할 수 있습니다. 이것은 전체 회로의 효율성을 변경하지만 작동 상태를 유지합니다.

인덕터는 공장에서 가져오거나 탄 페라이트 링에서 직접 할 수 있습니다. 마더보드및 PEL-0.35 전선.

장치의 최대 자율성이 중요한 경우(휴대용 램프, 랜턴) 회로의 효율성을 높이려면 스로틀을 신중하게 선택하는 데 시간을 보내는 것이 좋습니다. 낮은 전류에서 인덕턴스는 트랜지스터 스위칭 지연으로 인한 전류 제어 오류를 최소화하기 위해 더 커야 합니다.

인덕터는 SW 단자에 최대한 가깝게 위치해야 하며 이상적으로는 직접 연결해야 합니다.

마지막으로 LED 드라이버 회로의 가장 정확한 요소는 저항 R입니다. 이미 언급했듯이 최소값 1.2A의 전류에 해당하는 0.082옴과 같습니다.

불행히도 적절한 값의 저항을 찾는 것이 항상 가능한 것은 아니므로 계산 공식을 기억할 때입니다. 등가 저항저항의 직렬 및 병렬 연결:

  • R 마지막 \u003d R 1 + R 2 + ... + R n;
  • R 쌍 = (R 1 xR 2) / (R 1 + R 2).

결합 다양한 방법스위치를 켜면 여러 저항기에서 필요한 저항을 얻을 수 있습니다.

쇼트키 다이오드 전류가 R과 VIN 사이의 트랙을 따라 흐르지 않도록 보드를 분리하는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 부하 전류를 측정할 때 오류가 발생할 수 있습니다.

PT4115 드라이버의 저비용, 높은 신뢰성 및 안정성 특성은 LED 램프에서 널리 사용되는 데 기여합니다. MR16 베이스가 있는 거의 모든 두 번째 12볼트 LED 램프는 PT4115(또는 CL6808)에 조립됩니다.

전류 설정 저항의 저항(옴)은 정확히 동일한 공식을 사용하여 계산됩니다.

R = 0.1 / I LED[ㅏ]

일반적인 배선 다이어그램은 다음과 같습니다.

보시다시피 모든 것이 계획과 매우 유사합니다. 주도 램프 PT4515용 드라이버 포함. 작동 설명, 신호 레벨, 사용된 요소의 기능 및 레이아웃 인쇄 회로 기판 y와 정확히 같으므로 반복하는 것은 의미가 없습니다.

CL6807은 12 루블 / pc로 판매되며 납땜 된 것을 미끄러지지 않도록 지켜보기 만하면됩니다 (취하는 것이 좋습니다).

SN3350

SN3350 - 또 다른 저렴한 마이크로 회로 LED 드라이버(13 루블 / 조각). 공급 전압의 범위가 6~40V이고 최대 출력 전류가 750밀리암페어(연속 전류는 700mA를 초과해서는 안 됨)로 제한된다는 유일한 차이점이 있는 PT4115의 거의 완전한 아날로그입니다.

위의 모든 미세 회로와 마찬가지로 SN3350은 출력 전류 안정화 기능이 있는 펄스 강압 컨버터입니다. 평소와 같이 부하의 전류(우리의 경우 하나 이상의 LED가 부하로 작동함)는 저항 R의 저항에 의해 설정됩니다.

R = 0.1 / I LED

최대 출력 전류 값을 초과하지 않도록 저항 R은 0.15옴보다 낮아서는 안 됩니다.

초소형 회로는 SOT23-5(최대 350mA) 및 SOT89-5(700mA)의 두 가지 패키지로 제공됩니다.

평소와 같이 ADJ 핀에 일정한 전압을 적용하여 회로를 LED용 간단한 조정 가능 드라이버로 바꿉니다.

이 미세 회로의 기능은 25%(0.3V)에서 100%(1.2V)까지 약간 다른 조정 범위입니다. ADJ 핀의 전위가 0.2V로 떨어지면 초소형 회로는 60μA 영역에서 소비하면서 절전 모드로 전환됩니다.

일반적인 스위칭 회로:

기타 자세한 내용은 칩 사양(pdf 파일)을 참조하십시오.

ZXLD1350

이 마이크로 회로가 또 다른 클론이라는 사실에도 불구하고, 기술 사양서로 직접 교체하는 것을 허용하지 마십시오.

주요 차이점은 다음과 같습니다.

  • 초소형 회로는 이미 4.8V에서 시작하지만 공급 전압이 7~30V인 경우에만 정상 작동에 들어갑니다(0.5초 동안 최대 40V를 공급할 수 있음).
  • 최대 부하 전류 - 350mA;
  • 열린 상태에서 출력 키의 저항 - 1.5 - 2 Ohm;
  • ADJ 핀의 전위를 0.3~2.5V로 변경하면 출력 전류(LED 밝기)를 25~200% 범위에서 변경할 수 있습니다. 최소 100μs 동안 0.2V의 전압에서 드라이버는 낮은 전력 소비(약 15-20μA)로 절전 모드로 전환됩니다.
  • 조정이 PWM 신호에 의해 수행되는 경우 500Hz 미만의 펄스 반복률에서 밝기 변화 범위는 1-100%입니다. 주파수가 10kHz 이상인 경우 25%에서 100%로,

디밍 입력(ADJ)에 인가할 수 있는 최대 전압은 6V이다. 이 경우 드라이버는 2.5~6V 범위에서 전류 제한 저항에 의해 설정된 최대 전류를 출력합니다. 저항 저항은 위의 모든 미세 회로와 정확히 동일한 방식으로 계산됩니다.

R = 0.1 / I LED

저항의 최소 저항은 0.27옴입니다.

일반적인 스위칭 회로는 해당 회로와 다르지 않습니다.

커패시터 C1 없이 회로에 전원을 공급하는 것은 불가능합니다 !!! 기껏해야 칩이 과열되어 불안정한 특성을 나타냅니다. 최악의 경우 즉시 실패합니다.

더 세부 사양 ZXLD1350은 이 칩의 데이터시트에서 찾을 수 있습니다.

출력 전류가 매우 작다는 사실에도 불구하고 초소형 회로의 비용은 부당하게 높습니다(). 일반적으로 팬에 강력합니다. 나는 연락하지 않을 것이다.

QX5241

QX5241은 MAX16819(MAX16820)의 중국어 아날로그이지만 더 편리한 패키지입니다. KF5241, 5241B라는 이름으로도 사용 가능합니다. "5241a"라고 표시되어 있습니다(사진 참조).

한 유명한 상점에서는 거의 무게로 판매됩니다 (90 루블에 10 개).

드라이버는 위의 모든 것과 정확히 동일한 원리(연속 강압 컨버터)로 작동하지만 출력 스위치가 없으므로 작동을 위해 외부 전계 효과 트랜지스터가 필요합니다.

적절한 드레인 전류 및 드레인-소스 전압이 있는 모든 N-채널 MOSFET을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 SQ2310ES(최대 20V !!!), 40N06, IRF7413, IPD090N03L, IRF7201이 적합합니다. 일반적으로 개방 전압은 낮을수록 좋습니다.

다음은 QX5241 LED 드라이버의 몇 가지 주요 기능입니다.

  • 최대 출력 전류 - 2.5A;
  • 최대 96%의 효율성;
  • 최대 주파수디밍 - 5kHz;
  • 변환기의 최대 작동 주파수 - 1MHz;
  • LED를 통한 전류 안정화 정확도 - 1%;
  • 공급 전압 - 5.5 - 36볼트(38에서도 잘 작동합니다!);
  • 출력 전류는 다음 공식으로 계산됩니다. R = 0.2 / I LED

자세한 내용은 사양(영문)을 참조하십시오.

QX5241의 LED 드라이버에는 몇 가지 세부 사항이 포함되어 있으며 항상 다음 구성표에 따라 조립됩니다.

5241 마이크로 회로는 SOT23-6 패키지에서만 사용할 수 있으므로 납땜 팬용 납땜 인두로 접근하지 않는 것이 좋습니다. 설치 후 보드는 플럭스에서 완전히 씻어야하며 불분명 한 오염은 미세 회로 작동에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.

공급 전압과 다이오드 양단의 총 전압 강하 간의 차이는 4볼트(또는 그 이상)여야 합니다. 적으면 작동에 약간의 결함이 있는 것입니다(현재 불안정 및 스로틀 휘파람). 그러니 여유를 가지고 가져가세요. 또한 출력 전류가 클수록 전압 마진이 커집니다. 아마도 나는 마이크로 회로의 실패한 사본을 얻었습니다.

입력 전압이 LED의 총 강하보다 작으면 생성이 실패합니다. 동시에 출력 필드 스위치가 완전히 열리고 LED가 켜집니다(전압이 충분하지 않기 때문에 당연히 최대 전력이 아님).

AL9910

Diodes Incorporated는 매우 흥미로운 LED 드라이버 IC인 AL9910을 만들었습니다. 작동 전압 범위를 통해 220V 네트워크에 직접 연결할 수 있다는 점이 궁금합니다(단순한 다이오드 정류기를 통해).

주요 특징은 다음과 같습니다.

  • 입력 전압 - 최대 500V(변경 시 최대 277V);
  • 소광 저항이 필요하지 않은 미세 회로에 전원을 공급하기위한 내장 전압 조정기;
  • 제어 다리의 전위를 0.045V에서 0.25V로 변경하여 밝기를 조정하는 기능;
  • 내장 과열 보호(150°C에서 활성화됨);
  • 작동 주파수(25-300kHz)는 외부 저항에 의해 설정됩니다.
  • 외부가 필요합니다 전계 효과 트랜지스터;
  • 8 다리 SO-8 및 SO-8EP 케이스로 제공됩니다.

AL9910 칩에 조립된 드라이버에는 갈바닉 절연네트워크와 함께 사용하므로 회로 요소와 직접 접촉할 수 없는 경우에만 사용해야 합니다.

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 낮은 온 저항 MOSFET(11Ω);
  • 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.
  • 내장된 고전압 전원 공급 장치 시스템은 세 번째 보조 권선이 있는 변압기를 사용하지 않고도 초소형 회로의 작동을 보장할 수 있어 변압기 권선을 크게 단순화합니다. 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 이하입니다.
  • 펄스 건너 뛰기 모드로의 전환은 부하 전류가 공칭 값에서 0.25 값으로 줄어들 때 발생하므로 저렴한 펄스 변압기를 사용하는 경우에도 음향 잡음이 발생하는 문제가 제거됩니다.
  • 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

직렬로 연결된 3개의 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 대해 자세히 설명하지 않고 공통 모드 및 차동 잡음은 인쇄 회로 기판의 레이아웃과 전원 커넥터에 대한 필터의 근접성에 크게 의존합니다.

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

fac는 AC 주전원의 주파수입니다(해당 설계의 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 우리에게 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 작품이 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 위에서 제공되지 않았지만 큰 중요성우리 IP의 기능과 NCP1014 컨트롤러에 의해 구현된 보호 메커니즘의 구현 기능을 이해합니다.

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 부드럽게 하고 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 광커플러를 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 이 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 사용하여 부하에 안정된 전류를 공급하는 고성능 AC/DC 컨버터 개발이 가능합니다. 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 사용", 전자 뉴스 잡지, 2010년 3호, ss. 7-10.

4. 맥 레이먼드. 펄스 소스영양물 섭취. 이론적 근거디자인 및 실제 적용 가이드 / Per. 영어로부터. Priyanichnikova S.V., M.: Dodeka-XXI Publishing House, 2008, - 272 p.: ill.

5. 브도빈 S.S. 펄스 변압기의 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 "고속" 모드로 다시 자동으로 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

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 단일 LED에만 적용할 수 있습니다. 한 배치에서도 광도가 다른 다이오드가 있을 수 있고 이는 LED 그룹의 고르지 않은 광선에 영향을 미치기 때문입니다.

펄스 폭 변조.(PWM)을 적용하여 광선의 밝기를 조절하는 훨씬 더 효율적인 방법입니다. PWM을 사용하면 LED 그룹에 권장 전류가 공급되는 동시에 고주파에서 전원을 공급하여 디밍이 가능합니다. 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 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.