В днешно време CFL и флуоресцентните лампи са почти изцяло заменени с LED лампи, които са предимно под формата на кръгли или квадратни LED плоски монтирани плоски тавани.

Тези лампи прекрасно се сливат с плоската таванна повърхност на нашите домове, офиси или магазини, осигурявайки естетичен вид на светлините, заедно с висока ефективност, по отношение на икономия на енергия и осветеност на пространството.

В тази статия ние обсъждаме прост преобразувател, управляван от мрежата, който може да се използва като драйвер за осветяване на таванни LED лампи между 3 и 10 вата.

Веригата всъщност е 220 V до 15 V SMPS верига, но тъй като тя е неизолирана конструкция, тя се отървава от сложния феритен трансформатор и участващите критични фактори.

Въпреки че неизолираният дизайн не осигурява изолация на веригата от мрежовия променлив ток, обикновен твърд пластмасов капак над устройството лесно се противопоставя на този недостатък, като гарантира абсолютно никаква заплаха за потребителя.

От друга страна, най-хубавото при неизолираната схема на драйвера е, че е евтина, лесна за изграждане, инсталиране и използване поради липсата на критичен SMPS трансформатор, който е заменен от обикновен индуктор.

Използването на единична IC VIPer22A от ST microelectronics прави дизайна практически устойчив на повреди и постоянен, при условие че входното захранване е в рамките на определения диапазон от 100 V и 285 V.

Относно IC VIPer22A-E

VIPer12A-E и VIPer22A-E, които случайно са съвпадение pin-for-pin, и са предназначени за множество приложения за захранване от AC до DC. Този документ представя офлайн, неизолиран SMPS LED драйвер за захранване, използващ VIPer12 / 22A-E.

Тук са включени четири уникални дизайна на драйвери. Чипът VIPer12A-E може да се използва за задвижване на 12 V при 200 mA и 16 V 200 mA таванни LED лампи.

VIPer22A-E може да се прилага за таванни лампи с по-висока мощност, снабдени с 12 V / 350 mA и 16 V / 350 mA захранвания.

Същото оформление на печатни платки може да се използва за всяко изходно напрежение от 10 V до 35 V. Това прави приложението изключително разнообразно и подходящо за захранване на широка гама от LED лампи, от 1 вата до 12 вата.

В схемата, за товари по-малко, които могат да работят с по-малко от 16 V, са включени диоди D6 и C4, за товари, изискващи над 16 V, диод D6 и кондензатор C4 просто се отстраняват.

Как работи веригата

Функциите на веригата за всичките 4 варианта са по същество идентични. Вариацията е в етапа на стартовата верига. Ще обясним модела, както е показано на фигура 3.

Изходният дизайн на преобразувателя не е изолиран от входа на мрежата AC 220V. Това кара неутралната линия за променлив ток да бъде обща за изходното заземяване на линията за постоянен ток, като по този начин осигурява обратна референтна връзка към неутралната мрежа.

Този светодиоден конвертор струва по-малко, защото не зависи от традиционния феритен E-core трансформатор и изолирания опто съединител.

Мрежовата променлива линия се подава чрез диод D1, който коригира алтернативните полупериоди на променлив ток към DC изход. C1, L0, C2 представляват филтър за пай {за помощ} за намаляване на EMI шума.

Стойността на филтърния кондензатор е избрана за управление на приемлива импулсна долина, тъй като кондензаторите се зареждат всеки алтернативен половин цикъл. Няколко диода могат да бъдат приложени вместо D1, за да издържат на пулсиращи импулсни импулси до 2 kV.

R10 удовлетворява няколко цели, едната е за ограничаване на пренапрежението, а другата е да работи като предпазител в случай на катастрофална неизправност. Резистор с жична навивка се справя с пусковия ток.

Огнеустойчивият резистор и предпазител работят изключително добре според спецификациите на системата и сигурността.

C7 контролира EMI чрез изравняване на линия и неутрално смущение, без да се нуждае от Xcap. Този таван LED драйвер със сигурност ще се съобрази и ще премине спецификациите на ниво B от EN55022. Ако търсенето на натоварване е по-ниско, тогава този C7 може да бъде пропуснат от веригата.

Напрежението, развито вътре в C2, се прилага към изтичането на MOSFET на IC чрез изводи 5 до 8, свързани заедно.

Вътрешно, IC VIPer има постоянен източник на ток, който осигурява 1mA към Vdd щифт 4. Този 1 mA ток се използва за зареждане на кондензатора C3.

Веднага след като напрежението на Vdd щифта се удължи до минимална стойност от 14,5 V, вътрешният източник на ток на IC се изключва и VIPer започва да задейства ВКЛ. / ИЗКЛ.

Докато в тази ситуация, мощността се доставя през капачката Vdd. Електричеството, съхранявано вътре в този кондензатор, трябва да бъде по-високо от мощността, необходима за осигуряване на изходния ток на натоварване, заедно с мощността за зареждане на изходния кондензатор, преди капачката Vdd да падне под 9 V.

Това може да се забележи в дадените схеми на веригата. По този начин стойността на кондензатора се избира, за да поддържа първоначалното време за включване.

Когато се случи късо съединение, зарядът вътре в капачката на Vdd пада по-ниско от минималната стойност, което позволява на интегралните схеми, вградени в токов генератор с високо напрежение, да задейства нов цикъл на стартиране.

Фазите на зареждане и разреждане на кондензатора решават периода от време, през който ще се включва и изключва захранването. Това намалява RMS въздействието на затопляне върху всички части.

Веригата, която регулира това, включва Dz, C4 и D8. D8 зарежда C4 до пиковата си стойност през целия циклов период, докато D5 е в режим на проводимост.

През този период източникът на захранване или референтното напрежение към IC се намалява от предния спад на напрежението на диод под нивото на земята, което компенсира спада на D8.

Следователно, ценеровото напрежение е еквивалентно на изходното напрежение. C4 е прикрепен към Vfb и източника на захранване за изглаждане на регулиращото напрежение.

Dz е 12 V, 1⁄2 W ценер, който има определен ток на изпитвания ток от 5 mA. Тези Zeners, които са оценени при по-малък ток, осигуряват по-висока точност на изходното напрежение.

В случай, че изходното напрежение е под 16 V, веригата може да бъде настроена, както е показано на фигура 3, където Vdd е изолиран от щифта Vfb. Веднага щом вграденият в тока източник на ИК зарежда Vdd кондензатора, Vdd може да достигне 16V при най-лошите обстоятелства.

16 V Zener с 5% минимален толеранс може да бъде 15,2 V в допълнение към вграденото съпротивление на земята е 1,230 k Ω, което генерира допълнителни 1,23 V, за да даде общо 16,4 V.

“електрическа схема на усилвател на мощност клас d ”

За изход от 16 V и по-голям, Vdd щифтът и Vfb щифтът могат да позволят да насърчават общ диоден и кондензаторен филтър точно както е показано на Фигура 4.

Избор на индуктор

При стартиране на работната фаза на индуктора в прекъснат режим може да се определи чрез дадената по-долу формула, която осигурява ефективна оценка за индуктора.

L = 2 [P _навън / ( Документ за самоличност _връх)^двеx е)]

Когато Idpeak е най-ниският максимален ток на източване, 320 mA за IC VIPer12A-E и 560 mA за VIPer22A-E, f означава честотата на превключване при 60 kHz.

Най-високият пиков ток контролира подаваната мощност в конфигурацията на преобразувателя. В резултат горното изчисление изглежда подходящо за индуктор, проектиран да работи в прекъснат режим.

Когато входният ток се плъзне до нула, тогава изходният пиков ток получава два пъти повече от изхода.

Това ограничава изходния ток до 280 mA за IC VIPer22A-E.

В случай, че индукторът има по-голяма стойност, превключвайки между непрекъснат и прекъснат режим, ние сме в състояние да постигнем 200 mA лесно далеч от текущия проблем с ограниченията. C6 трябва да бъде минимален ESR кондензатор, за да се постигне ниското напрежение на пулсации.

V _{пулсации} = Аз_{пулсации}х ° С _esr

D5 изисква да бъде високоскоростен превключващ диод, но D6 и D8 могат да бъдат обикновени изправителни диоди.

DZ1 се използва за фиксиране на изходното напрежение на 16 V. Характеристиките на преобразувателя на гърба го карат да се зарежда в пикова точка при състояние на празен ход. Препоръчително е да се използва ценеров диод, който е с 3 до 4 V по-голям от изходното напрежение.

ФИГУРА # 3

Фигура 3 по-горе показва електрическата схема за прототипа на таванната LED лампа. Проектиран е за 12 V LED лампи с оптимален ток от 350 mA.

В случай, че е желателно по-малко количество ток, тогава VIPer22A-E може да бъде трансформиран във VIPer12A-E и кондензаторът C2 може да бъде намален от 10 μf на 4.7 μF. Това дава до 200 mA.

ФИГУРА # 4

Фигура 4 по-горе демонстрира идентичен дизайн, с изключение на изход от 16 V или повече, D6 и C4 могат да бъдат пропуснати. Джъмперът свързва изходното напрежение с Vdd щифта.

Идеи за оформление и предложения

Стойността L осигурява праговите граници между непрекъснат и прекъснат режим за определен изходен ток. За да може да функционира в непрекъснат режим, стойността на индуктора трябва да бъде по-малка от:

L = 1/2 x R x T x (1 - D)

Когато R показва съпротивлението на натоварване, T означава периода на превключване, а D дава работния цикъл. Ще намерите няколко фактора, които да вземете под внимание.

Първият е, че колкото по-голям е прекъснатият, толкова по-голям е максималният ток. Това ниво трябва да се поддържа под минималния импулс чрез управление на импулсния ток на VIPer22A-E, което е 0,56 А.

Другото е, че когато работим с по-голям индуктор, за да работи постоянно, срещаме излишък от топлина поради превключване на дефицити на MOSFET в рамките на VIPer IC.

Спецификации на индуктора

Излишно е да казвам, че спецификацията на тока на индуктора трябва да бъде повече от изходния ток, за да се избегне шансът за насищане на сърцевината на индуктора.

Индуктор L0 може да бъде изграден чрез навиване на 24 SWG супер емайлирана медна жица върху подходяща феритна сърцевина, докато се постигне стойност на индуктивността от 470 uH.

По същия начин индукторът L1 може да бъде изграден чрез навиване на 21 SWG супер емайлиран меден проводник върху всяка подходяща феритна сърцевина, докато се постигне стойност на индуктивността от 1 mH.

Пълен списък с части