Danes so CFL in fluorescenčne sijalke skoraj v celoti zamenjane z LED-sijalkami, ki so večinoma v obliki krožnih ali kvadratnih LED-svetilk z ravnim stropom.
Te svetilke se čudovito združijo z ravno stropno površino naših domov, pisarn ali trgovin, kar zagotavlja estetski videz luči, skupaj z visoko učinkovitostjo v smislu varčevanja z energijo in osvetlitve prostora.
V tem članku razpravljamo o preprostem električnem pretvorniku, ki ga lahko uporabimo kot gonilnik za osvetlitev stropnih LED svetilk med 3 in 10 vati.
Vezje je dejansko 220 V do 15 V SMPS vezje, a ker je neizolirana izvedba, se znebi kompleksnega feritnega transformatorja in vpletenih kritičnih dejavnikov.
Čeprav neizolirana oblika ne zagotavlja izolacije vezja od omrežnega izmeničnega toka, preprost trden plastični pokrov nad enoto zlahka prepreči to pomanjkljivost in uporabniku ne zagotavlja popolnoma nobene grožnje.
Po drugi strani pa je najboljše pri neizoliranem gonilnem vezju to, da je poceni, enostaven za izdelavo, namestitev in uporabo, ker ni kritičnega SMPS transformatorja, ki ga nadomesti preprost induktor.
Uporaba ene same IC VIPer22A s strani mikroelektronike ST naredi zasnovo praktično odporno proti poškodbam in trajno, pod pogojem, da je vhodni napajalnik v določenem območju 100 V in 285 V.
O IC VIPer22A-E
VIPer12A-E in VIPer22A-E, ki se po naključju ujemata, in sta namenjena številnim aplikacijam napajanja z izmeničnim in enosmernim napajanjem. Ta dokument predstavlja brezžično, neizolirano napajalno enoto SMPS LED, ki uporablja VIPer12 / 22A-E.
Tu so vključeni štirje edinstveni modeli gonilnikov. Čip VIPer12A-E se lahko uporablja za pogon 12 V pri 200 mA in 16 V 200 mA stropnih LED svetilkah.
VIPer22A-E se lahko uporablja za stropne sijalke z večjo močjo, ki so opremljene z 12 V / 350 mA in 16 V / 350 mA napajalniki.
Enako postavitev tiskanega vezja bi lahko uporabili za katero koli izhodno napetost od 10 V do 35 V. Zaradi tega je aplikacija zelo raznolika in primerna za napajanje širokega spektra LED žarnic, od 1 do 12 vatov.
V shemi so za obremenitve manjše, ki lahko delujejo z manj kot 16 V, vključeni diodi D6 in C4, za obremenitve, ki potrebujejo več kot 16 V, pa se dioda D6 in kondenzator C4 preprosto odstranijo.
Kako deluje vezje
Funkcije vezja za vse 4 različice so v bistvu enake. Sprememba je v fazi zagonskega kroga. Model bomo razložili, kot je prikazano na sliki 3.
Izhodna zasnova pretvornika ni ločena od omrežnega vhoda 220V. Zaradi tega je nevtralni vod AC izmeničen za izhodno ozemljitev enosmernega voda, s čimer je zagotovljena povratna referenčna povezava na omrežno nevtralno omrežje.
Ta pretvornik LED stane manj, ker ni odvisen od tradicionalnega feritnega transformatorja na osnovi E-jedra in izolirane opto spojke.
Omrežni izmenični vod se napaja preko diode D1, ki popravi izmenične polkroge izmeničnega toka na enosmerni izhod. C1, L0, C2 tvorijo tortni filter {za pomoč} za zmanjšanje EMI šuma.
Vrednost filtrirnega kondenzatorja je izbrana za upravljanje sprejemljive impulzne doline, saj se kondenzatorji polnijo vsak nadomestni polkrog. Namesto D1 lahko namestimo nekaj diod, da prenesemo impulzne razpoke impulzov do 2 kV.
R10 izpolnjuje nekaj ciljev, eden je omejiti prenapetostni prenapetostni tok, drugi pa deluje kot varovalka v primeru katastrofalne okvare. Žični navit upor obravnava vklopni tok.
Ogenj odporen upor in varovalka delujeta izjemno dobro v skladu s sistemskimi in varnostnimi specifikacijami.
C7 nadzoruje EMI z izravnavo črte in nevtralnimi motnjami, ne da bi potreboval Xcap. Ta stropni LED gonilnik bo zagotovo v skladu s standardi EN55022 „B“. Če je povpraševanje po obremenitvi nižje, potem lahko ta C7 iz vezja izpusti.
Napetost, razvita znotraj C2, deluje na odtok MOSFET-ja IC s pomočjo medsebojno povezanih zatičev 5 do 8.
Interno ima IC VIPer vir stalnega toka, ki zagotavlja 1mA na Vdd zatič 4. Ta 1 mA tok se uporablja za polnjenje kondenzatorja C3.
Takoj, ko se napetost na zatiču Vdd razširi na minimalno vrednost 14,5 V, se notranji vir toka IC izklopi in VIPer začne sprožiti ON / OFF.
V tej situaciji se napajanje dovaja skozi pokrov Vdd. Elektrika, shranjena v tem kondenzatorju, mora biti večja od moči, potrebne za zagotavljanje izhodnega toka obremenitve, skupaj z močjo za polnjenje izhodnega kondenzatorja, preden pokrov Vdd pade pod 9 V.
To bi lahko opazili v danih shemah vezja. Tako je izbrana vrednost kondenzatorja, ki podpira začetni čas vklopa.
Ko pride do kratkega stika, naboj znotraj pokrova Vdd pade pod najnižjo vrednost, kar omogoča, da vgrajene v visokonapetostnem generatorju toka sprožijo nov zagonski cikel.
Faze polnjenja in praznjenja kondenzatorja določajo časovno obdobje, ko se bo napajanje vklopilo in izklopilo. To zmanjša učinek ogrevanja RMS na vse dele.
Vezje, ki to regulira, vključuje Dz, C4 in D8. D8 polni C4 do najvišje vrednosti v celotnem obdobju kolesarjenja, medtem ko je D5 v prevodnem načinu.
V tem obdobju se napajalni vir ali referenčna napetost na IC zmanjša zaradi padca napetosti diode pod nivojem tal, kar nadomesti padec D8.
Zato je Zenerjeva napetost enakovredna izhodni napetosti. C4 je pritrjen na Vfb in napajalni vir za glajenje regulacijske napetosti.
Dz je 12 V, ⁄ W Zenerja z določeno vrednostjo preskusnega toka 5 mA. Ti Zenersi, ki so ocenjeni na manjši tok, zagotavljajo večjo natančnost izhodne napetosti.
V primeru, da je izhodna napetost pod 16 V, lahko vezje nastavite, kot je prikazano na sliki 3, kjer je Vdd izoliran od zatiča Vfb. Takoj, ko vgrajena vmesna napetost IC napolni kondenzator Vdd, lahko Vdd v slabših okoliščinah doseže 16V.
Zener z napetostjo 16 V s 5-odstotno minimalno toleranco je lahko 15,2 V, poleg vgrajene odpornosti proti tlom pa 1,230 k Ω, ki ustvari dodatnih 1,23 V, da dobimo 16,4 V.
Za izhod 16 V in več lahko zatič Vdd in zatič Vfb promovirata skupni filter diode in kondenzatorja, natančno tako, kot je prikazano na sliki 4.
Izbira induktorja
Ob zagonu induktorja v neprekinjenem načinu je mogoče določiti spodnjo formulo, ki zagotavlja učinkovito oceno induktorja.
L = 2 [str ven / ( Id vrhunec )dvax f)]
Kadar je Idpeak najnižji največji odtočni tok, 320 mA za IC VIPer12A-E in 560 mA za VIPer22A-E, f označuje preklopno frekvenco pri 60 kHz.
Najvišji največji tok nadzoruje moč, ki se dovaja v konfiguraciji pretvornika buck. Kot rezultat je zgornji izračun videti primeren za induktor, ki je zasnovan za delo v prekinitvenem načinu.
Ko vhodni tok zdrsne na nič, izhodni maksimalni tok dobi dvakrat večji izhod.
S tem je izhodni tok za IC VIPer22A-E omejen na 280 mA.
V primeru, da ima induktor večjo vrednost, pri preklopu med neprekinjenim in neprekinjenim načinom lahko dosežemo 200 mA daleč od trenutne težave z omejitvami. C6 mora biti minimalni kondenzator ESR, da doseže nizko valovno napetost.
V valovanje = Jaz valovanje x C esr
D5 mora biti visokohitrostna preklopna dioda, vendar sta D6 in D8 lahko običajni usmerniški diodi.
DZ1 se uporablja za pritrditev izhodne napetosti na 16 V. Zaradi značilnosti pretvornika se polni na vrhuncu brez stanja obremenitve. Priporočljivo je, da uporabite Zenerjevo diodo, ki je 3 do 4 V večja od izhodne napetosti.
SLIKA # 3
Slika 3 zgoraj prikazuje diagram vezja za zasnovo prototipa stropne svetilke LED. Zasnovan je za 12 V LED sijalke z optimalnim tokom 350 mA.
V primeru, da je zaželena manjša količina toka, se lahko VIPer22A-E pretvori v VIPer12A-E in kondenzator C2 zniža z 10 μf na 4,7 μF. To daje kar 200 mA.
SLIKA # 4
Slika 4 zgoraj prikazuje enako zasnovo, razen pri izhodu 16 V ali več, D6 in C4 bi lahko izpustili. Mostiček poveže izhodno napetost z zatičem Vdd.
Ideje za postavitev in predlogi
Vrednost L zagotavlja mejne vrednosti med neprekinjenim in prekinitvenim načinom za določen izhodni tok. Da bi lahko delovala v neprekinjenem načinu, mora biti vrednost induktorja manjša od:
L = 1/2 x R x T x (1 - D)
Kjer R označuje odpornost na obremenitev, T označuje preklopno obdobje, D pa obratovalni cikel. Našli boste nekaj dejavnikov, ki jih boste upoštevali.
Prvi je, večji kot je prekinitveni, večji je največji tok. Ta nivo mora biti pod minimalnim impulzom s krmiljenjem impulznega toka VIPer22A-E, ki je 0,56 A.
Druga pa je, da pri nenehnem delovanju z večjim induktorjem naletimo na odvečno toploto zaradi preklopnih primanjkljajev MOSFET-a znotraj VIPer IC.
Specifikacije induktorja
Ni treba posebej poudarjati, da mora biti specifikacija toka induktorja večja od izhodnega toka, da se prepreči možnost nasičenja jedra induktorja.
Induktor L0 je mogoče zgraditi z navijanjem 24 SWG super emajlirane bakrene žice na primerno feritno jedro, dokler ni dosežena vrednost induktivnosti 470 uH.
Tudi induktor L1 je mogoče zgraditi z navijanjem 21 SWG super emajlirane bakrene žice na katero koli primerno feritno jedro, dokler ni dosežena vrednost induktivnosti 1 mH.
Popoln seznam delov
Za več podrobnosti in zasnovo PCB glejte to Izpolnite podatkovni list
Prejšnja: Vezje detektorja gibanja z uporabo Dopplerjevega učinka Naprej: Specifikacije polnjenja / praznjenja akumulatorja LiFePO4, pojasnjene prednosti
