Este informe de ejemplo de diseño es un controlador LED de atenuación analógica de 1-10 V con flyback aislado de 30 W que presenta el LYTSwitch™-4 LYT4315E. Este diseño opera en un rango de voltaje de entrada de 90 VCA a 132 VCA y proporciona una salida de 30 V a 60 V con una salida de corriente de 0,5 A. Amplio rango de voltaje de salida con regulación precisa de corriente constante, corrección del factor de potencia de una sola etapa, rendimiento de atenuación constante en todo el rango de voltaje de salida y entrada, eficiencia energética a 115 V, protección de carga abierta de voltaje constante y protección integrada se caracteriza por
Los principales objetivos de diseño fueron la alta eficiencia, la atenuación de 1 V a 10 V y la regulación de corriente constante en todo el rango de salida.
Los circuitos integrados del controlador LYTSwitch-4 combinan la funcionalidad PFC para cumplir con los requisitos de factor de potencia y armónicos.
La topología utilizada es un flyback aislado que opera en modo de conducción continua. La regulación de atenuación y corriente constante se logra mediante un circuito de control de retroalimentación secundario que utiliza un amplificador operacional cuádruple. Un controlador interno ajusta el ciclo de trabajo de los MOSFET de potencia para mantener una corriente de entrada sinusoidal, proporcionando un alto factor de potencia y corrientes armónicas bajas.
El LYT4315E también cuenta con varias funciones de protección, como el reinicio automático para lazo de control abierto y condiciones de cortocircuito de salida, protección contra sobrevoltaje de línea y protección contra sobretemperatura. El sobrevoltaje de línea extiende la inmunidad a fallas de línea y sobretensiones, el sobrevoltaje de salida protege la fuente de alimentación en caso de que se desconecte la carga, y el apagado térmico por histéresis preciso garantiza una temperatura de PCB promedio segura en todas las condiciones.
Este documento incluye especificaciones de la fuente de alimentación, esquemas, lista de materiales, documentación del transformador, diseños de circuitos impresos, hojas de cálculo de diseño y datos de rendimiento.
Descripción del circuito
El dispositivo LYTSwitch-4 (U1 – LYT4315E) integra un MOSFET de potencia de 725 V, un controlador y funciones de arranque en un solo paquete para reducir el número de componentes en comparación con las implementaciones comunes. Configurado como parte de un convertidor flyback de modo de conducción continua aislado de 30 W de amplio rango de voltaje de salida (30 V a 60 V), U1 proporciona un alto factor de potencia a través de su algoritmo de control interno junto con la baja capacitancia de entrada de su diseño. El dispositivo LYT4315E se selecciona de la tabla de potencia LYTSwitch-4 y ofrece un excelente rendimiento de atenuación en todo el rango de voltaje de entrada y salida. La operación en modo de conducción continua reduce la corriente pico primaria y la corriente RMS. Esto reduce el ruido EMI, permite componentes de filtrado EMI más pequeños y mejora la eficiencia. La regulación de la corriente de salida y la capacidad de atenuación de 1 V a 10 V en todo el rango se mantienen mediante un circuito de retroalimentación de circuito cerrado que utiliza un amplificador operacional cuádruple.
etapa de entrada
El fusible F1 brinda protección contra fallas en los componentes. El varistor RV1 actúa como una abrazadera para limitar el pico de voltaje máximo en el lado primario durante los eventos de sobretensión de la línea diferencial. Se seleccionaron piezas con una clasificación de 140 VCA, que está justo por encima del voltaje de trabajo máximo especificado (132 VCA). La detección rápida de sobrevoltaje de línea del LYTSwitch-4 IC combinada con los capacitores de detección de picos D5 y C4 proporciona una abrazadera que limita el estrés de voltaje máximo en el MOSFET de potencia del IC.
La entrada de CA es de onda completa rectificada por BR1 para un buen factor de potencia y THD bajo.
El estrangulador diferencial L4 funciona como un filtro EMI π de primera etapa junto con los condensadores de filtro de entrada C2 y C3. El condensador C1 y el estrangulador de modo común L1 forman una red de filtro EMI de segunda etapa después del diodo puente BR1. El condensador Y C9 proporciona una ruta de ruido de modo común desde la red de filtro EMI de entrada secundaria a la red de filtro EMI de entrada principal. La combinación de estos filtros EMI con la función de fluctuación de frecuencia de LYTSwitch-4 permite cumplir con los límites de emisiones de Clase B.
LYTSwitch-4 Primario
El terminal final (el extremo sin puntos) del devanado primario del transformador (T1) se conecta al bus de CC y el terminal de inicio (extremo con puntos) se conecta al pin DRENAJE (D). Durante el tiempo de encendido del MOSFET de potencia, la corriente fluye a través del devanado primario para almacenar energía y se envía a la salida durante el tiempo de apagado del MOSFET de potencia.
El pico de CA de entrada rectificada carga C4 a D5 para proporcionar información de voltaje de línea pico a U1. Esto se alimenta como una corriente a través de R4 y R5 al pin MONITOR DE VOLTAJE (V) de U1. La resistencia R6 proporciona una ruta de descarga para C6 con una constante de tiempo mucho más larga que la constante de tiempo de CA rectificada, lo que evita que la corriente del pin V se module (factor de potencia degradante) en las frecuencias de línea.