Este informe de ejemplo de diseño describe un controlador LED reductor-elevador con atenuación Triac de 12 W, alta eficiencia y corrección del factor de potencia con LYTSwitch™ LYT4313E. Este diseño opera desde un rango de voltaje de entrada de 90 VAC a 132 VAC y proporciona una salida de 72 V a 170 mA. Las características incluyen corrección del factor de potencia de una sola etapa y salida de corriente constante precisa, bajo costo, bajo número de componentes, solución de tamaño de placa de circuito impreso pequeño, alta eficiencia energética, tiempo de arranque rápido y funciones integradas de protección y confiabilidad.
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.
explicación del circuito
La familia LYTSwitch (U1) es un IC de fuente de alimentación altamente integrado diseñado para su uso en aplicaciones de controladores LED. Los circuitos integrados LYTSwitch proporcionan un alto factor de potencia en una topología de convertidor de una sola etapa mientras regulan la corriente de salida en el rango de entrada (90 V CA a 132 V CA) y las variaciones de voltaje de salida que normalmente ocurren en las aplicaciones de controlador de LED. Un MOSFET de potencia de alto voltaje está integrado en el IC junto con todos los circuitos de control responsables de estas funciones.
etapa de entrada
El fusible F1 brinda protección contra fallas en los componentes. Se requería una clasificación de 2 A relativamente alta y rápida para evitar falsas aperturas durante sobretensiones en la línea. Para reducir el costo a expensas de la eficiencia, el fusible se puede reemplazar con una resistencia fusible (2 W, 3,3 Ω).
La entrada de CA es de onda completa rectificada por BR1 para lograr un buen factor de potencia y THD.
Los estranguladores diferenciales L1 y L2 son filtros EMI frontales para suprimir el ruido, incluida la conmutación del puente rectificador. Los purgadores RC R4 y C3 se colocan frente al puente para ayudar al funcionamiento normal del TRIAC. Los condensadores C3 y R4 también se pueden colocar antes de L1 y L2 para mejorar aún más la compatibilidad de atenuación y reducir el ruido audible que pueden generar los inductores EMI debido a la magnetoestricción. Las resistencias R1 y R2 amortiguan la resonancia del filtro EMI si lo desea. Quite R1 y R2 si hay un gran margen en el espectro EMI radiado para aplicaciones a nivel de sistema.
Los condensadores C1, C4 y el estrangulador diferencial L3 forman un filtro EMI después del puente. La capacidad del filtro está limitada para mantener un alto factor de potencia. Esta red de filtro π de entrada y la capacidad de fluctuación de frecuencia de LYTSwitch permiten cumplir con los límites de emisiones de Clase B. La resistencia R3 amortigua la resonancia del filtro EMI si es necesario para evitar picos en el espectro EMI cuando se mide en el sistema (controlador y gabinete). La capacitancia mínima de 33 nF del capacitor C1 está optimizada para evitar tensión de tensión en BR1 durante sobretensiones en la línea.
etapa de amortiguación
El diseño utiliza circuitos amortiguadores activos patentados de PI para una alta eficiencia, excelente compatibilidad con atenuadores, protección contra sobretensiones en la línea y gestión térmica. Los filtros de frecuencia de corte RC C15 y R44 están ajustados para reaccionar por encima de 140 Hz para sesgar Q12 durante la operación de atenuación. Con el atenuador presente, el transistor Q12 descarga el potencial de C14 cada medio ciclo de línea.
El transistor Q10 normalmente está encendido durante la operación sin atenuación para mantener una alta eficiencia. La puerta de Q10 está polarizada a través de un divisor de voltaje de R43, VR4 y R47 y filtrada oportunamente por C14 y C16. El potencial de C14 no se descarga en la operación sin atenuación, por lo que se mantiene una polarización continua en la puerta de Q10.
Durante la atenuación, Q10 se apaga en el primer pico de corriente de entrada para amortiguar la corriente de irrupción introducida por la capacitancia masiva de entrada y el filtro EMI. R47 y la capacitancia equivalente de C14 y C16 luego tiempo Q10 para operación lineal durante la operación de atenuación.
Durante las sobretensiones de línea diferencial y las variaciones de línea, Q12 apaga Q10 para limitar la tensión del componente en U1 durante las sobretensiones de línea.