Este informe de ingeniería describe un controlador de LED reductor de lado bajo y bajo costo diseñado para controlar cadenas de voltaje de LED de 39 V con una corriente de salida de 180 mA desde un rango de voltaje de entrada de 190 V CA a 265 V CA. El controlador LED utiliza el LYT1403D de la familia de dispositivos LYTSwitch-1. Los principales objetivos de diseño fueron alta eficiencia, regulación precisa de corriente constante, requisitos de parpadeo muy bajos y bajo número de componentes.
Descripción del circuito
Miembro de la familia de dispositivos LYTSwitch-1, el LYT1403D combina un MOSFET de potencia de alto voltaje y un controlador de modo de conducción crítico de frecuencia variable/tiempo variable en un solo paquete SO-8. El LYT1403D se configuró para controlar un controlador de LED reductor de lado bajo de 39 V con una corriente de salida de 180 mA.
etapa de entrada
El fusible de entrada F1 (nominal de 1 A) proporciona protección de seguridad. El varistor RV1 (nominal de 250 V) actúa como una abrazadera de voltaje, lo que limita los picos de voltaje en la entrada durante los eventos de sobretensiones transitorias de la línea. El puente rectificador de onda completa BR1 rectifica la CA de entrada a CC pulsante, proporcionando un buen factor de potencia y una distorsión armónica total baja.
filtro EMI
El filtro pi consta de un inductor de choque diferencial L1 y condensadores de filtro de entrada C1 y C2. El filtro EMI, junto con el motor de control de frecuencia variable/tiempo de encendido variable y modo de conducción crítico de LYTSwitch-1, garantiza el cumplimiento de los límites de emisión EN55015 Clase B. Los valores se eligieron para lograr un equilibrio entre el factor de potencia y la eficiencia.
Circuito de control LYTSwitch-1
El circuito del controlador de LED es una topología de lado bajo. Durante el tiempo de encendido del MOSFET de potencia, la corriente fluye a través del inductor de almacenamiento de energía L2. La energía almacenada en el inductor se entrega a la carga de salida a través del diodo de rueda libre D1 durante el tiempo de inactividad del interruptor MOSFET de potencia.
El condensador de salida C6 se utiliza como filtro para minimizar la ondulación de la corriente de salida. El valor del condensador de salida se elige para mantener la corriente del LED dentro de un cierto valor de parpadeo. El requisito de parpadeo también lo establece el filtro de ondulación activo para cumplir con la especificación. La precarga de la resistencia R8 descarga el voltaje en el capacitor de salida por debajo del voltaje del LED para evitar efectos fantasma en la salida de luz durante largos períodos de tiempo después del apagado.
El condensador C4 proporciona desacoplamiento local para el pin BYPASS (BP) de U1 y alimenta el IC durante el tiempo de encendido. El regulador interno del IC extrae energía del pin DRENAJE (D) de alto voltaje para cargar el condensador de derivación C4 durante el tiempo de inactividad del interruptor de alimentación.
La regulación de corriente de salida constante se logra mediante el límite de corriente pico de la fuerza del inductor y la relación constante del dispositivo entre el período de corriente pico y el período de banda muerta. El pin FEEDBACK (FB) detecta directamente la fuente o la corriente del inductor cuando los MOSFET de potencia están encendidos utilizando resistencias de detección de corriente externas R3 y R4.
El pin M también proporciona detección de corriente cero (ZCD) y emite detección OVP a través de las resistencias de muestreo R5 y R7 cuando el MOSFET de potencia está apagado. ZCD es para garantizar la operación crítica del modo de conducción. Esto significa que el MOSFET debe encenderse tan pronto como se desmagnetice el inductor. La desmagnetización del inductor se detecta cuando el diodo volante (D1) pierde conducción y el voltaje a través del inductor comienza a colapsar hacia cero. El umbral ZCD es para voltaje de pin M VM <0.25 V (flanco negativo activado). Se debe agregar un pequeño capacitor C5 para acoplar la señal de referencia de voltaje alto de voltaje de salida al pin M del IC a través de la red divisora de resistencias R5 y R7. La detección de OVP también se logra mediante R5 y R7.
Filtro ondulado activo (ARF)
La resistencia R9 y el condensador C7 filtran la ondulación de salida. La frecuencia de esquina de la red R9/C7 se establece por debajo de la frecuencia de línea para reducir la ondulación de frecuencia de línea de 100 Hz presente en la salida. La resistencia R10 limita la corriente de base a través del transistor durante condiciones de salida corta.
La eliminación de grandes ondas tiene un precio. El transistor Q1 bloquea la ondulación de la línea de CA de la entrada y, por lo tanto, disipa el calor. La disipación de calor está determinada por la cantidad de ondulación eliminada. Para minimizar el calor disipado por Q1, las resistencias R11 y R12 también disipan al menos el 50% de esta ondulación bloqueada por Q1.