Este informe de ingeniería describe un controlador de LED reductor no aislado regulable triac de bajo recuento de componentes diseñado para controlar cadenas de voltaje de LED de 60 V nominales a 170 mA desde un rango de voltaje de entrada de 90 VCA a 132 VCA. Este controlador LED utiliza el LYT7503D de la familia de dispositivos LYTSwitch-7.
Este diseño es un controlador LED regulable Triac de 10 W de una sola etapa con salida de corriente constante. Sus principales objetivos de diseño fueron la simplicidad del diseño, la alta eficiencia, el recuento reducido de componentes, la regulación precisa de corriente constante, la placa de circuito impreso compacta y la compatibilidad de atenuación aceptable. Este diseño está diseñado para aplicaciones de bombillas LED regulables BR-30.
Descripción del circuito
LYTSwitch-7 (U1-LYT7503D) combina un interruptor MOSFET de potencia de alto voltaje y un controlador de modo de conducción crítico de tiempo variable/frecuencia variable en un solo paquete SO-8. El LYT7503D está configurado para controlar una cadena de LED de 60 V, un controlador de LED reductor no aislado regulable por TRIAC con una salida de corriente constante de 170 mA. El dispositivo LYT7503D se seleccionó de la guía de selección gráfica proporcionada en la hoja de datos. El gráfico es una función de los requisitos de potencia de salida y voltaje de salida.
etapa de entrada
La resistencia fusible FR1 brinda protección de seguridad contra fallas de componentes que conducen a corrientes de entrada muy altas. El varistor RV1 proporciona una abrazadera durante los eventos de sobrevoltaje de la línea diferencial para limitar el pico de voltaje máximo en el lado primario. El voltaje de fijación máximo de RV1 debe ser inferior al voltaje de ruptura entre drenaje y fuente (725 V) del MOSFET de potencia interno del LYT7503D para garantizar una protección suficiente contra sobrevoltaje de entrada durante eventos de sobrevoltaje en la línea.
BR1 rectifica la entrada de CA de onda completa para proporcionar una entrada de CC pulsante al filtro pi compuesto por C1, C2 y L1. Los valores de C1, C2 y L1 se eligieron para brindar el mejor equilibrio entre alto factor de potencia, rendimiento EMI y compatibilidad de atenuación.
filtro EMI
El inductor L1 y los condensadores C1 y C2 forman un filtro EMI pi que actúa para filtrar el ruido de modo diferencial. El motor de control de modo de conducción crítica y frecuencia variable/estado a tiempo del IC LYTSwitch-7 limita las emisiones RFI a niveles significativos, lo que permite diseños que utilizan filtros EMI pi simples incluso en aplicaciones de bulbo y tubo de alta potencia.
Circuito de control LYTSwitch-7
La topología utilizada para este controlador LED es un convertidor reductor de lado bajo. Durante el tiempo de encendido del MOSFET de potencia interno del LYT7503D, la corriente fluye a través del devanado del inductor reductor, cargando el capacitor de salida y entregando corriente a la carga de salida. La energía almacenada en el campo magnético del devanado del inductor durante el tiempo de encendido del MOSFET de potencia se entrega a la carga a través del diodo de salida D1 durante el tiempo de apagado. El condensador de salida C3 proporciona filtrado para minimizar la corriente de ondulación del LED, y la resistencia R3 actúa como precarga.
El condensador C5 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 C5 durante el tiempo de apagado del interruptor de alimentación. El voltaje normal del pin BP es 5.22V. Para una operación adecuada del IC, especialmente en la zona muerta (VIN < VOUT), se debe usar un capacitor lo suficientemente grande para mantener el voltaje BP por encima del valor VBP (RESET) de 4.5V. Se utiliza una resistencia de polarización adicional, R2, para mantener el voltaje del pin BP durante eventos de ciclo de encendido/apagado de CA muy rápidos y operación de ángulo de conducción bajo. El valor mínimo recomendado para el condensador BP es de 10 µF.
Control de atenuación de fase Triac
LYTSwitch-7 El mecanismo de control LYT7503D ofrece una función de atenuación inherente adecuada para usar un amortiguador RC simple (R1 y C4) para evitar apagar la corriente TRIAC por debajo de la corriente de mantenimiento.
Debido a la impedancia relativamente grande que los LED presentan a la línea, pueden producirse timbres significativos debido a que la corriente de irrupción carga la capacitancia de entrada cuando se enciende el triac. Las resistencias FR1 y R8 se pueden recortar para amortiguar este timbre de corriente de entrada y reducir/minimizar el parpadeo/parpadeo.
Para los TRIAC con fugas altas, el rediseño no deseado de la unidad se caracteriza por ráfagas muy rápidas de corriente de salida durante largos intervalos cuando la perilla del atenuador está justo por debajo del ángulo de conducción mínimo que apaga la unidad. Para abordar esto, elija una resistencia de precarga R3 muy grande para evitar cargar el capacitor de clavija BP a través de la conexión interna al drenaje a través de la resistencia de precarga.