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基于PT4201的离线式LED射灯设计方案_英雄联盟世界赛押注
时间:2021-05-21 来源:英雄联盟世界赛押注 浏览量 6598 次
本文摘要:LED照明因其节能低、寿命长、环保等优点成为人们关注的焦点。

LED照明因其节能低、寿命长、环保等优点成为人们关注的焦点。国内很多地方已经有了功能照明领域的成功案例。

中国半导体照明应用技术正慢慢走在世界前列。有了国家和地方政府的政策希望,很多地方都是户外照明,比如路灯、景观灯;室内照明如:地铁、地下车库、博物馆;类似场合照明:如低温照明、矿灯照明、汽车照明等方面应用广泛。一些传统照明企业开始投资改造LED灯。

LED室内照明及其应用技术突飞猛进。室内照明无疑是一个巨大的市场,市场前景毋庸置疑。我坚信,2010年它将在家居照明领域占据更小的市场份额。室内照明使用最广泛的灯具有E27、GU10、PAR30、PAR38等AC220V高压输出的LED射灯。

E27、Gu10LED射灯必须是交流LED恒流源,在驱动高亮度LED光源闪烁之前必须转换成DC。目前无法获得单个SoC的集成电路产品,大多是利用一次侧或二次侧对系统进行开关电源方案。但一次侧到系统的方案不存在输入电流精度低的问题,一般在-5%左右。

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采用系统二次侧反激恒流驱动方案,输入电流精度平均为-2%。有许多驱动IC可以用作次级侧对系统的反激恒流驱动方案。本文将详细阐述基于PT4201控制芯片的离线式发光二极管射灯的设计技术。1W-30W离线高亮度LED驱动控制器PT4201PT4201是一款工作在电流模式下,可以驱动1W-30W灯光或射灯的高亮度LED驱动控制器,仅限于1W到30W的各种LED灯光和射灯,包括E27、PAR30、PAR38等。

基于PT4201的高亮度LED驱动系统具有恒流精度高、外围电路非常简单、无闪烁、电磁辐射EMI低的明显优势。在长时间的工作条件下,控制器的波动频率可以通过外部电阻精确地保持不变。同时,PT4201的前消隐电路有助于解决外接电源设备开启时的电压毛刺,可以有效防止控制器误操作导致LED灯闪烁。内置电流斜率补偿功能提高了系统稳定性。

PT4201获得完整的维护功能,以提高发光二极管照明系统的可靠性,包括弃循环过流维护(OCP)、VDD过压维护(OVP)和VDD欠压维护(UVLO)等。输出输入脉冲低压嵌入18V维护外部电源金属氧化物半导体。

短路维护功能可以避免LED阻抗短路时损坏系统。PT4201获取SOT-23-6PCB,插槽排序见图1。图1: PT4201插槽订购PT4201基本功能描述PT4201构建了多种增强功能,并以其极低的启动和工作电流以及多种维护功能,获得了可靠的低成本解决方案,对于低功率的LED灯驱动具有优异的性能。Starting和UVLO:PT4201通过连接到高压线的电阻Rstart启动连接到Vdd引脚的电容Chold电池。

上电开始时,Chold电容上的电压为0,PT4201处于逆变状态。Rstart上撕裂产生的电流使Chold的电池膨胀,从而增加Vdd电压。当Vdd引脚电压超过芯片启动电压Vdd-ON时,PT4201开始工作,工作后流入Vdd的电流减小,辅助绕组开始扩展对芯片的供电。优化的启动电路使VDD在PT4201启动前消耗的电流非常低,可以配合较大的启动电阻Rstart,提高整机效率。

对于通用标准化输出范围的应用,2欧姆的电阻、1/8W的电阻和10uF/50V的电容可以构成非常简单可靠的启动电路(图2)。图2: PT4201启动电路电流控制系统和PWM: pt4201利用光耦检测输入LED串的电流,通过改变输入脉冲频率超过输入电流来控制目的。如图3的右图所示,当发光二极管电流超过设定值时,体积 图3:光耦电路LED开路:LED阻抗开路时,流向稳压器的电流在电阻R1和R2两端产生压降,使光耦发光管关断,降低PT4201的FB。当FB降低到一定程度,PT4201转为脑出血模式,整个系统转为低功耗模式。

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所以,打开LED灯是安全的。LED短路和采样电阻短路的维护:LED阻抗再次短路时,光耦发光管两端电压等于输入电压,由于输出功率小,所以整个系统工作安全。当采样电阻再次短路时,光耦发光管两端电压为零,发光管不导通,导致FB电压缓慢飞至维持阈值。在Rosc为100欧姆的情况下,PT4201会在32 ms后自动重新开启,原工作频率:PT4201的Rosc槽有利于原PWM频率,在Rosc槽和GND之间连接一个电阻可以扩大原PWM频率(图4)。

PWM频率与原始电阻的关系遵循以下关系:Fosc=6500/Rosc。FOSC单位是KHz,Rosc单位是Kohm。

当PT4201长时间工作时,它会周期性地改变PWM工作频率来分散频率抖动,而周期性改变的频率会将EMI传导屏障扩展到更长的频谱范围,从而降低传导段的EMI屏障。图4:工作频率和前沿消隐的原始电流采样。

PT4201的CS槽的功能之一是对外部MOSFET电流进行采样,以扩大电流斜率补偿,另一个功能是获得丢弃期的MOSFET过流维持功能。PT4201通过对与功率MOSFET串联的采样电阻进行采样来对流向MOSFET的电流进行采样,流向MOSFET的电流在采样电阻Rcs上被转换成电压信号。CS和FB上的电压共同要求PWM脉冲频率。

在PWM的每个导通周期,当CS槽电压达到内部MOSFET时,会立即启动MOSFET,避免过流对器件的损坏。过流mosfet和MOSFET电流的关系可以由以下公式确定:IOC=Voc/Rcs,其中IOC为MOSFET电流,Voc为过流MOSFET,Rcs为采样电阻。内部过流的阈值与PWM频率有关。

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当PWM频率为0时,过流的阈值为0.80V V,由于变压器次级绕组整流电路反向恢复时间和初级绕组寄生电容的影响,每个PWM周期的开启时刻采样电阻上不会出现短时峰值电压。因此,在MOSFET导通后的一段时间TBLK内,PT4201不会屏蔽CS采样输出。在此期间,过电流维护将重新开始,以启动外部场效应晶体管。

这样可以防止MOSFET导通瞬间采样电阻上的电压毛刺导致误操作。PT4201得到的函数可以省去电流采样电路所需的RC滤波器(图5)。

图5:省略RC滤波器的VDD过电压维护。当系统再次出现严重故障时,例如光耦开路或对系统开路时,光耦的输入电流类似于零,导致FB端子电压下降。FB的压降不会使PT4201工作在过流维持状态,因为存在冗余的电流源阻抗,如果超过阻抗,所需电流不会使输入电压快速飞高。

由于辅助绕组的电压与输入电压成正比,输入电压的增加导致辅助绕组电压和VDD电压的增加。当PT4201检测到VDD槽电压超过过电压维持点时,脉宽调制将重新启动。当OVP启动时,由于没有能量供应阻抗和辅助绕组,VDD电压和输入电压上升,而当它降低到OVP停止电压时,新开关将长时间工作。

此时,如果故障停止,它将工作很长时间,如果故障仍然不存在,新的故障将转移到OVP维护状态(图6)。图6: vdd过压维护OUT输入驱动:PT4201的OUT引脚用于驱动功率MOSFET的栅极。优化图腾柱输入的驱动能力,在驱动强度和EMI之间做了一个很好的折中。

同时,OUT的输入高电位允许为18V,以便可能的损坏 基于PT4201的E273W离线聚光方案图7:基于PT4201的E273W离线聚光方案是应用于该线路的典型反激式流形结构,采用次级侧对系统(即光耦合对系统)来提高输入电流精度。与目前的一次侧对系统精度-5%相比,二次侧对系统的电路精度小于-2%,成本仅降低0.3RMB,但便于批量生产。3WE27的应用一般是连接三个1W的LED,每个LED的VF在3.4V -0.2V左右,一般电流在300mA-350mA。

工作原理如图7右图所示。AC85V-265V是输出,它通过L1(相当于一个保险丝,外部浪涌)和终止整流桥。整流桥输出的电压约为1.4伏特,电流约为1A。

C1是一个滤波电容,电容值的自由选择大约是阻抗功率的1-3倍。这里用3W,用4.7uF的电容,自由选择太小,纹波大,自由选择太大。

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PT4201的VDD端子最初由R4升压,然后以18V启动。启动后由变压器辅助绕组供电,电压在9-27V之间。R1、C3和D2是RCD吸收电路,用于吸收Q1通电时产生的尖峰。

增加R1可以提高吸收效果,但不会降低系统的效率。建议采用折中的方法。连接到pt 4201 RI端的电阻R7用于原始电源频率,这里将原始频率设置为65kHz。

采样电阻R8和R9连接到PT4201的CS端以设置电流。变压器是最重要的部件之一,采用反激式歧管结构。当使用Q1变频器时,变压器5和6断开和接通,D1的耐受电压为变压器输出电压/变压器输入电压的匝数比。

当Q1呈淡紫色时,变压器1和2的两端有电流,并在变压器3、4、5和6的两端积累。D1耐压是变压器输入电压x匝数比变压器输出电压。D1、T1和Q1是影响效率的关键因素,D1偏移耐受电压和T1匝数比相互抵消。电路右侧的SR1100是肖特基二极管,或者可以用慢速全恢复二极管进行整流。


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