Питание светодиодов от широкого диапазона постоянных напряжений – скажем, от 30 до 380 В – без потери значительной мощности в регулирующем блоке является сложной задачей, когда ток светодиода должен быть постоянным. Существуют специализированные драйверы светодиодов, но они, как правило, предназначены для построения повышающих структур и поэтому не подходят для высоких входных напряжений. Высоковольтный контроллер NCP1200A может служить стабилизированным источником тока, если последовательно с силовым MOSFET включить простой дроссель. Если между дросселем и MOSFET включить светодиоды, то схема превращается в экономичный источник света. Кроме того, нет необходимости в трансформаторе или каком-либо внешнем источнике питания, поскольку контроллер напрямую подключается к выпрямленному высокому напряжению и, таким образом, питает себя сам (Рисунок 1).
 |
|
| Рисунок 1. | Высоковольтный контроллер является идеальным автономным драйвером светодиодов. |
Схема заставляет ток в дросселе L1 и светодиодах нарастать до тех пор, пока падение напряжения на резисторе R3 не достигнет значения VFB/3.3 В. В этот момент силовой коммутатор Q1 выключается, а ток намагничивания продолжает циркулировать в дросселе и светодиодах благодаря диоду свободного хода D1. Для поддержания «чистого» тока в светодиодах индуктивность дросселя L1 должна быть достаточно большой, чтобы пульсации не превышали приемлемого уровня, и при высокой нагрузке контроллер не уменьшал время включения ключевого транзистора tON ниже минимального значения 400 нс. Из-за большого времени обратного восстановления светодиодов необходимо к внутренней схеме гашения переднего фронта подключить внешний фильтр, состоящий из элементов R2 и C1. Резистор R1 устанавливает уровень обратной связи по напряжению; поддержание напряжения ниже 3.3 В предотвращает срабатывание внутренней защиты NCP1200A от короткого замыкания. В данном примере при напряжении обратной связи 2.5 В величина пикового тока в такой ситуации составит 2.5/3.3/4.7 = 161 мА.
В этом приложении напряжение в линии достигает 380 В постоянного тока. В установившемся режиме L1 и VIN определяют время включения, тогда как напряжение VFTOTAL, приложенное к L1, задает уровень снижения тока в выключенном состоянии. Напряжение VFTOTAL равно сумме прямых напряжений светодиодов и прямого падения напряжения на диоде свободного хода. В этом примере общее напряжение достигает приблизительно 12 В. Очевидно, что оно может меняться в зависимости от типа светодиодов, которыми управляет схема, особенно в случае белых светодиодов, прямое падение напряжения на которых составляет около 3 В. Для расчета значения индуктивности, соответствующего требованиям приложения, достаточно нескольких строк алгебры:
и
где
tOFF – время выключенного состояния ключа,
ΔI – пульсации тока дросселя L1,
VIN – входное постоянное напряжение.
Поскольку схема работает в режиме непрерывного тока, сумма времени включения и времени выключения дает период частоты переключения микросхемы NCP1200AP60:
где fS – частота переключения. Выделение L1 из последней формулы дает
Если выбрать значение пикового тока пульсаций равным 20 мА при напряжении 380 В, то
Исходя из этого значения, можно проверить минимальное время включения
которое, как видим, больше минимального предела.
Купить NCP1200 на РадиоЛоцман.Цены
