Fortschrittliche Stromversorgung auf dem UCC28810-Chip für LED-Lampen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Im Artikel des Autors „Netzteil am UCC28810 für LED-Lampe mit einer Leistung von 18 ... 48 W“ wurde ein Netzteil für eine LED-Lampe beschrieben, das über Parameter verfügt, die eine Einstufung als High-Class (Premium) ermöglichen ) Quelle. Dem Autor ist es gelungen, das Gerät zu aktualisieren, es zu vereinfachen, die Parameter jedoch auf einem hohen Niveau zu belassen. Ein besonderes Merkmal des verbesserten Geräts ist die Verwendung eines aktiven Strommessshunts.

Um das beliebte Thema LED-Beleuchtung, nämlich die Stromversorgung von LED-Lampen, fortzuführen, möchte ich eine weitere Version des LED-Treibers vorstellen, der auf dem weit verbreiteten UCC28810-Chip basiert [1]. Dies ist eine modifizierte und vereinfachte Version der in [2] beschriebenen Quelle. Es wurde dennoch beschlossen, auf die Verwendung eines zusätzlichen aktiven Leistungskorrektors auf dem L6561D-Chip zu verzichten, der hauptsächlich dazu diente, den UCC28810-Chip mit Gleichstrom zu versorgen, wodurch die Welligkeit des Ausgangsstroms bei einer Frequenz von 100 Hz beseitigt werden konnte. In der vorgeschlagenen Version wurde das Problem der Welligkeit des Ausgangsstroms und damit der Lichtstrompulsationen der Lampe durch eine völlige Überarbeitung der Rückkopplungseinheit gelöst – und zwar durch eine Änderung des Funktionsprinzips, was auch zu einer erheblichen Vereinfachung führte Gerät um etwa ein Drittel. Zwar musste ich ein wenig Abstriche bei den technischen Eigenschaften der Stromquelle machen: Das Eingangsspannungsintervall wurde kleiner und der Leistungsfaktor nahm leicht ab, aber der Welligkeitsfaktor des Lichtstroms blieb auf dem gleichen Niveau – weniger als 1 %. Das Diagramm der resultierenden Quelle ist in Abb. dargestellt. 1.

Reis. 1. Stromversorgungsdiagramm (zum Vergrößern anklicken)

Wichtigste technische Merkmale

• AC-Eingangsspannung, V.......180...265
• Ausgang konstanter stabilisierter Strom, mA.......350
• Ausgangsspannungsintervall, V.......60...130
• Maximale Ausgangsleistung, W.......46
• Leistungsfaktor, nicht weniger ....... 0,96
• Pulsationskoeffizient des Lichtstroms, %, nicht mehr ....... 1
• Wirkungsgrad .......0,9..0,91

Der Hauptteil des LED-Treibers blieb bis auf die Nennwerte einiger Elemente unverändert. Eine Besonderheit des Sekundärteils ist ein aktiver strommessender Shunt, der seinen Widerstand abhängig vom durchfließenden Strom ändert. Sein Widerstand wird durch die Widerstände R19, R26 und den Kanalwiderstand des Feldeffekttransistors VT3 gebildet. Der Gesamtwiderstand des Shunts zu einem bestimmten Zeitpunkt hängt vom Zustand des Transistors VT3 ab. Der Komparator am Operationsverstärker DA2.1 steuert seinen Zustand und damit den Gesamtwiderstand des Shunts. Der Spannungsabfall vom Shunt über den Teiler R29R32R37 und die schützende Zenerdiode VD16 wird dem invertierenden Eingang des Komparators am Operationsverstärker DA2.2 zugeführt, der den Optokoppler U1 steuert. Die Referenzpegel für beide Komparatoren werden von einer gemeinsamen Präzisionsquelle am Parallelstabilisator DA3 eingestellt.

Im ersten Moment liegt am Ausgang des Komparators DA2.1 ein High-Pegel an, der Transistor VT3 ist geöffnet. Der Shunt-Widerstand wird in diesem Fall hauptsächlich durch den Widerstand R19 bestimmt, da der Widerstand des Transistorkanals im offenen Zustand nur etwa 65 mΩ beträgt. Da der Gesamtwiderstand des Shunts klein ist, ist der Spannungsabfall an ihm gering – kleiner als der beispielhafte Pegel am nichtinvertierenden Eingang DA2.2, daher ist der Ausgang dieses Komparators hoch und der Optokoppler geschlossen. Wenn der Strom durch den Widerstand R19 ansteigt, nähert sich der Spannungsabfall an ihm dem Schwellenwert, und wenn dieser erreicht wird, schaltet der Komparator DA2.1, sein Ausgang geht auf Low und der Transistor VT3 schließt.

Sofort steigt der Gesamtwiderstand des Shunts stark an – bis zu etwa 100 Ohm (bestimmt durch Widerstand R26). Die am Shunt augenblicklich erhöhte Spannung schaltet den Komparator DA2.2, an seinem Ausgang wird ein Low-Pegel eingestellt, der Optokoppler öffnet und die Erzeugung im Primärteil des Wandlers stoppt. Wenn außerdem der Oxidkondensator C16 entladen wird, sinkt der Spannungsabfall am Widerstand R19 unter den Schwellenwert, und der Komparator DA2.1 kehrt in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Der Transistor VT3 öffnet sich, der Gesamtwiderstand des Nebenschlusskreises sinkt wieder stark auf etwa 1 Ohm, der Komparator DA2.2 wechselt in seinen ursprünglichen Zustand, der Optokoppler schließt, die Erzeugung wird fortgesetzt und der gesamte Vorgang wiederholt sich zyklisch. Tatsächlich ist der Knoten zwischen dem VT3-Transistor und dem DA2.1-Komparator eine Modifikation der bekannten elektronischen Drossel eines Feldeffekttransistors. Nur in unserem Fall steuert diese elektronische Drossel den Betrieb des gesamten Sperrwandlers über einen Optokoppler.

Durch die Parallelschaltung der Widerstände R22, R23 lässt sich ein beliebiger Ausgangsstrom im Bereich von 290 bis 390 mA einstellen. Sie können natürlich durch einen Widerstand mit dem entsprechenden Widerstandswert ersetzt werden, beispielsweise kann für einen Ausgangsstrom von 350 mA anstelle von zwei 39-kΩ-Widerständen einer mit einem Widerstandswert von 19,5 kΩ verwendet werden. Sie können auch einen kleinen Abstimmwiderstand verwenden. Durch Auswahl des Widerstands R3 können Sie bei Bedarf den Maximalwert des Leistungsfaktors einstellen. Vorzugsweise werden die Widerstände R3, R22, R23, R25 mit einer Toleranz von 1 % verwendet. Der Feldeffekttransistor 65C6600 (VT2) kann durch jeden anderen n-Kanal-MOSFET mit einer Drain-Source-Spannung von mindestens 550 V, einem Strom von mindestens 4 A und einem Durchlasswiderstand von 1,5 Ω oder weniger ersetzt werden (z ein Transistor mit höherem Kanalwiderstand, Kühlkörper), geeignet ist beispielsweise STP5NK60Z. Der Transistor IRLL024NPBF (VT3) im SOT-223-Gehäuse kann durch einen ähnlichen Niederspannungstransistor mit einer Drain-Source-Spannung von mindestens 40 V, einem Strom von mindestens 1,5 A und einem Kanalwiderstand im offenen Zustand von Nr. ersetzt werden mehr als 200 mOhm. Alle Wicklungselemente L1, L2, T1 sind die gleichen wie im Prototyp [2].

Die Leiterplatte besteht aus einseitig laminiertem Fiberglas, ihre Zeichnung ist in Abb. dargestellt. 2. Alle Elemente zur Aufputzmontage befinden sich auf der Seite der Leiterbahnen, die Abtriebselemente auf der gegenüberliegenden Seite. Die Anordnung der Teile ist in Abb. dargestellt. 3. Fotos des zusammengebauten Geräts sind in Abb. 4 dargestellt. 5, Abb. XNUMX. Der erste Start erfolgt am besten, wie bei jeder gepulsten Quelle, über eine in Reihe geschaltete Glühlampe.

Reis. 2. PCB-Zeichnung

Reis. 3. Lage der Teile auf der Platine

Reis. 4. Aussehen des zusammengebauten Geräts

Reis. 5. Aussehen des zusammengebauten Geräts

Literatur

1. LED-Beleuchtungsleistungsregler. - URL: ti.com/lit/ds/symlink/ucc28810.pdf (15.05.16).
2. Lazarev V. UCC28810 Netzteil für 18...48W LED-Lampe. - Radio, 2016, Nr. 7, S. 18-23.

Autor: V. Lazarev

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