강력한 LED 램프. 계획, 설명

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제안된 장치를 개발할 때 220V 네트워크에서 10W 미만의 전력을 소비하고 100W 백열등에 비해 더 밝은 빛을 내는 LED 램프를 만드는 것이 과제로 설정되었습니다. HVLED805 칩[1]은 LED 전원 공급 장치의 전압 변환기의 기초로 선택되었습니다. 이를 통해 부하 회로에 옵토커플러, 전압 및 전류 센서를 사용하지 않고도 LED 부하의 전류를 안정화할 수 있으므로 전원 공급 장치가 크게 단순화됩니다. 설계는 기사 [2]에 자세히 설명된 변환기의 자동 계산을 위한 프로그램에 의해 촉진되었습니다.

쌀. 1 (확대하려면 클릭)

803W 전력 소비에서 사용된 SPHCWTHDD9WHROJC LED를 통한 안정적인 전류는 0,51A와 같아야 하며([2]의 표 3 참조), 이는 프로그램에서 계산된 최대 전류인 10A보다 약 0,45% 더 높습니다. EE13에서 EE16까지 프로그램 자기 회로에서 제안한 크기에 따라 컨버터가 필요한 LED 모드를 제공할 수 있는지 확인해야 합니다. 이는 제조된 장치의 매개변수를 모니터링하여 확인할 수 있습니다. 컨버터 모드를 조정하려면 미세 회로의 DMG 핀에 공급되는 펄스 전압 분배기의 저항과 전류 센서의 저항을 다시 계산해야 합니다. 이렇게 하려면 참조 시트 [1]의 계산 공식이나 마이크로 회로 [4]의 기술 설명을 사용해야 합니다. 저자가 개발한 기사에 첨부된 Iamp805.xls 스프레드시트를 사용할 수도 있습니다. 803A의 안정화된 전류로 SPHCWTHDD0,51WHROJC LED에 전력을 공급하기 위한 컨버터 설계의 수정된 결과는 그림 1에 표시된 회로도에 설명되어 있습니다. XNUMX.

서미스터 RK1은 네트워크에 연결되는 순간 전류 펄스를 줄입니다. 다이오드 브리지 VD1은 네트워크 전압을 정류하고, 커패시터 C1 및 C2는 정류된 전압의 리플을 평활화합니다. 이러한 커패시터와 인덕터 L1은 공급 네트워크의 임펄스 잡음을 억제하고 컨버터에서 생성된 고주파 리플이 공급 네트워크에 침투하는 것을 방지하는 필터를 형성합니다. 펄스 변압기 T1에는 2차 권선(I) 3개와 805차 권선(II 및 III) 1개가 있습니다. 1차측(I)은 역직렬 연결된 보호 다이오드 VD2와 기존 VD4 회로로 분류되어 이 권선의 전압을 제한하여 HVLED4(DAXNUMX) 마이크로 회로의 출력 강력한 전계 효과 트랜지스터를 고장으로부터 보호합니다. . 이 트랜지스터(핀 XNUMX 및 XNUMX)의 소스는 전류 센서 역할을 하는 저항 RXNUMX를 통해 미세 회로(핀 XNUMX)의 공통 와이어에 연결됩니다.

변압기 T1의 권선 II는 DA1 마이크로 회로에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 다이오드 VD4에 의해 정류되고 커패시터 C6에 의해 평활화된 전압은 전원 핀 VCC에 인가된다. 저항 R5는 다이오드 VD4를 통한 전류 펄스의 진폭을 제한합니다. 또한 저항 분배기 R1R2를 통한 권선 II의 신호는 DA6 칩의 핀 1에 공급됩니다. 기사 [1]에 설명된 대로 이 신호를 처리함으로써 마이크로 회로는 EL1 LED의 전압과 이를 통해 흐르는 전류를 제어할 수 있습니다.

권선 III은 LED EL1에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 이 권선의 전압은 다이오드 VD5에 의해 정류되고, 고주파 리플은 커패시터 C8에 의해 억제되고, 저주파 리플은 커패시터 C9에 의해 억제됩니다. 저항 R6은 전원 공급 장치의 최소 부하입니다. 주파수 보상 회로 R3C3C4는 주 주파수보다 높은 주파수에서 변환기의 기생 생성을 방지합니다. DA5 칩의 핀 5에 연결된 커패시터 C1는 EL1 LED를 통해 전류를 안정화하는 데 사용되며 이는 기사 [1]에도 설명되어 있습니다.

강력한 LED 램프
그림. 2

변환기는 두께 2mm의 단면 호일 코팅 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판(그림 1,2)에 장착됩니다. 이 보드는 0805 크기의 표면 실장 요소와 스루홀 요소용으로 설계되었습니다. 이는 절연 포스트에 있는 세 개의 나사로 램프에 고정되어 있습니다. 보드를 개발할 때 칩(DRAIN)의 강력한 스위칭 트랜지스터의 드레인 단자에 연결된 인쇄 도체가 방열판 역할을 한다는 점을 고려했습니다.

펄스 변압기 T1은 EE16/8/5 자기 회로에 감겨 있습니다. 권선 I에는 직경 120mm(권선 인덕턴스 - 2mH)의 PETV-0,21 와이어 2회, 권선 II - 직경 17mm의 PETV-2 0,1회, 권선 III - 리츠 와이어 20x10 0,12회가 포함되어 있습니다. 60mm. 층간 절연 및 층간 절연을 사용하여 프레임에 권선하는 경우 권선 I의 첫 번째 섹션 60턴을 순차적으로 배치한 다음 권선 III과 두 번째 권선 I 섹션 0,17턴, 마지막 권선 II를 권선 II에 배치합니다. 권선 I 섹션은 변압기의 자유 터미널에 연결되며 이 터미널은 보드에 납땜되지 않습니다. XNUMX차 권선에 필요한 인덕턴스를 얻으려면 다이아몬드 바늘 줄로 중앙 코어를 줄여 XNUMXmm의 비자성 간격을 형성해야 했습니다.

인덕턴스가 1...0,47mH인 초크 L1은 결함이 있는 에너지 절약 램프에서 가져왔습니다. 다이오드 VD2 및 VD3은 표면 실장을 통해 공통 지점에 연결됩니다. 저항 R4(전류 센서)는 4.1Ω, 4.2W의 두 개의 병렬 연결된 저항 R2,2 및 R0,125로 구성됩니다.

강력한 LED 램프
그림. 3

구조적으로 LED 램프는 결함이 있는 26W 소형 형광등을 기반으로 제작되었으며 전자식 안정기와 나선형 실린더가 제거되었습니다. 나머지 플라스틱 케이스에서는 방열판이 부착된 면에 25mm 너비의 창이 잘려져 있으며, 그림 3과 같이 인쇄 도체와 표면 실장 요소가 방열판을 향하도록 컨버터 보드가 배치됩니다. . 24. 60mm 폭의 인쇄 회로 기판 가장자리는 램프 본체와 접촉하는 지점에 니트로 접착제로 접착되어 있습니다. 직경 43mm, 높이 8mm의 방열판이 본체에 나사로 고정되어 있으며, EL2 LED는 M1 나사 300개와 열전도 페이스트 KPT-2을 사용하여 압착됩니다. 방열판의 효과적인 냉각 표면은 약 XNUMXcmXNUMX입니다.

테스트 중에 LED EL1의 모드가 테스트되었습니다. LED EL18의 직접 전압은 0,52A 전류에서 176V였습니다. 이 모드는 실험실 자동 변압기를 사용하여 254...4.1V 범위 내에서 공급 전압을 변경할 때 안정적으로 유지되었습니다. 필요한 경우 저항 R4.2 및 R4를 선택하여 전류 센서 RXNUMX를 형성하여 LED 전류를 조정할 수 있습니다.

처음 켜졌을 때 스위칭 트랜지스터 전류의 피크 값과 모양은 전류 센서인 저항 R4의 전압 강하에 의해 모니터링되었습니다. 전류 펄스의 모양은 톱니 모양입니다. 측정된 피크값 0,28A는 프로그램으로 시뮬레이션한 최대값 0,303A보다 작습니다. 그 결과 자기회로의 포화가 없는 것으로 확인되었습니다.

단락 및 부하 차단 모드에서의 컨버터 작동이 테스트되었습니다. 이 테스트의 결과는 프로그램에 따른 계산과 일치했습니다. 0,2A의 부하 전류에서 컨버터는 132kHz의 주파수에서 단일 밸리 스킵 모드로 작동합니다. 부하 전류가 0,4A로 증가하면 첫 번째 밸리에서 스위칭이 발생하고 주파수는 140kHz로 증가합니다. 부하 전류가 0,53A로 더 증가하면 주파수는 105kHz로 감소합니다.

부하 폐쇄 모드에서 컨버터는 13,5kHz의 주파수에서 2μs 미만의 지속 시간으로 짧은 펄스를 생성합니다. 부하(LED)가 없으면 컨버터는 약 20V의 출력 전압을 유지하여 2,17kHz 주파수의 펄스 버스트를 생성합니다.

측정된 컨버터 효율은 82V의 주전원 전압에서 220%입니다. 측정 결과 정상 상태 열 조건에서 마이크로 회로의 온도는 54°C를 초과하지 않는 것으로 나타났습니다. LED 램프(그림 3)에서 정상 상태의 LED 하우징 온도는 62°C를 초과하지 않습니다. 2,24 °C/W의 결정 케이스 전이의 열 저항을 고려하면 결정 온도는 62 + 9-2,24 = 82 °C로 추정할 수 있으며 이는 최대 허용 값인 150 °C보다 훨씬 낮습니다. [3 ] 장치의 내구성 보장 측면에서 상당히 수용 가능합니다.

강력한 LED 램프
그림. 4

LED 램프와 100W 백열등을 비교하려면 두 램프의 빛이 같은 거리에서 우유빛 플렉시글라스 판 위로 향하게 됩니다. 그림에서 볼 수 있듯이. 도 4에서 오른쪽에 위치한 LED 램프의 광점은 백열등의 광점보다 눈에 띄게 밝다.

문학

네트워크 전원 공급 장치 스위칭용 Kosenko S. HVLED805 마이크로 회로 - Radio, 2012, No. 11, p. 40-42.
Kosenko S. VlPer-plus 시리즈의 미세 회로에 대한 SMPS 계산. - 라디오. 2012년 12호, p. 19, 20.
사양 모델: SPHCWTHDD803 WHROJC. - simpex.ch/fileadmin/bereiche/systemkomponen ten/News/24082011/SPHCWTHDD803WHR0JC.pdf.
파이마리 감지 HVLED805를 갖춘 오프라인 LED 드라이버입니다. - st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00287280.pdf.

저자: S. Kosenko

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