Справочник типовых решений с применением светодиодов

Справочник типовых
решений с применением
светодиодов
www.ti.com/led
IV квартал 2009 г.
2
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Ô
Содержание
Конфигурация
светодиодов
Способы
регулировки
яркости
Входное
напряжение
VIN
Выходное
напряжение
VOUT (ВDC)
Устройство подсветки
ЖКИ небольшого размера
с цифровой и ШИМрегулировкой яркости
10 последовательных
светодиодов
Цифровая
или ШИМрегулировка
3–18 ВDC
Устройство подсветки
ЖКИ небольшого размера
с малым падением
напряжения
4 параллельных
светодиода
(2 группы по 2
единицы)
–
3 последовательных
светодиода
Драйвер устройства
подсветки ЖКИ большого
размера
Драйвер постоянного тока
с частотно-импульсным
управлением
Топология драйверов
светодиодов
Выходной ток
IOUT (мА)
Устройство
Стр.
26 или 38
(максимум)
700 (максимум)
TPS61160/1
4
2,5–5,5 ВDC
3 (типичное
значение)
25 на светодиод
TPS7510x
6
Цифровая
или ШИМрегулировка
3–12 ВDC
5 (типичное
значение)
350
TPS61165
8
Не более 96
светодиодов (12
последовательных
светодиодов, 8
цепей)
Аналоговая
или ШИМрегулировка
4–24 ВDC
16–48
320
TPS61195
10
3–13
последовательных
светодиодов
–
180–265 ВAC
10–48,5
700
UCC28810
12
Повышающий регулятор
с частотно-импульсным
управлением
80 последовательных
светодиодов
Симисторный
регулятор
освещения
150–264 ВAC
300 (максимум)
350
UCC28810
14
Устройство, заменяющее
стандартную лампу
накаливания
7–9
последовательных
светодиодов
Симисторный
регулятор
освещения
90–130 ВAC
24–32
450
UCL64001
18
Драйвер мощностью 25 Вт
с регулировкой яркости
и частотно-импульсным
управлением
10 последовательных
светодиодов
Симисторный
регулятор
освещения
85–305 ВAC
33–38
700
UCC28810
20
Драйвер постоянного тока
без гальванической
развязки мощностью
100 Вт с частотноимпульсным управлением
15–30
последовательных
светодиодов
ШИМ
90–265 ВAC
55–100
900
UCC28810
22
Драйвер постоянного
тока с гальванической
развязкой мощностью
110 Вт с частотноимпульсным управлением
7–15
последовательных
светодиодов
(не более 4 цепей)
Аналоговая
или ШИМрегулировка
90–265 ВAC
22–60
500
UCC28810
24
Драйвер светодиодов
мощностью 10 Вт с ШИМ
для работы в "зеленом"
режиме
3–6
последовательных
светодиодов
–
120–290 ВAC
24 (типичное
значение)
350
UCL64010
26
Тройной драйвер светодиодов с беспроводным
управлением
3 параллельных
светодиода
(трехцветных)
–
4,5–5,5 ВDC
3 (типичное
значение)
300 на один
TPS62260
28
1
Два уровня
1,2–5 ВDC
5 (типичное
значение)
600
TPS63000
30
Повышающий драйвер
со встроенным
выключателем
4–8
последовательных
светодиодов
Аналоговая
или ШИМрегулировка
5–12 ВDC
Входное
напряжение VIN
– не более 38
2000 (максимум)
TPS61500
32
Несинхронный
повышающий драйвер
светодиодов
10 последовательных
светодиодов
(1–2 цепи)
–
9–18 ВDC
40 (максимум)
700 или 350
TPS40211
34
Драйвер с несимметрично
нагруженной первичной
индуктивностью (SEPIC)
с широким диапазоном
входных напряжений
постоянного тока
4 последовательных
светодиода
–
8–40 ВDC
13 (типичное
значение)
350
TPS40211
36
Фонарь мощностью 3 Вт
на солнечных батареях
3 последовательных
светодиода
Аналоговая
или ШИМрегулировка
4,5–7,4 ВDC
10,5 (типичное
значение)
350
TPS61165
38
Устройство подсветки
ЖКИ среднего размера
Низковольтное устройство для повышения и понижения напряжения для
светодиодного фонаря
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
3
Ô
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Пособие для решения задач в области проектирования освещения
Пособие для решения задач в области проектирования освещения Справочник
типовых решений для светодиодов представляет собой полезный инструмент,
который поможет пользователю справиться с трудностями, возникающими при
проектировании освещения. Разработчики, которым необходимы инновационные и
доступные решения в области светодиодного освещения, смогут достичь требуемых
результатов с помощью широкого ассортимента преобразователей AC/DC и DC/
DC, драйверов светодиодов, устройств управления питанием, беспроводных и
проводных интерфейсных и встроенных процессоров производства компании TI.
Разработчик сможет не только управлять усилителем мощности, но и
регулировать токи светодиодов, благодаря чему снимается необходимость
установки многочисленных комплектующих и уменьшается стоимость системы.
В системах можно предусмотреть тщательное управление устройством
регулирования тока и напряжения, что позволит задавать точные характеристики
интенсивности освещения и смешивания цветов, контролировать температуру
в целях предотвращения термической нестабильности, регулировать яркость
света посредством системы интеллектуального адаптивного затемнения, а
также выявлять неисправности (сбои тока и напряжения, обрыв цепи). Связь с
внешними системами можно организовать посредством линий электропередачи,
беспроводных технологий или интерфейсов.
Дизайнеры современных систем светодиодного освещения все чаще
сталкиваются с задачами достижения необходимой производительности и
надежности этих систем. Типовые решения TI с применением светодиодов
позволяют быстро разрешать эти задачи.
Решения TI в области общего освещения, рекламной, автомобильной и задней
подсветки, сопровождаемые комплексной технической поддержкой, см. на вебсайте
www.ti.com/lighting.
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
TI предлагает типовые
решения в области
освещения.
• Т
очность воспроизведения на
уровнях от канала к каналу
и от кристалла к кристаллу
позволяет оптимальным образом
настраивать цвета и яркость
досок объявлений и мониторов в
системе цветопередачи RGB.
• Малый размер, высочайшая
эффективность, программируемые
контроллеры подсветки на основе
органических и светодиодов.
• Мигающие маломощные
светодиоды, выполняющие роль
индикаторов на автомобильных
мониторах или игровых автоматах.
• Контроллеры для питания и
регулировки белых и цветных
светодиодов повышенной яркости
для архитектурной подсветки и
переносных систем освещения.
• Питание батарей светодиодов
повышенной яркости,
используемых в системах уличного
освещения или вместо разрядных
ламп высокой интенсивности,
осуществляется от источника
переменного тока.
• Высокоинтегрированные
однокристальные системы и
приемопередатчики ZigBee®
позволяют организовать
беспроводное управление
освещением и домашнюю
автоматизацию.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
4
Устройство подсветки ЖКИ небольшого размера
с цифровой и ШИМ-регулировкой яркости
Ô TPS61160/1
Описание
Повышающий преобразователь
TPS61160/1 напряжением 40 В со
встроенным переключателем на
полевых транзисторах питает до
10 последовательно расположенных
светодиодов. Повышающий
преобразователь позволяет
использовать светодиоды повышенной
яркости в системах общего
освещения и работает при постоянной
частоте 1,2 МГц с порогом по току
переключения 0,7 А.
Как показано на приведенной ниже
стандартной схеме применения
устройства, по умолчанию сила тока
белого светодиода устанавливается с
помощью внешнего точного резистора,
RSET, а напряжение обратной связи
стабилизируется на уровне 200 мВ.
Ток светодиода можно регулировать
посредством однопроводного
цифрового интерфейса (протокол
EasyScale™) с помощью контакта
CTRL. Как вариант, на контакт CTRL
можно подать сигнал ШИМ, чтобы
опорное напряжение обратной связи
определялось циклом нагрузки. Как
в цифровом, так и в ШИМ-режиме
устройство TPS61160/1 не производит
всплески тока светодиодов; таким
образом, оно не создает слышимого
шума на выходном конденсаторе. Для
защиты обрыва цепи светодиодов
в TPS61160/1 встроена схема,
предотвращающая превышение
максимальных величин номинальной
мощности на выходе.
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS61160
Информация для заказа1
Температура
среды TA
Защита от обрыва цепи
светодиодов (типичное значение)
Корпус2
Маркировка
корпуса
26 В
TPS61160DRV
BZQ
38 В
TPS61161DRV
BZR
–40 °C – 85 °C
1
Актуальная информация для заказа и сведения о корпусах содержатся на веб-сайте www.ti.com/sc/device/TPS61160.
Корпус DRV выпускается в ленте на бобине. Для заказа 3 000 единиц на бобину к артикулу следует добавить индекс
R (TPR61160DRVR). Для заказа 250 единиц на бобину к артикулу следует добавить индекс T (TPS61160DRVT).
2
Стандартная схема применения
L1
22 мкГн
VI 3–18 В
C1
1 мкФ
D1
C2
1 мкФ
TPS61161
Вкл/Выкл
Регулировка яркости
Управление
VIN
SW
CTRL
FB
COMP
C3
220 нФ
L1: TDK VLCF5020T-220MR75-1
C1: Murata GRM188R61E105K
C2: Murata GRM21BR71H105K
D1: ONsemi MBR0540T1
GND
Rset
R10:
20 мА
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Устройство подсветки ЖКИ небольшого размера
с цифровой и ШИМ-регулировкой яркости
Ô
TPS61160/1
5
КПД в зависимости от выходного тока
Линейность ШИМ-регулировки яркости: напряжение
обратной связи в зависимости от цикла нагрузки ШИМ
Пульсация на выходе при ШИМ-регулировке яркости
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Устройство подсветки ЖКИ небольшого размера
с малым падением напряжения
6
Ô
TPS7510x
Описание
Линейный источник тока с малым
падением напряжения TPS7510x
является оптимальным решением для
систем светодиодной подсветки малой
мощности, например, клавиатур и
навигационных панелей. Устройство
обеспечивает стабилизированный
ток для питания четырех различных
светодиодов, организованных в две
группы по два светодиода в топологии
с общим катодом. При отсутствии
внешнего резистора источник тока
программируется изготовителем;
заданный уровень тока, как правило,
характеризуется погрешностью ±0,5 %.
Для задания пользователем значений
яркости повышенной точности можно
дополнительно использовать внешний
резистор. С помощью подачи ШИМсигнала на каждый работающий
контакт можно отключить яркость
или увеличить ее до максимального
значения. В каждой группе имеется
независимый элемент управления
включением и яркостью, но при этом
токи всех четырех каналов сопряжены
друг с другом. В качестве источника
питания могут использоваться
литий-ионные аккумуляторы,
в результате чего устройство
TPS7510x, может подавать до 25 мА
на один светодиод. Неприменение
внутренних коммутационных
сигналов обеспечивает отсутствие
электромагнитных помех. Устройство
TPS7510x выпускается в масштабе
кристалла с 9 шариковыми
контактами, расстояние между
которыми составляет 0,4 мм (WCSP), в
корпусе сверхмалого размера, а также
в корпусе SON размером 2,5 x 2,5 мм с
10 контактами, что представляет собой
компактное комплексное решение для
мобильных телефонов и переносных
систем подсветки.
На первый взгляд, применение
линейной схемы с малым падением
напряжения для питания светодиодов
может показаться непрактичным
из-за низкого КПД линейных
регуляторов. Однако КПД устройств
с малым падением напряжения часто
недооценивают. КПД этих устройств
зависит только от соотношения
входного и выходного напряжений;
следовательно, КПД питания белых
светодиодов может быть довольно
высоким. Например, при питании
белого светодиода напряжением 3 В
от литий-ионной батареи 3,6 В КПД
светодиода равен 83 %.
эффективностью.
На рисунке 2 представлены данные
о КПД устройства TPS75105
в зависимости от типа белых
светодиодов при использовании литийионной батареи. КПД светодиодов
при питании от устройства TPS75105
сравним с КПД других драйверов
белых светодиодов или превышает его.
На рисунке 3 демонстрируется
КПД светодиодов при питании от
устройства TPS7510x в зависимости
от разряда литий-ионной батареи.
Средний КПД для всех разрядов
составляет свыше 80 % для каждой
из трех кривых и до 90 %, если
напряжение светодиода VLED = 3,3 В.
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS75105
На рисунке 1 представлена
стандартная схема применения
TPS75105. Необходимо учитывать,
что для питания белых светодиодов
данное устройство не требуется
оснащать внешними комплектующими.
Данное комплексное техническое
решение отличается сверхмалым
размером и высокой экономической
Технические характеристики устройства
Устройство
TPS7510x
Входное
напряжение
VIN
2,5–5,5 В
Светодиоды
Максимальная
пульсация тока
∆IDX MAX
2 x 2 мм
25 мА
Напряжение
затухания
Пульсация тока
∆IDX
Корпуса
28 мВ
±2 %
WCSP, DSK
Виды корпусов TPS7510x
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Устройство подсветки ЖКИ небольшого размера
с малым падением напряжения
Ô
TPS7510x
7
Рис. 1. Стандартная схема применения
ВКЛ
ENA
ВЫКЛ
ВКЛ
Ȼɚɬɚɪɟɹ
ВЫКЛ
3,6 В
VIN
D1A
ENB
D2A
ISET
D1B
GND
D2B
Произвольно
Рис. 2. Данные о КПД
Рис. 3. КПД светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
8
Устройство подсветки ЖКИ среднего размера
Ô
TPS61165
Описание
Повышающий преобразователь
напряжением 40 В TPS61165 со
встроенным переключателем на
полевых транзисторах приводит в
действие до 10 последовательно
расположенных светодиодов.
Повышающий преобразователь
позволяет использовать светодиоды
повышенной яркости в системах
общего освещения и работает при
постоянной частоте 1,2 МГц с порогом
по току переключения 0,7 А.
Как показано на приведенной ниже
стандартной схеме применения
устройства, по умолчанию сила тока
белого светодиода устанавливается с
помощью внешнего точного резистора,
RSET, а напряжение обратной связи
стабилизируется на уровне 200 мВ.
Ток светодиода можно регулировать
посредством однопроводного
цифрового интерфейса (протокол
EasyScale™) с помощью контакта
CTRL. Как вариант, на контакт CTRL
можно подать сигнал ШИМ, чтобы
опорное напряжение обратной связи
определялось циклом нагрузки. Как
в цифровом, так и в ШИМ-режиме
устройство TPS61160/1 не производит
всплески тока светодиодов; таким
образом, оно не создает слышимого
шума на выходном конденсаторе. Для
защиты от обрыва цепи светодиодов
в TPS61165 встроена схема,
предотвращающая превышение
максимальных величин номинальной
мощности на выходе.
Устройство TPS61165 выпускается в
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS61165
Сила тока светодиодов в зависимости от входного напряжения и
количества светодиодов
Входное
напряжение
3В
5 В
12 В
3 светодиода
200 мА
350 мА
820 мА
6 светодиодов
100 мА
175 мА
410 мА
8 светодиодов
70 мА
120 мА
300 мА
Примечание. Предполагается, что прямое падение напряжения светодиодов составляет 3,5 В, а коэффициент
полезного действия преобразования TPS61165 равен 80 %.
Стандартная схема
применения
L1
10 мкГн
VIN 5 В
C1
1 мкФ
D1
C2
1 мкФ
TPS61165
VIN
Вкл/Выкл
Регулировка яркости
Управление
компактном корпусе QFN размером 2 x
2 мм с заземляющим выводом.
CTRL
COMP
C3
220 нФ
SW
350 мА
FB
GND
Rset
R57:
L1: TOKO #A915_Y-100M
C1: Murata GRM188R61A475K
C2: Murata GRM188R61E105K
D1: OSRAM LW-W 5SM
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Устройство подсветки ЖКИ среднего размера
9
TPS61165
Ô
КПД в зависимости от выходного тока
Пуск
Линейность ШИМ-регулировки яркости: напряжение
обратной связи в зависимости от цикла нагрузки ШИМ
Пульсация на выходе при ШИМ-регулировке яркости
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
10
Драйвер устройства подсветки ЖКИ большого размера
Ô
TPS61195
Описание
входные данные о цикле нагрузки
ШИМ преобразуются в аналоговый
сигнал для линейного регулирования
сигнала тока белого светодиода
в диапазоне яркости 12,5–100 %.
Кроме того, устройство позволяет
добавлять ШИМ-регулировку яркости
в случае, когда аналоговый сигнал
удерживает ток белого светодиода
на уровне 12,5 %. Если это значение
составляет менее 12,5 %, аналоговый
сигнал преобразуется в информацию о
цикле нагрузки ШИМ для регулировки
включения и выключения тока белого
светодиода и усреднения тока белого
светодиода до 1 %.
Устройство TPS61195 представляет
собой высокоинтегрированное
техническое решение для подсветки
ЖКИ большого размера. Устройство
оснащено высокопроизводительным
встроенным повышающим регулятором
со встроенным силовым МОПтранзистором 3 А, 50 В. Регулировку
и согласование тока осуществляют
восемь высокоточных регуляторов
токов нагрузки. В целом устройство
поддерживает до 96 белых
светодиодов. Помимо прочего,
повышающий выход автоматически
регулирует собственное напряжение
в зависимости от прямого падения
напряжения белого светодиода в целях
повышения КПД.
В устройстве TPS61195 предусмотрены
защита от сверхтоков и коротких
замыканий, плавный пуск и
Устройство TPS61195 поддерживает
несколько способов регулировки
яркости. При непосредственной
ШИМ-регулировке яркости ток белого
светодиода включается и выключается
в рамках цикла нагрузки, и частота
определяется встроенным ШИМсигналом. В режиме ШИМ-регулировки
яркости частота данного сигнала
программируется резистором, тогда
как цикл нагрузки контролируется
внешним ШИМ-сигналом от контакта
ШИМ. В аналоговых комбинированных
режимах регулировки яркости
отключение при перегреве. Кроме
того, данное устройство обеспечивает
программируемую защиту от
выходного перенапряжения, причем
пороговое значение регулируется
посредством внешних резистора и
делителя.
Устройство TPS61195 оснащено
встроенным линейным регулятором
для источника питания с интегральной
схемой и выпускается в корпусе QFN
размерами 4 x 4 мм.
Веб-ссылки
Образцы разработки:
www.ti.com/powerreferencedesigns
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS61195
Сила тока светодиодов в зависимости от входного напряжения и
количества светодиодов
Минимальное
значение
Показатель
Максимальное
значение
Единица измерения
Входное напряжение
4,0
24
В
Выходное
напряжение
16
48
В
Номер канала
—
8
—
Выходной ток
0
0,32
А
Частота
переключений
600 КГц
1 МГц
—
Схема устройства TPS61195
L1
10 мкГн
4~24 В
D1
C3
1 мкФ
C1
4,7 мкФ
VIN
C2
0,1 мкФ
VIN
VDDIO
PGND1
PGND2
SEL
VDDIO
Интерфейс
ШИМ
Цифровой
Системная
управляющая
шина
Open
ШИМ
ШИМ
GND
ШИМ
ШИМ
R*
Комбинированный
режим
ШИМ
R6
46,4 кОм
Вт
DPWM
FDIM
FDPWM
Режим
регулировки
яркости
R5
1 МОм
OVP
EN
200 Гц
VIN
До 48 В
R2
40 кОм
Вт
R3
523
кОм Вт
TPS61195
SEL
R1
65 кОм
Вт
R4
953 кОм Вт
FSW
IFB1
IFB2
IFB3
IFB4
IFB5
IFB6
IFB7
IFB8
ISET
SDA
SCL
AGND
* Сопротивление относительно земли — 510 кОм.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Драйвер устройства подсветки ЖКИ большого размера
11
TPS61195
Ô
КПД регулировки яркости при входном напряжении
VIN = 10,8 В; 9s8p
Форма кривой регулировки яркости в
комбинированном режиме: яркость 20 % —
обычный аналоговый режим
Линейность тока ШИМ-регулировки яркости при
входном напряжении VIN = 10,8 В
Форма кривой регулировки яркости в
комбинированном режиме: режим яркости 8 %
Линейность тока регулировки яркости в
комбинированном режиме при входном напряжении VIN
= 10,8 В
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
12
Драйвер постоянного тока с частотно-импульсным управлением
Ô
UCC28810 PMP4501
Описание
Устройство PMP4501 представляет
собой гальванически развязанный
автономный преобразователь
АC в DC с частотно-импульсным
управлением, предназначенный для
применения в системах коммерческого
светодиодного освещения и обычных
гальванически развязанных
драйверов светодиодов. Устройство
PMP4501 является одноступенчатым
обратноходовым преобразователем с
частотно-импульсным управлением,
который обеспечивает мощность до
34 Вт при входном напряжении 180–
265 ВAC и имеет выходное напряжение
10–48 В при постоянном выходном токе
700 мА ±2 %.
В PMP4501 предусмотрена
регулировка тока на стороне второго
контура для цепи светодиодов.
Защита от перенапряжения позволяет
предотвратить подачу опасных
значений входного напряжения в
случае обрыва цепи светодиодов.
Токочувствительный усилитель
сокращает рассеивание мощности
точного резистора и тем самым
повышает общий КПД. Внутреннее
опорное напряжение операционного
усилителя обеспечивает идеальную
регулировку тока светодиодов в
зависимости от выходной мощности
и входного напряжения. Устройство
PMP4501 отличается высоким КПД
(пиковое значение составляет 90 %)
и высокими удельной мощностью и
Технические характеристики устройства
КомплекОписание
тующие
UCC28810
UCC28810
PMP4501 34-W
Второй токовый
TL103W
контур
Диапазон
входных
напряжений
VIN (AC)
180
Диапазон
выходных
напряжений
VOUT (DC)
10 В
265
48,5 В
коэффициентом мощности. Данный
образец обеспечивает защиту от
обрывов и коротких замыканий в
цепях светодиодов, а регулирующая
ступень характеризуется простотой и
надежностью конструкции.
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/UCC28810
Количе- Выход- Выходная
Умень- Повыство ной ток мощность
Частотношение шение ОтладочсветоIOUT
POUT
импульсное
ярко- ярконый
диодов (макс.)
(макс.)
КПД управление ISO
сти
сти
модуль
3-13
700 мА
34 Вт 89 %
Да
Да
Нет
Нет
Техническое
решение
L1
1 мГн
R1
100 кОм
R2
C2
22 кОм 10
R3
нФ
R4
22 кОм
100 кОм
D4
S1KB
Q1
D7
PZT2222A MURA140T3
C1
0,1 мкФ
2
20 мГн
D1
DF06S
3
C3
0,15 мкФ
275 В AC
1
F1
1 А / 250 В L2
4
TP2
TP1
Схема типового решения устройства PMP4501
D2
BYG10M
R9
1,5 МОм
R6
100 кОм
D3
BYG10M
C1
1 мкФ
R10
6,98
кОм
R14
1,5 МОм
C6 +
100 мкФ
25 В
U2
UCC28810D
1
VSNS
2
EAOUT
3
VINS
4
ISNS
R19
11 кОм
C9
22 нФ
D6
BAS16
R22
330
VDD
GDRV
GND
TZE
C11
0,1 мкФ
8
7
6
5
D8
15 В
R7
10 +
кОм
D11
MBR0520L
R8
C7 2,2
47 мкФ
63 В
R16
10
C12 R20
R21
10 пФ47,5 кОм47,5 кОм
C14
DNP
Q2
STB7NK80ZT4
T1
G094010LF
5
A
D5
PDU540-13
7
4
8
2
9
1
10
C8
1000 пФ Y1
C4 +
470 мкФ
63 В
J1
10...48 В . 700 мА
GND
R5
0,15
R11
1 кОм
R13
1 кОм
R12
23,7
кОм
D9
MURA120T3
R18
10 кОм
6
D10
51 В
5
7
C10
47 мкФ
35 В
Q3 3904
+
R17
2,49 кОм
U1:B
TL103WID
TP3
TP4Только
для
испытаний.
R17 = 50 Вт
TP5
D12
R23 12 В
0,82
2,21 кОм
4
1
3
+
1
2
C5
470
мкФ
63 В
R24
C13
R27
10
кОм
1 мкФ
8
1
2
C16
D13
1 мкФ
BAW56
U3
+
TCMT1107 C15
47 мкФ
35 В
4
2
3
R25
10
кОм
R28
R26
10 кОм
U1:A
TL103WID
3,32 кОм
C17
220 мкФ
Другие технические решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник технических решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Драйвер постоянного тока с частотно-импульсным управлением
13
UCC28810 PMP4501
Ô
Плата PMP4501
Регулировка выходного тока IOUT в зависимости от
выпрямленного эквивалентного линейного напряжения
и выходной мощности
КПД в зависимости от выпрямленного эквивалентного
линейного напряжения и выходной мощности
Пульсация выходного тока. Входное напряжение =
230 ВAC, выходное напряжение = 48 В при 700 мА
Коэффициент мощности в зависимости от линейного
напряжения и выходной мощности
Входные ток и напряжение переменного АС при полной
нагрузке и номинальном входном напряжении
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
14
Повышающий регулятор с частотно-импульсным управлением
Ô
UCC28810 PMP3976
Описание
Представленная ниже схема PMP3976,
представленная ниже, разработана для коммерческого светодиодного осветительного прибора. Топология преобразователя с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью обладает следующим преимуществом над топологией обратноходового преобразователя: формы коммутационных кривых силового полупроводника уменьшаются, что позволяет применять более низкое напряжение и, следовательно, более производительные комплектующие. Благодаря
этому КПД в данном случае повышается приблизительно на 2 %. Помимо этого, в преобразователе с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью возникает меньше "звона", что
упрощает фильтрацию электромагнитных помех.
Для формирования кривой входного
тока в схеме светодиодного освещения
используется повышающий регулятор
UCC28810, работающий в переходном
режиме. Работа схемы начинается с автономной зарядки конденсатора C6.
Питание работающего регулятора осуществляется с помощью вспомогатель-
ной обмотки индуктора SEPIC. Выходной конденсатор относительно большой емкости ограничивает прерывистый ток светодиодов до 20 % постоянного тока. Следует отметить, что переменный ток и сила токов в преобразователе SEPIC, работающем в переходном режиме, довольно высоки, вследствие чего для снижения потерь в индукторе необходимо использовать многожильные провода и материал сердечника с малыми потерями.
на силовых полупроводниковых приборах. Как видно из формы кривой тока,
коэффициент мощности также имеет
довольно высокое значение — свыше
96 %.Интересно, что имеет не вполне
синусоидальную форму, но демонстрирует некоторую крутизну на переднем
и заднем фронтах. Это вызвано тем,
что схема измеряет не входной ток, а
ток коммутации. Тем не менее, форма кривой соответствует европейским
требованиям к синусоидальным токам.
Далее приводятся результаты лабораторных испытаний опытного образца,
произведенного в соответствии с указанной схемой. КПД в европейском линейном диапазоне имеет довольно высокое значение, пик которого составляет 92 %. Такой высокий КПД достигается посредством ограничения "звона"
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/UCC28810
Типовые решения:
www.ti.com/powerreferencedesigns
Технические характеристики устройства
Показатель
Минимальное
значение
Типичное
значение
Максимальное
значение
Единица
измерения
Входное
напряжение
150
—
264
Напряжение VAC
Выходное
напряжение
—
—
300
В
Выходной ток
—
0,350
—
А
Схема устройства PMP3976
Вход 150–240 В AC
NTRL
C102
0,22
мкФ
TP3
4
2
1
TP1
D2
KBP06G
L1
4 мГн
F1
1,6 А / 250 В
3
LINE
C101
0,22
мкФ
1
+
2
3
AC
R1
200 кОм
0,25 Вт
AC
RT1
2,5Вт
–
4
1
R3
200 кОм
0,25 Вт
U1
TLV431AIDBZ
R4
1,1 МОм
0,25 Вт
R11
1,1 МОм
0,25 Вт
1
1
R9
100 кОм
1
R15
15 кОм
1
R7 200 кОм
C4
100 пФ
R8
100 кОм
R5 49,9 кОм
C100
100 пФ
1
R20
100 кОм
R16
1 кОм
C9
22
мкФ
1
2
3
4
C11
2,2
мкФ
U2
UCC28810D
VSNS
VCC 8
COMP
DRV 7
MULTIN GND 6
CS
ZCD 5
1
C12
1000
пФ
R18
15 кОм
1
1
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
UCC28810 PMP3976
Образец платы PMP3976, вариант B
15
Ô
Повышающий регулятор с частотно-импульсным управлением
Коэффициент мощности
Данная схема относится к плате с печатным монтажом PMP3976, вариант A.
C1 0,47 мкФ
T1
750 мкГн
C2
0,22 мкФ
1
1
7
2
8
1
TP2
D1 MUR8100E
4
+
C3
330 мкФ
0
1
5
D3 MMSD914
J1
R101
100 кОм
0,5 Вт
R23
20
+
C5
0,1 мкФ
+6
1
C6
100 мкФ
25 В
R10
15 кОм
1
D4
180 В
C10
10 пФ
R19
0,5
1 Вт
1
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
R6
100 кОм
Q2
MMBT3904
Q3
SPP06N80C3
R17 301
C7
1000 пФ
R13
100
кОм
–LED
TP4
1
R100 10
+
+LED
3
R2
3,6
1 Вт
R102
100 кОм
0,5 Вт
1
1
2
1
D5
180 В
Q1
MMBT2907
R12 1 кОм
C8
1000 пФ
1
D100 MMSD914
1
TP5
R21 511
TP6
Справочник типовых решений с применением светодиодов
16
Повышающий регулятор с частотно-импульсным управлением
Ô
UCC28810 PMP3976
Ток нагрузки: ток в цепи светодиодов с входной
мощностью 230 ВAC
Коэффициент гармоник
На иллюстрации выше представлено тепловое изображение платы. Температура
среды в момент съемки составляла 26 °C, принудительный поток воздуха
отсутствовал. На входе подавалось 230 ВAC.
КПД
Коэффициент гармоник
Коэффициент гармоник и предельные значения характеристик осветительного
оборудования класса C в соответствии со стандартом EN61000-3-2 приводятся
ниже; входное напряжение составляло 230 ВAC.
КПД и коэффициент мощности
Выход- Входное
ное
Входная
Выход- напря- напря- индукВыходная
ной
жение жение тивность
мощность Потеток IOUT VOUT
VIN
LIN
КМ
POUT
ри
0,349
245,4
176,4
0,544
0,980
85,64
8,398
0,349
245,3
202,6
0,473
0,979
85,61
8,208
0,350
245,3
226,3
0,430
0,975
85,86
9,201
0,350
245,3
248,4
0,399
0,969
85,86
10,184
0,350
245,3
265,7
0,378
0,962
85,86
10,763
КПД
%
91,1
91,3
90,5
89,4
88,9
Выход- Входное
ное
Входная
Выход- напря- напря- индукВыходная
ной
жение жение тивность
мощность Поте- КПД
ток IOUT VOUT
VIN
LIN
КМ
POUT
ри
%
0,348
303,9
149,9
0,803
0,988 105,75 13,168 88,9
0,349
0,349
0,349
0,349
0,349
303,3
303,8
303,3
303,2
303,0
175,2
199,9
224,8
249,8
264,2
0,677
0,588
0,527
0,482
0,461
0,983
0,984
0,983
0,978
0,975
105,85
106,03
105,85
105,82
105,75
10,742
9,634
10,604
11,938
13,004
90,8
91,7
90,9
89,9
89,0
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Повышающий регулятор с частотно-импульсным управлением
17
UCC28810 PMP3976
Ô
Частотная характеристика
Форма кривой напряжения отпирания диода
На приведенном выше графике демонстрируется частотная характеристика
контура обратной связи. На входе подавалось 220 ВAC. Нижняя кривая
коэффициента усиления строилась при выходной мощности 300 В. Верхняя кривая
коэффициента усиления строилась при выходной мощности 250 В.
На рисунке выше демонстрируется напряжение на аноде диода D1. На входе
подавалось 250 ВDC.
Линейное напряжение и форма кривой тока
Токи в обмотке индуктора
На рисунке выше демонстрируются входные напряжение и ток. Входное
напряжение составило 230 ВAC.
Форма кривой напряжения МОП-транзистора
На рисунке выше демонстрируется напряжение сток-исток на транзисторе Q3.
Входное значение — 250 В.
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
На двух рисунках выше демонстрируются токи в отдельных обмотках
индуктора.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
18
Устройство, заменяющее стандартную лампу накаливания
Ô
UCL64001 PMP4981
Описание
чрезвычайно низкозатратного
технического решения. Этот
каскад отличается надежностью,
долговечностью и высокой
эффективностью.
регулировки яркости решения
PMP4981 позволяет уменьшать
яркость цепи светодиодов до крайне
малых значений без появления
мерцания или стробоскопического
эффекта. Потребление тока из
симистора осуществляется только
при необходимости, что обеспечивает
высокий КПД оборудования при
использовании драйвера без
гальванической развязки в составе
Устройство PMP4981 представляет
собой типовое решение светодиодного
драйвера, заменяющее лампу
накаливания. Конструкция устройства,
питание которого может производиться
посредством стандартизированного
симисторного диммера с фазовой
отсечкой, оптимизирована для
работы с входными источниками
переменного тока. Функция
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/UCL64001
Технические характеристики устройства
КомплекОписание
тующие
Низкозатратное
автономное
UCL64001
устройство
PMP4885
Драйвер светоTLC372
диодного освещения
Диапазон
Диапазон вы- Количе- Выход- Выходная
Умень- Повывходных
ходных
ство ной ток мощность
Частотношение шение Отладочнапряжений напряжений
светоIOUT
POUT
импульсное
ярко- ярконый
VIN (AC)
VOUT (DC)
диодов (макс.)
(макс.)
КПД управление ISO
сти
сти
модуль
90
24
130
7–9
32
450 мА
12 Вт
79 %
Нет
Симистор
Нет
Инструкция
ШИМ
Схема устройства PMP4981
TP1
20 В AC
Симисторный
регулятор
освещения
TP3
TP5
C4
0,01 C15
мкФ
200 В
200 В
0,047
мкФ
1
+
R2
30
D3
RH04-T
TP6
3
AC
4
AC
C1
0,1 мкФ
TP2
D1
MURA120
D4
–
L2
2,10
кОм
12 В
2
470 мкГн
D2
MURA120T3
R1 + C5
D5
C6
100 пФ
R3
R5
301
кОм
2 кОм
R4
10
VDD
R10
C7
28 кОм
0,01 мкФ
U1
UCL64001
1
2
3
4
FB REF
SS VDD
RT1 OUT
RT2 GND
C9
1000 пФ
REF
R18
R17
560
8,06 кОм
Q4
3906
200 кОм
C14
1 мкФ
TP9
R16
40,2
кОм
R19
Q3
BF720
40,2
кОм
REF
R11
100
кОм
1,0
мкФ
0,01
мкФ D7 15 В
D6
15 В
7
C3
LED+
LED–
0,1 мкФ 4,7 мкФ
1,2 мГн
Q2
FQT4N25
R6
1
R8
1
R7
VDD
10 кОм
C8
8
C12
C10
R15
TP8
8
7
6
5
TP4
1 мкФ
Q1
FZT757A
301 В
C2
L1
TP7
+
C13
1,0 мкФ
R12
1
0,01
мкФ
R9
10 кОм
4 U2:A
TLC372CD
1 кОм
C11
0,01
мкФ
5
6
U2:B
TLC372CD
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Устройство, заменяющее стандартную лампу накаливания
19
UCL64001 PMP4981
Ô
Линейные ток и напряжение: регулятор освещения в
положении максимальной мощности
Ток и напряжение светодиодов: регулятор освещения в
положении половинной мощности
Ток и напряжение светодиодов: регулятор освещения в
положении максимальной мощности
Выпрямленный переменный ток (вверху) и ток
светодиода (внизу): большой угол прохождения тока
Линейные ток и напряжение: регулятор освещения в
положении приблизительно половинной мощности
Выпрямленный переменный ток (вверху) и ток
светодиода (внизу): малый угол прохождения тока
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
20
Драйвер мощностью 25 Вт с регулировкой яркости
и частотно-импульсным управлением
Ô
UCC28810/UCC28810EVM-001
Описание
Отладочный модуль UCC28810EVM-001
представляет собой симисторный
одноступенчатый обратноходовой
преобразователь 25 Вт с частотноимпульсным управлением. Устройство
UCC28810EVM-001 обеспечивает
приблизительно 36 В при постоянном
токе нагрузки
700 мА (номинал без уменьшения
яркости) для питания цепи
светодиодов повышенной яркости.
Данный модуль позволяет проводить
отладку регулятора светодиодного
освещения UCC28810 в случае
применения светодиодов в системах
общего освещения с регулировкой
яркости.
Использование в обратноходовом
преобразователе повышающего
входного контура UCC28810 с
частотно-импульсным управлением,
работающего в переходном
режиме, обеспечивает коммутацию
базовой нагрузки, в результате чего
КПД системы сможет достигать
90 %, а коэффициент мощности в
универсальном широком диапазоне
входных напряжений приобретет
высокое значение. Кроме того,
устройство UCC28810EVM-001
работает в универсальном широком
диапазоне входных напряжений.
Высокоэффективное определение
симисторной регулировки
яркости и настройка регулировки
осуществляются с минимальным
воздействием на КПД системы.
дополнительное сопротивление,
которое могло бы снизить КПД
оборудования. Коммутация
базовой нагрузки в устройстве
UCC28810EVM-001 предназначена
для повышения КПД. Кроме того,
в устройстве используется схема
быстрого пуска, в результате чего
человек не воспринимает задержку
между включением и появлением
света.
Веб-ссылки
Образцы разработки:
www.ti.com/powerreferencedesigns
Контур затухания входного фильтра
обеспечивает работу с большей
частью существующих настенных
симисторных диммеров. Ни на линии,
ни в ряду светодиодов не применяется
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/UCC28810
Отладочный модуль:
www.ti.com/ucc28810evm-001
Технические характеристики устройства
Описание
UCC28810
EVM001 25-W
Драйвер светодиодов с регулировкой яркости и частотноимпульсным
управлением
Комплектующие
Диапазон
входных
напряжений
VIN (AC)
TPS3808
305
UCC28810
85
Диапазон вы- Количе- Выход- Выходная
Умень- Повыходных
ство ной ток мощность
Частотношение шение Отладочнапряжений
светоIOUT
POUT
импульсное
ярко- ярконый
VOUT (DC)
диодов (макс.)
(макс.)
КПД управление ISO
сти
сти
модуль
33
10
700 мА
25 Вт
89 %
Да
Да
Симистор
Линейное
Да
Блок-схема устройства UCC28810EVM-001
Входной
фильтр
и мост
Пуск при
высоком
напряжении
UCC28810
Регулятор
освещения
1
VSENSE
2
EAOUT
3
VINS
4
ISENSE
Первичное
смещение
VDD
8
GDRV
7
GND
6
TZE
5
Вторичное
смещение
Определение
с нулевой
мощностью
Определение
симисторной
регулировки
яркости
Заземление
тока
Заземление
ограничения
напряжения
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
UCC28810/UCC28810EVM-001
21
Ô
Драйвер мощностью 25 Вт с регулировкой яркости
и частотно-импульсным управлением
КПД в зависимости от линейного напряжения
Выходной ток в зависимости от линейного напряжения
КПД в виде функции линейного напряжения. Для нагрузки использовались 10
последовательно соединенных белых светодиодов Cree XLamp® 7090 XR-E, 700
мА.
Ток нагрузки в виде функции линейного напряжения. Для нагрузки
использовались 10 последовательно соединенных белых светодиодов Cree
XLamp® 7090 XR-E, 700 мА.
Коэффициент мощности в зависимости от линейного
напряжения
Графики кривых контура определения симисторной
регулировки яркости: сильное уменьшение яркости
Коэффициент мощности в виде функции линейного напряжения. Для нагрузки
использовались 10 последовательно соединенных белых светодиодов Cree
XLamp® 7090 XR-E, 700 мА.
Полный коэффициент гармоник в зависимости от
линейного напряжения
Графики кривых контура определения симисторной
регулировки яркости: небольшое уменьшение яркости
Полный коэффициент гармоник в виде функции линейного напряжения. Для
нагрузки использовались 10 последовательно соединенных белых светодиодов
Cree XLamp® 7090 XR-E, 700 мА.
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
22
Драйвер постоянного тока без гальванической развязки
мощностью 100 Вт с частотно-импульсным управлением
Ô
UCC28810/UCC28810EVM-002
Описание
Отладочный модуль UCC28810EVM-002
представляет собой источник питания
постоянного тока без гальванической
развязки для систем светодиодного
освещения высокой яркости, которые
используются на улицах, автостоянках,
в зональном освещении и т. д. Данное
техническое решение преобразует
универсальную сеть переменного тока
(среднеквадратичное значение 90–265
В) в источник постоянного тока 0,9 А
для светодиодной нагрузки 100 Вт.
Устройство UCC28810EVM-002 имеет
двухступенчатую конструкцию.
Первая ступень представляет собой
контур с частотно-импульсным
управлением, работающий в
переходном режиме. Этот контур
обеспечивает соблюдение
требований к гармоническому
току или коэффициенту мощности,
установленных в соответствии
с различными стандартами,
например, EN61000-3-2. Контур
частотно-импульсного управления
преобразует входной переменный
ток в регулируемое напряжение
постоянного тока. Это напряжение
постоянного тока можно устанавливать
с помощью частотно-импульсного
управления повышающего следящего
элемента или получать фиксированное
значение выходного напряжения.
Система частотно-импульсного
управления повышающего следящего
элемента отслеживает пиковое
напряжение входного переменного
тока для повышения КПД при работе
в условиях понижения питающего
напряжения. В конфигурации с
постоянным выходным напряжением
следящий элемент в контуре частотноимпульсного управления отсутствует.
Выходное напряжение постоянного
тока частотно-импульсного управления
приобретает постоянное значение в
области 396 ВDC.
конструкции также используется
переходный режим, но настраивается
она в качестве понижающего
преобразователя. Это устройство
преобразует выходное напряжение
частотно-импульсного управления в
постоянный ток 0,9 А для светодиодной
нагрузки. Вторая ступень
принимает входные сигналы ШИМрегулировки яркости (либо снаружи,
либо со встроенного контура) и
соответствующим образом включается
или выключается для достижения
нужного значения ШИМ-регулировки
яркости тока светодиодов.
Во второй ступени данной
Отладочный модуль:
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/UCC28810
Образцы разработки:
www.ti.com/powerreferencedesigns
www.ti.com/ucc28810evm-002
Технические характеристики устройства
Описание
UCC28810
EVM002 100-W
Драйвер светодиодного освещения
Комплектующие
Диапазон
входных
напряжений
VIN (AC)
UCC28811
265
UCC28810
90
Диапазон вы- Количе- Выход- Выходная
Умень- Повыходных
ство ной ток мощность
Частотношение шение Отладочнапряжений
светоIOUT
POUT
импульсное
ярко- ярконый
VOUT (DC)
диодов (макс.)
(макс.)
КПД управление ISO
сти
сти
модуль
55
15-30
100
900 мА
100 Вт
93 %
Да
Нет
ШИМ
ШИМ
Да
Блок-схема устройства UCC28810EVM-002
Выход частотно-импульсного управления
Смещение
Смещение
UCC28811
UCC28810
6 GND
TZE 5
2 EAOUT
VDD 8
3 VINS
GDRV 7
1 VSENSE VDD 8
2 EAOUT GDRV 7
3 VINS
4 ISENSE
GND 6
TZE 5
1 VSENSE ISENSE 4
Вход ШИМ
светодиода
Вкл.
Режим критической проводимости
Источник тока с понижающим
контуром низшего напряжения
Повышение с
Первичное
частотно-импульсным заземление
управлением
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
UCC28810/UCC28810EVM-002
23
Ô
Драйвер постоянного тока без гальванической развязки мощностью
100 Вт с частотно-импульсным управлением
КПД в зависимости от линейного напряжения
Выходной ток в зависимости от линейного напряжения
КПД и коэффициент мощности устройства UCC28810EVM-002 в зависимости от
линейного напряжения 30 светодиодов Cree XRE
при 900 мА.
Ответ (расширенный) понижающего ШИМ UCC28810EVM-002, работающего в
переходном режиме. Канал 1: выходное напряжение светодиода VOUT; канал
2: ШИМ; канал 3: ток понижающего трансформатора 500 мА на одно деление;
канал 4: напряжение сток-исток VDS; каналы 1 и 4 используют одну и ту же точку
заземления.
Коэффициент мощности в зависимости от линейного
напряжения
Линейная регулировка 30 светодиодов при 900 мА (98 Вт)
Полный коэффициент гармоник устройства UCC28810EVM-002 в зависимости от
линейного напряжения 30 светодиодов Cree XRE при 900 мА.
Регулировка тока светодиодов в виде функции линейного напряжения.
Полный коэффициент гармоник в зависимости от
линейного напряжения
Ответ понижающего ШИМ UCC28810EVM-002, работающего в переходном
режиме. Канал 1: входное напряжение понижения VIN, канал 2: напряжение
понижения сток-исток VDS, канал 3: ток светодиодов (0,5 А на одно деление),
канал 4: напряжение светодиодов. Каналы 1 и 4 используют одну и ту же точку
заземления.
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
24
Ô
Драйвер постоянного тока с гальванической развязкой
мощностью 110 Вт с частотно-импульсным управлением
UCC28810/UCC28810EVM-003
Описание
Отладочный модуль UCC28810EVM-003
представляет собой автономный
драйвер-выпрямитель тока
светодиодов с частотно-импульсным
управлением, предназначенный для
применения в системах освещения
улиц, высоких помещений и объектов
инфраструктуры большого или
среднего размера. Устройство
UCC28810EVM-003 имеет конструкцию
трехступенчатого преобразователя,
которая обеспечивает мощность до
110 Вт. Первая ступень представляет
собой универсальный входной
повышающий контур с частотноимпульсным управлением и выходом
305–400 ВDC. Вторая ступень является
понижающим контуром низшего
напряжения, который обеспечивает
контролируемый источник тока. Третья
ступень — это последовательность из
двух трансформаторов постоянного
тока в полумосте, которая
обеспечивает гальваническую
развязку нескольких цепей
светодиодов. Данное патентуемое
решение позволяет применять легко
масштабируемый и рентабельный
метод питания нескольких цепей
светодиодов.
В устройстве UCC28810EVM-003
предусмотрены устройства эталонной
регулировки тока и универсальной
регулировки яркости (посредством
амплитудной или широтно-импульсной
модуляции) всех светодиодов.
Данный образец разработки
эффективным образом обеспечивает
питание большого количества
последовательно соединенных
светодиодов, но напряжение
в цепях светодиодов остается
безопасным (низким) и гальванически
развязанным с линией переменного
тока. Многоцепная структура
устройства UCC28810EVM-003
более рентабельна, чем структура
с постоянным напряжением и
понижающей ступенью для каждой
Технические характеристики устройства
Диапазон
входных
Комплек- напряжений
тующие
VIN (AC)
Описание
UCC28810
EVM003 100-W
UCC28810
Многоцепный
драйвер светодиодного
UCC28811
освещения с
гальванической
развязкой с не- UCC25600
сколькими трансформаторами
90, 265
цепи светодиодов. Структура драйвера
светодиодов, реализованная в типовом
решении UCC28810EVM-003, легко
поддается масштабированию на самых
высоких уровнях мощности. Благодаря
этой структуре идеально проходит
согласование тока цепей светодиодов.
Устройство UCC28810EVM-003
отличается высокими КПД (91 %),
удельной мощностью и коэффициентом
мощности. Регулирующая ступень
характеризуется простотой и
надежностью конструкции, а
отладочный модуль обеспечивает
защиту от обрывов и коротких
замыканий в цепях светодиодов.
Веб-ссылки
Образцы разработки:
www.ti.com/powerreferencedesigns
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/UCC28810
Отладочный модуль:
www.ti.com/ucc28810evm-003
Диапазон вы- Количе- Выход- Выходная
Умень- Повыходных
ство ной ток мощность
Частотношение шение Отладочнапряжений
светоIOUT
POUT
импульсное
ярко- ярконый
VOUT (DC)
диодов (макс.)
(макс.)
КПД управление ISO
сти
сти
модуль
22 В, 60 В
4X
(7–15)
500 мА
110 Вт
91 %
Да
Да
ШИМ
ШИМ
Июль
2009 г.
Блок-схема устройства UCC28810EVM-003
Выход частотно-импульсного управления
Смещение
Смещение
UCC28811
1 VSENSE VDD 8
UCC28810
6 GND
TZE 5
2 EAOUT
VDD 8
3 VINS
2 EAOUT GDRV 7
3 VINS
4 ISENSE
GDRV 7
GND 6
TZE 5
1 VSENSE ISENSE 4
Вход ШИМ
светодиода
Вкл.
Повышающий следящий элемент
с частотно-импульсным управлением
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Первичное
заземление
Режим критической проводимости
Источник тока с понижающим
контуром низшего напряжения
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
UCC28810/UCC28810EVM-003
25
Ô
Драйвер постоянного тока с гальванической развязкой мощностью
110 Вт с частотно-импульсным управлением
КПД в зависимости от линейного напряжения
Согласование выходного тока IOUT в зависимости от
линейного напряжения
КПД устройства UCC28810EVM-003 в зависимости от линейного напряжения и
нагрузки 4 x 15 светодиодов Cree XRE при 500 мА.
Согласование выходного тока IOUT устройства UCC28810EVM-003 в зависимости
от линейного напряжения 4 x 15 светодиодов Cree XRE при 500 мА.
Коэффициент мощности устройства UCC28810EVM-003 в зависимости от
линейного напряжения 4 x 15 светодиодов Cree XRE при 500 мА.
Канал 1: понижение напряжения VBUCK+, канал 2: напряжение понижения стокисток VDS, канал 3: линейный переменный ток (1 А на одно деление), канал 4:
понижение напряжения VBUCK. Каналы 1 и 4 используют одну и ту же точку
заземления.
+50—60 В
Коэффициент мощности в зависимости от линейного
напряжения
Смещение
UCL63000
Входной переменный ток устройства UCC28810EVM-003
при ШИМ-регулировке яркости
+50–60 В
+50–60 В
VCC
RT
GD1
DT
GND
SS
GD2
+50–60 В
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
26
Ô
Драйвер светодиодов мощностью 10 Вт
с ШИМ для работы в "зеленом" режиме
UCL64010 PMP3522
Описание
PMP3522 представляет собой типовое
решение, в котором используется
высокопроизводительный регулятор
драйверов светодиодов UCL64010.
С появлением более эффективных
источников света бытовое местное
освещение претерпело множество
перемен. Главную роль в бытовом
освещении сегодня играют
компактные люминесцентные лампы,
однако снижение общих затрат на
эксплуатацию светодиодных ламп
вызовет появление разнообразных
маломощных компактных
осветительных приборов. Данное
типовое решение представляет
Веб-ссылки
собой светодиодный драйвер без
гальванической развязки с мощностью
до 10 Вт и топологией SEPIC,
специально предназначенный для
бытового местного освещения.
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/UCL64010
Технические характеристики устройства
Показатель
Минимальное
значение
Типичное
значение
Максимальное
значение
Единица
измерения
Входное
напряжение
120
­—
290
Напряжение VAC
Выходное
напряжение
­—
­—
24
В
Выходной ток
—
0,350
—
А
Схема устройства PMP3522
F1
0,5 А
AC IN
120–290 В AC
J1
1
2
L1
1 мГн
+
C1
0,047 мкФ
275 ВAC
L2
1 мГн
AC
AC
R1
220 кОм
C2
0,1 мкФ
R3 TP2
R2
3
D3
R4
100 MMBD4148
D2
BZX84C20T
C5
C6
10 мкФ 0,1 мкФ
C4
47 нФ
UCL64010
1
2
3
4
C3
1 нФ
1
220 кОм 220 кОм
+
D1
RH05-T
L3
180 мкГн
SS
FB
PCS
GND
LPM
VSD
VDD
GD
8
7
6
5
R15
33,2 кОм
+
C7
4
D4
MURA160T3
C9
470 мкФ
R7
100 кОм
Q1
FCD4N60
R8
R10
100
D6
BAT54S
2
0,1 мкФ
10
C10
1 нФ
2
+
R9
0,1
+
1
C11
10 мкФ
R12
6,11 кОм
J2 3–6 светодиодов
при 350 мА
LET RTN
D5
BZX84C27T
R11
100
R13
3,3
R14
3,3
Q2
MMBT3904LT1
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
UCL64010 PMP3522
Схема для замены лампы накаливания
27
Ô
Драйвер светодиодов мощностью 10 Вт
с ШИМ для работы в "зеленом" режиме
Частота цепи управления
Регулировка
КПД
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
28
Тройной драйвер светодиодов с беспроводным управлением
Ô
TPS62260 TPS62260LED
Описание
Системы бытового и коммерческого
освещения могут выиграть в результате
смешивания цветов посредством
введения в эти системы красных,
зеленых и синих светодиодов. Данное
типовое решение демонстрирует
метод удаленного управления
цветовым выходным сигналом
светодиодной лампы с маломощным
беспроводным регулятором. Цвет
создается тремя светодиодами
(красным, зеленым и синим).
Сверхмаломощный микроконтроллер
MSP430™ регулирует яркость каждого
светодиода посредством постоянного
тока, производимого тремя
понижающими преобразователями
TPS62260 (по одному на каждый
светодиод).
Справочная таблица цветов принимает
форму массива, который хранится
в микроконтроллере MSP430.
При повороте кругового датчика
происходит считывание из массива
новых значений красного, зеленого и
синего цветов, которые используются
для формирования трех выходных
сигналов ШИМ. В массиве хранится
252 сигнала; при желании это
значение можно изменить. Десятичное
значение 100 выключает светодиод,
а значение 65535 производит
коэффициент заполнения 100 %. В
случае применения источника питания
5-V устройство образец переходит в
демонстрационный режим, в котором
сохраненные в массиве значения
подвергаются последовательному
считыванию и выводу в бесконечном
цикле. При повороте кругового
датчика данная последовательность
останавливается, после чего оператор
может выбрать постоянное значение
какого-либо определенного цвета.
Для перепрограммирования
микроконтроллера MSP430
разработчик может заказать отдельное
средство эмуляции вспышек, например
MSP-FET430UIF. Более подробные
сведения о средствах eZ430-RF2500
и MSP-FET430UIF см. на следующих
страницах (соответственно):
http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/
print/ez430-rf2500.html
и
http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/
print/msp-fet430uif.html
В конструкции присутствует штыревой
разъем, который используется
для подключения устройства к
радиочастотной плате беспроводного
средства разработки MSP430 (eZ430RF2500). Это средство продается
отдельно. При наличии такого
дополнительного модуля цвета лампы
можно регулировать на расстоянии,
посредством радиочастотного
интерфейса.
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS62260
Отладочный модуль:
www.ti.com/tps62260led-338
Технические характеристики устройства
Показатель
Минимальное
значение
Типичное
значение
Максимальное
значение
Единица
измерения
Входное
напряжение
4,5
5
5,5
Постоянное
напряжение VDC
Выходной ток
—
0,300
—
А
Схема устройства
TPS62260LED-338
JP1
3,3 В
2
4
6
8
10
12
14
1
3
5
7
9
11
13
U1
MSP430F2131RGE
3,3 В
R5
47 кОм
JP2
6
5
4
3
2
1
3,3 В
eZ430 = радиочастотный соединитель
S1
R4
100
кОм
1
2
3
C3
4
10 нФ
5
6
7
8
9
10
11
12
3,3 В
NC
P2.5/CA5
VSS
VCC
XOUT/P2.7/CA7
TEST
XIN/P2.6/CA6
P1.7/TA2/TDO/TDI
NM /RST
P1.6/TA1/TDI/TCLK
P2.0/ACLK/CA2
NC
P2.1/INCLK/CA3
P1.5/TA0/TMS
P2.2/CAOUT/TA0/C44P1.4/SMCLK/TCK
NC
P1.3/TA2
P2.3/TA1/CA0
P1.3/TA1
P2.4/TA2.CA1
P1.1/TA0
NC
P1.0/TACLK
PwPd
R3
100 кОм
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
C2
100 нФ
NET-DIMM_LED1
NET-DIMM_LED2
NET-DIMM_LED3
NET-EN
R6
100 кОм
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Тройной драйвер светодиодов с беспроводным управлением
29
TPS62260 TPS62260LED
Ô
Красный светодиод
Синий светодиод
U11
TPS62260DRV
U31
TPS62260DRV
VIN +5 В
C12
22 мкФ
C13
4,7
мкФ
красный
1
TP12
L11
6
1
GND SW
5
2
VIN MODE
4
3
EN
FB
PwPd
??? мВ
7
NET-EN
C11
4,7 мкФ
R11
10
кОм
D14
TP31
VIN +5 В
C32
22 мкФ
R12
2 <1206>
R13
TP13
10 кОм D13
C33
4,7
мкФ
TP32
L31
6
1
GND SW
5
2
VIN MODE
4
3
EN
FB
PwPd
??? мВ
7
NET-EN
синий
1
TP11
C31
4,7 мкФ
R31
10
кОм
D34
R32
2 <1206>
R33
TP33
10 кОм D33
NET-DIMM_LED3
TS4148RY
NET-DIMM_LED1
TS4148RY
Зеленый светодиод
U21
TPS62260DRV
TP21
VIN +5 В
C22
22 мкФ
C23
4,7
мкФ
зеленый
1
TP22
L21
6
1
GND SW
5
2
VIN MODE
4
3
EN
FB
PwPd
??? мВ
7
NET-EN
C21
4,7 мкФ
R21
10
кОм
D24
R22
2 <1206>
R23
TP23
10 кОм D23
NET-DIMM_LED2
TS4148RY
VINɆɚɤɫɢɦɚɥɶɧɨɟɡɧɚɱɟɧɢɟ< 6 В
J1
+5 В
1
2
3
R2
330
C4
22 мкФ
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
3,3 В
D1
BZX84-C3V3
C1
4,7 мкФ
Справочник типовых решений с применением светодиодов
30
Ô
Низковольтное устройство для повышения
и понижения напряжения для светодиодного фонаря
TPS63000 PMP3038
Описание
до сих пор работает от щелочных
аккумуляторов, как правило, с
двумя или тремя последовательно
расположенными элементами,
максимальное напряжение которых
составляет 5 В. Во время работы
входное напряжение аккумулятора
VBAT падает ниже прямого падения
напряжения светодиода Vf, и
устройство TPS63000 автоматически
переключается из режима понижения
в режим повышения напряжения,
чтобы создать необходимый
светодиоду постоянный ток.
Устройство TPS63000 обеспечивает
источник питания для изделий,
в которых используется двухили трехэлементная щелочная,
никель-кадмиевая или никельметалл-гидридная батарея либо
одноэлементная литий-ионная
или литий-полимерная батарея.
В основе конструкции импульсного
инвертирующего преобразователя
находится ШИМ-контроллер с
постоянной частотой, применяющий
синхронное детектирование для
максимизации КПД. Максимальное
среднее значение тока в
переключателях ограничено до
стандартного значения 1800 мА, а
для минимизации разряда батареи
преобразователь можно отключить.
После отключения нагрузка
отсоединяется от батареи. Устройство
поставляется в корпусе QFN
PowerPAD™ (DRC) размером 3 x 3 мм с
10 контактами.
Устройство TPS63000 может работать
в режиме повышения при напряжении
от 1,2 В. Переключатель, вводящий
резистор R4 в контур обратной связи
или выводящий его из этого контура,
служит механизмом регулировки
яркости ручного фонаря, переключая
его с 300 на 600 мА и наоборот.
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS63000
Технические характеристики
устройства
Минимальное
значение
Максимальное
значение
Входное напряжение
1,2
5
Постоянное
напряжение VDC
Выходное
напряжение
­—
5
В
Выходной ток
300
600
мА
Частота
переключений
­—
1,5
МГц
Показатель
Контур PMP3038 предназначен для
уличных и высоконадежных ручных
фонарей. Большая часть фонарей
Единица измерения
Схема устройства PMP3038
L1
2,2 мкГн
S1
NO
NC
4
5
8
+
1,5 В x 2
BAT
C3
10 мкФ
7
6
U1
TPS63000DRC
L1
L2
VIN
VOUT
VINA
PGND
SYNC/PS
EN1
PwPd
FB
GND
2
1
3
10
9
11
THERMALPAD
C6
DNP
R2
49,9 кОм
C4
1000 пФ
D1
7090 XR-E
R1
10 кОм
C1
22 мкФ
D2
LM4040D
2,048 В
C2
22 мкФ
R3
0,3
R4
0,3
NO
NC
R5
12,7 кОм
S2
R6
49,9
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
TPS63000 PMP3038
Графики выходного тока со связью по постоянному току
31
Ô
Низковольтное устройство для повышения и понижения напряжения
для светодиодного фонаря
Графики ответа контура управления
Ответ контура управления при 0,63 А.
Выходной ток при входном напряжении VIN = 3 В.
Ответ контура управления при 0,32 А.
Выходной ток при входном напряжении VIN = 4 В.
Кривая КПД для выходного тока IO = 0,32 А и IO = 0,62 А
Включение при 0,63 А
КПД.
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
32
Повышающий драйвер со встроенным выключателем
Ô
TPS61500
Описание
для работы в режиме аналоговой
регулировки яркости, и сила
тока светодиодов изменяется
пропорционально циклу нагрузки
внешнего сигнала ШИМ. При переводе
контакта DIMC в третье состояние
осуществляется настройка входного
контура для работы в обычном режиме
ШИМ-регулировки, когда среднее
значение силы тока светодиодов,
будучи циклом нагрузки сигнала ШИМ,
совпадает с заданным значением силы
тока светодиодов.
Устройство TPS61500 представляет
собой монолитный импульсный
стабилизатор со встроенным
силовым переключателем 3 А,
40 В. Это идеальный драйвер
для светодиодов повышенной
яркости мощностью 1 или 3 Вт.
Данное устройство имеет широкий
диапазон входных напряжений для
работы в таких условиях, когда
входное напряжение подается
многоэлементными батареями или
шинами электропитания 5–12 В.
плавного пуска, предназначенная
для ограничения пускового тока, а
также другие встроенные защитные
функции, например, поимпульсное
ограничение перегрузок по току,
защита от перенапряжения и
защитное отключение при перегреве.
Устройство TPS61500 выпускается в
корпусе HTSSOP с 14 контактами и
аккумулятором PowerPAD™.
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS61500
В устройстве предусмотрена
программируемая функция
Сила тока светодиодов
устанавливается посредством
внешнего точного резистора R3 и
напряжения обратной связи, значение
которого (200 мВ) устанавливает
контур управления ШИМ, работающий
в токовом режиме (см. приведенную
ниже схему). Данное устройство
поддерживает аналоговый и обычный
методы ШИМ-регулировки яркости
светодиодов. При подключении
конденсатора к контакту DIMC
производится настройка устройства
Сила тока светодиодов в зависимости от входного напряжения и
количества светодиодов
Входное напряжение
5В
12 В
4 светодиода
1000 мА
2000 мА
6 светодиодов
600 мА
1200 мА
8 светодиодов
450 мА
1000 мА
Примечание. Предполагается, что прямое напряжение светодиодов составляет 3,5 В,
а коэффициент полезного действия преобразования TPS61500 равен 85 %.
Стандартная схема применения
VIN 5 В
L1
D1
C1
TPS61500
ШИМ
VIN
SW
EN
SW
COMP
C4
C5
R4
C3
OVP
DIMC
FB
FREQ
PGND
S3
PGND
AGND
PGND
R1
DL1
LED 3 Вт
C2
DL2
R2
DL3
DL4
R3
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Повышающий драйвер со встроенным выключателем
33
TPS61500
Ô
КПД в зависимости от выходного тока
Контур ШИМ-регулировки яркости: контур устройства TPS61500 для аналоговой регулировки яркости с помощью
внешнего аналогового сигнала
VIN 5 В
L1
DL1
LED 3 Вт
C1
ВКЛ
VIN
ШИМ
SW
COMP
C4
C5
≥100 нФ
R4
C3
DL2
SW
EN
0—1,229 В
ЦАП
R1
TPS61500
ВЫКЛ
DSP или
микроконтроллер
D1
DIMC
FB
FREQ
PGND
SS
PGND
AGND
PGND
DL3
R2
OVP
DL4
R3
Аналоговая ШИМ-регулировка яркости посредством внешнего цифроаналогового преобразователя: обычный
метод ШИМ-регулировки яркости
VIN 5 В
L1
D1
TPS61500
VIN
ШИМ
EN
COMP
C4
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
DL1
LED 3 Вт
R1
C1
R4
Q2
C3
R1
C2
SW
DL2
R2
SW
OVP
DIMC
FB
FREQ
PGND
SS
PGND
AGND
PGND
DL3
R2
ШИМ
Q1
DL4
R3
Справочник типовых решений с применением светодиодов
34
Несинхронный повышающий драйвер светодиодов
Ô
TPS40211 PMP4026
Описание
Устройство TPS40211 представляет
собой несинхронный повышающий
преобразователь (4,5–52 В),
работающий в широком диапазоне
входных напряжений. Этот
преобразователь предназначен
для топологий, в которых требуется
полевой транзистор с каналом типа
n, включенный по схеме с общим
стоком. К таким топологиям относятся,
например, системы с повышающими,
обратноходовыми, светодиодными
драйверами и преобразователями
SEPIC. В устройстве TPS40211
предусмотрены программируемая
функция плавного пуска, защита
от сверхтоков с автоматическим
повторным пуском, а также
возможность программирования
частоты генератора. Элемент
регулировки тока позволяет улучшить
переходную характеристику и
упростить компенсацию контура.
Опорное напряжение контакта
обратной связи составляет 260 мВ, что
помогает сократить расход энергии и
снизить стоимость точного резистора.
применялся автомобильный
диапазон входных напряжений.
Этот драйвер предназначен для
работы с аккумулятором малой или
номинальной мощности и сохраняет
работоспособность в случае сброса
нагрузки. Применение устройства
ТPS40211 в данной системе
обусловлено низким напряжением
обратной связи и широким
диапазоном входных напряжений.
В системе, приводимой в действие
непосредственно напряжением
аккумулятора VBAT, может
присутствовать цепь из 10 светодиодов
700 мА или две параллельных цепи из
10 светодиодов 350 мА в каждой.
Дополнительное устройство:
несинхронный повышающий
стабилизатор тока мощностью 700 мА
для драйвера светодиодов. Входное
напряжение составляет 8–18 В,
выходное – 20–35 В. Сведения об
этом устройстве и демонстрационную
панель см. на странице
http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/
print/tps40211evm-352.html
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS40211
Технические характеристики устройства
При разработке представленного
ниже контура PMP4026
Показатель
Минимальное
значение
Типичное
значение
Максимальное
значение
Единица
измерения
Входное
напряжение
9
—
16
Постоянное
напряжение VDC
Выходное
напряжение
—
—
40
В
Выходной ток
—
0,700
—
А
Частота
переключений
—
150
—
КГц
Схема устройства PMP4026
1
9—18 ВIN
GND
C8
3,3 мкФ
R1
249 кОм
D100 (R6)
3,3 В
ENAB
1
2
3
4
5
C4
4700 пФ
Q100
2N7002DICT
R100
10
кОм
2
C12A
3,3 пФ
50 В
VBP
C1
470 пФ
1
D1
MBRS260
C5
0,1 мкФ
TPS40211DGS
3
2
33 мкГн
R2
15 кОм
RC
VDD
SS
VBP
SD
GDRV
COMP ISNS
FB
GND
10
9
8
7
6
C7
1 мкФ
Частота = 150 кГц
R5
49,9 кОм
8765 D
Q1
Si4858
4G
C12B
3,3 пФ
50 В
48 В при 0,7 А
GND
D2
47 В
S
R4A
2
321
R10
1,21 кОм
C9
100 пФ
R11
0,01
R9
49,9
R3
249 кОм
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Несинхронный повышающий драйвер светодиодов
35
TPS40211 PMP4026
Ô
Пуск
Пульсация выходного тока
Входное напряжение составляло 12 В, нагрузка на выходах равнялась 0,15 (на
светодиод) + 1 (на резистор) А.
Изображение было сделано при нагрузке 1,15 А, 20 В. Верхняя кривая
представляет собой сток полевого транзистора, нижняя —
ток светодиодов.
КПД
Частотная характеристика контура управления: на
входе 12 В; нагрузка 1,15 А
Полный выходной ток составил 1,15 А, выходное напряжение — 20 В.
Нестабильность выходных напряжения и тока по
нагрузке
Переходные колебания нагрузки
Ответ на питание TP% на выходе. Заданное значение входного напряжения
составило 12 В.
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Драйвер с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью (SEPIC)
с широким диапазоном входных напряжений постоянного тока
36
TPS40211 PMP3943
Ô
Описание
При разработке представленного
ниже контура PMP3943 применялся
автомобильный диапазон входных
напряжений. Этот драйвер
предназначен для работы с
аккумулятором малой мощности
и сохраняет работоспособность в
случае сброса нагрузки. Применение
устройства TPS40211 в данной системе
обусловлено низким напряжением
обратной связи и широким диапазоном
входных напряжений.
Устройство TPS40211 представляет
собой несинхронный повышающий
преобразователь (4,5–52 В),
работающий в широком диапазоне
входных напряжений. Этот
преобразователь предназначен
для топологий, в которых требуется
полевой транзистор с каналом типа
n, включенный по схеме с общим
стоком. К таким топологиям относятся,
например, системы с повышающими,
обратноходовыми, светодиодными
драйверами и преобразователями
SEPIC. В устройстве TPS40211
предусмотрены программируемая
функция плавного пуска, защита
от сверхтоков с автоматическим
повторным пуском, а также
возможность программирования
частоты генератора. Элемент
регулировки тока позволяет улучшить
переходную характеристику и
упростить компенсацию контура.
Опорное напряжение контакта
обратной связи составляет 260 мВ, что
помогает сократить расход энергии и
снизить стоимость точного резистора.
стабилизатор тока мощностью 700 мА
для драйвера светодиодов. Входное
напряжение составляет 8–18 В,
выходное – 20–35 В. Сведения об
этом устройстве и демонстрационную
панель см. на странице
http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/
print/tps40211evm-352.html
Веб-ссылки
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS40211
Дополнительное устройство:
несинхронный повышающий
Технические характеристики устройства
Показатель
Минимальное
значение
Типичное
значение
Максимальное
значение
Единица
измерения
Входное
напряжение
8
—
40
В
Выходное
напряжение
—
13
—
В
Выходной ток
—
0,350
—
А
Частота
переключений
—
300
—
КГц
Схема устройства PMP3943
VIN
GND
8–40
J1
L2
100 мкГн
1
1
2
C8
3,3 мкФ
2
R6
0
3
4
C5
0,1 мкФ
R1
249 кОм
C1
220 пФ
U1
TPS40211DGS
1
2
3
4
5
C2
0,22
мкФ
C3
47 пФ
RC
VDD
SS
VBP
SD
GDRV
COMP ISNS
FB
GND
10
9
8
7
6
Частота = 380 кГц
C15
C7
1 мкФ
8765
R7
10
D1
8180-13
Короткий L4
L4
0
LEDC
321
C9
0,1 мкФ
LEDA
C13
10 мкФ
3,3 мкФ
03
4
13 В при 350 мА
Испытание проводилось со светодиодами
при напряжении 12,3 В
R10
1 кОм
R100
10 кОм
R14
0,75
D2
18 В
R11
0,10
C4
4700 пФ
R2
0
R5
49,9
R9
49,9
LEDC
Другие типовые решения см. на веб-сайте www.ti.com/powerreferencedesigns
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
TPS40211 PMP3943
37
Ô
Драйвер с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью (SEPIC)
с широким диапазоном входных напряжений постоянного тока
Частотная характеристика токового контура
В качестве нагрузки для прямого напряжения, составлявшего примерно 12 В, использовались 3 зеленых и 1
красный светодиод OSRAM
Входное напряжение VIN, В
Входной ток IIN, мА
Выходное напряжение VOUT1, В
Выходной ток IOUT1, мА
КПД, %
40,22
123,6
12,27
341,8
84,4
20,11
238,5
12,27
341,3
87,3
7,93
619,4
12,27
341,3
85,3
Регулировка и КПД: температура среды 25ºC. Требуемый выходной ток IOUT составлял 350 мА, следовательно, действительный ток был на 2,5 % ниже.
При открытой диодной нагрузке выходное напряжение VOUT принимает приблизительное значение 18 В
Входное напряжение VIN, В
Входной ток IIN, мА
Выходное напряжение VOUT1, В
Выходной ток IOUT1, мА
40,42
8,79
18,44
0
20,08
10,75
18,41
0
8,00
19,12
18,40
0
Короткое замыкание: выходной ток не изменяется
Входной ток IIN, мА
Выходное напряжение VOUT1, В
Выходной ток IOUT1, мА
40,14
Входное напряжение VIN, В
21,24
0,694
341,6
20,06
34,20
0,694
341,5
8,00
77,70
0,694
341,4
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
38
Фонарь мощностью 3 Вт на солнечных батареях
Ô
TPS61165 PMP3598
Описание
ции несинхронного повышения мощности. Дополнительный контур, окружающий операционный усилитель, сообщает о пониженном напряжении или заряде аккумулятора, а также осуществляет функцию «ИЛИ» применительно к солнечной батарее и входной мощности аккумулятора. Кроме того, в данном контуре предусмотрена необходимая защита от перегрева и сверхтоков, а также функция отсоединения нагрузки. Устройство TPS61165 работает с входным источником питания напряжением 3–18 В и подает выходное напряжение до 38 В. Встроенный переключающий полевой транзистор с номинальным напряжением 40 В обеспечивает
питание до 10 последовательно расположенных светодиодов. Для снижения
пульсации на выходе, повышения коэффициента полезного действия преобразования и работы с внешними комплектующими небольшого размера устройство работает с постоянной частотой
переключений 1,2 МГц. По умолчанию
сила тока белых светодиодов устанавливается посредством внешнего чувствительного резистора RSET, и напряжение обратной связи принимает значение 200 мВ. В условиях цифровой или
ШИМ-регулировки яркости выходная
пульсация TPS61165 в выходном конденсаторе имеет низкое значение и не
создает слышимых шумов, связанных
с регулировкой яркости обычным методом включения и выключения. Для
защиты от обрыва цепи светодиодов
TPS61165 отключает коммутацию, что
позволяет предотвратить превышение
абсолютных максимальных величин номинальной мощности на выходе.
ства TPS61165 выбирается при каждом включении устройства. Аналоговая регулировка яркости реализована посредством изменения эталона
обратной связи. Для изменения силы
тока светодиодов и регулировки яркости можно использовать резистор переменного сопротивления 20 кОм. Преобразователь повышает напряжение с
6 до 10,5 В при мощности 350 мА; минимальный коэффициент полезного
действия преобразования составляет
85 %. Данный контур используется для
питания трех светодиодов 1 Вт или нескольких светодиодов 50 мА, полная
входная мощность которых не превышает 3 Вт.
В пользу данной конструкции говорят прежде всего высокий КПД и хорошая система регулировки тока светодиодов. Для регулировки последнего устройство TPS61165 работает в режиме постоянного тока. Контакт CTRL
используется для ввода управляющего сигнала как для цифровой, так
и для ШИМ-регулировки яркости. Режим регулировки яркости для устрой-
Веб-ссылки
Образцы разработки:
www.ti.com/powerreferencedesigns
Базы данных, инструкции, образцы:
www.ti.com/sc/device/TPS61165
Технические характеристики устройства
Показатель
Минимальное
значение
Типичное
значение
Максимальное
значение
Единица
измерения
4,5
6
7,4
В
10,45
10,5
10,65
В
­—
—
50
мВ на единицу
Входное напряжение
Выходное напряжение
Пульсация на выходе
В приборе PMP3598 устройство
TPS61165 применяется в конфигура-
Выходной ток
0
—
350
мА
Частота переключений
—
1200
—
КГц
J1
5
2
3
4
TP1
TP2
1
2
D1
BAT54C
R4
2,25 МОм
R6
169 кОм
D4
IN5820
R7
100 кОм
R10
162 кОм
R17
6,81
кОм
U1:B
TL103WID
К точке подключения 28 кОм
4
7
R11
226 кОм
R14
59
кОм
5
7
2
C4
3,3 мкФ
R18
1
C3
0,22
мкФ
J3
D6
BZX84C18T
1
2
LED A
LED C
R21
51,1
TP5
R3
4,42 кОм
R5
4,42
кОм
6
5
U2
TPS61165DRV
C1
0,1 мкФ
RT1
22
кОм
R8
Обрыв
1
D5
MBRS120
TP4
6
R2
10 кОм
R1
1 кОм
R12
1 кОм
FB
VIN
COMP CTRL
GND
SW
PwPd
Q1
Si2343DS
R20
2,61 кОм J4
L1
10 мкГн
R15
100
кОм
3
R9
169 кОм
2
8
7
TP3
1
D3
BAT54C
6
1
2
3
4
5
Схема устройства PMP3598
R16
1
R13
10 кОм
Справочник типовых решений с применением светодиодов
C2
2,2 мкФ
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Фонарь мощностью 3 Вт на солнечных батареях
39
TPS61165 PMP3598
Ô
График коммутации
Пульсация на выходе
Защита от обрыва цепи светодиодов
КПД
Texas Instruments, IV квартал 2009 г.
Справочник типовых решений с применением светодиодов
Международная служба технической поддержки TI
Интернет
Главная страница центра информации о полупроводниковых изделиях TI
support.ti.com
Главная страница базы знаний о полупроводниках TI
support.ti.com/sc/knowledgebase
Центры информации о продукции
Северная и Южная Америки
Бразилия
Мексика
Тел.
Тел.
Тел.
+1(972) 644-5580
0800-891-2616
0800-670-7544
Факс
Веб-сайт или адрес электронной почты
+1(972) 927-6377
support.ti.com/sc/
pic/americas.htm
Европа, Ближний Восток, Африка
Телефон
Номер для бесплатного звонка из стран Европы
00800-ASK-TEXAS
(00800 275 83927)
Международный номер
+49 (0) 8161 80 2121
Поддержка на русском языке
+7 (4) 95 98 10 701
Примечание. Номер для бесплатного звонка из стран Европы
действует не во всех государствах. В случае возникновения
технических трудностей при попытке позвонить по данному
бесплатному номеру необходимо воспользоваться указанным
выше международным номером.
Факс
Веб-сайт
+(49) (0) 8161 80 2045
support.ti.com/sc/pic/euro.htm
Панель с логотипом, EasyScale, MSP430 и PowerPAD
являются товарными знаками Texas Instruments.
Все прочие товарные знаки являются собственностью соответствующих владельцев.
Япония
Факс
Международный номер
+81-3-3344-5317
Внутригосударственный номер
0120-81-0036
Веб-сайт или адрес электронной почты
Во всех странах
support.ti.com/sc/pic/japan.htm
Внутри страны
www.tij.co.jp/pic
Азия
Телефон
Международный номер
+91-80-41381665
Внутригосударственный номер
Бесплатный звонок
Австралия
1-800-999-084
Китай
800-820-8682
Гонконг
800-96-5941
Индия
1-800-425-7888
Индонезия
001-803-8861-1006
Корея
080-551-2804
Малайзия
1-800-80-3973
Новая Зеландия
0800-446-934
Филиппины
1-800-765-7404
Сингапур
800-886-1028
Тайвань
0800-006800
Таиланд
001-800-886-0010
Факс
+886-2-2378-6808
Адреса электронной почты
[email protected]
[email protected]
Веб-сайт
support.ti.com/sc/pic/asia.htm
Важная информация. Важная информация. Продажа
продукции и услуг компании Texas Instruments Incorporated
и ее дочерних компаний, описание которых приводится в
настоящем документе, осуществляется в соответствии со
стандартными условиями продаж TI. Клиентам
рекомендуется получать самую актуальную и полную
информацию о продукции и услугах TI до размещения
заказов. TI не принимает на себя никакой ответственности
в области содействия конкретному применению продукции
и услуг, решения прикладных задач или разработки
продукции клиентов, обеспечения исправной работы ПО
или нарушения патентов. Публикация информации о
продукции или услугах любой другой компании не
подразумевает их одобрения или гарантий на них со
стороны TI.
B093008
© Texas Instruments Incorporated, 2009.
14950 F.A.A. Blvd.
Fort Worth, Texas 76155
Стандартная предварительная сортировка
пройдена
ПОЧТОВЫЙ СБОР США
Просьба сообщить об
изменении адреса
ДАЛЛАС, ШТАТ ТЕХАС
РАЗРЕШЕНИЕ № 2758
ОПЛАЧЕНО
SLYT349
RUST001
IMPORTANT NOTICE
Texas Instruments Incorporated and its subsidiaries (TI) reserve the right to make corrections, modifications, enhancements, improvements,
and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice. Customers should
obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and complete. All products are
sold subject to TI’s terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgment.
TI warrants performance of its hardware products to the specifications applicable at the time of sale in accordance with TI’s standard
warranty. Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary to support this warranty. Except where
mandated by government requirements, testing of all parameters of each product is not necessarily performed.
TI assumes no liability for applications assistance or customer product design. Customers are responsible for their products and
applications using TI components. To minimize the risks associated with customer products and applications, customers should provide
adequate design and operating safeguards.
TI does not warrant or represent that any license, either express or implied, is granted under any TI patent right, copyright, mask work right,
or other TI intellectual property right relating to any combination, machine, or process in which TI products or services are used. Information
published by TI regarding third-party products or services does not constitute a license from TI to use such products or services or a
warranty or endorsement thereof. Use of such information may require a license from a third party under the patents or other intellectual
property of the third party, or a license from TI under the patents or other intellectual property of TI.
Reproduction of TI information in TI data books or data sheets is permissible only if reproduction is without alteration and is accompanied
by all associated warranties, conditions, limitations, and notices. Reproduction of this information with alteration is an unfair and deceptive
business practice. TI is not responsible or liable for such altered documentation. Information of third parties may be subject to additional
restrictions.
Resale of TI products or services with statements different from or beyond the parameters stated by TI for that product or service voids all
express and any implied warranties for the associated TI product or service and is an unfair and deceptive business practice. TI is not
responsible or liable for any such statements.
TI products are not authorized for use in safety-critical applications (such as life support) where a failure of the TI product would reasonably
be expected to cause severe personal injury or death, unless officers of the parties have executed an agreement specifically governing
such use. Buyers represent that they have all necessary expertise in the safety and regulatory ramifications of their applications, and
acknowledge and agree that they are solely responsible for all legal, regulatory and safety-related requirements concerning their products
and any use of TI products in such safety-critical applications, notwithstanding any applications-related information or support that may be
provided by TI. Further, Buyers must fully indemnify TI and its representatives against any damages arising out of the use of TI products in
such safety-critical applications.
TI products are neither designed nor intended for use in military/aerospace applications or environments unless the TI products are
specifically designated by TI as military-grade or "enhanced plastic." Only products designated by TI as military-grade meet military
specifications. Buyers acknowledge and agree that any such use of TI products which TI has not designated as military-grade is solely at
the Buyer's risk, and that they are solely responsible for compliance with all legal and regulatory requirements in connection with such use.
TI products are neither designed nor intended for use in automotive applications or environments unless the specific TI products are
designated by TI as compliant with ISO/TS 16949 requirements. Buyers acknowledge and agree that, if they use any non-designated
products in automotive applications, TI will not be responsible for any failure to meet such requirements.
Following are URLs where you can obtain information on other Texas Instruments products and application solutions:
Products
Applications
Amplifiers
amplifier.ti.com
Audio
www.ti.com/audio
Data Converters
dataconverter.ti.com
Automotive
www.ti.com/automotive
DLP® Products
www.dlp.com
Communications and
Telecom
www.ti.com/communications
DSP
dsp.ti.com
Computers and
Peripherals
www.ti.com/computers
Clocks and Timers
www.ti.com/clocks
Consumer Electronics
www.ti.com/consumer-apps
Interface
interface.ti.com
Energy
www.ti.com/energy
Logic
logic.ti.com
Industrial
www.ti.com/industrial
Power Mgmt
power.ti.com
Medical
www.ti.com/medical
Microcontrollers
microcontroller.ti.com
Security
www.ti.com/security
RFID
www.ti-rfid.com
Space, Avionics &
Defense
www.ti.com/space-avionics-defense
RF/IF and ZigBee® Solutions www.ti.com/lprf
Video and Imaging
www.ti.com/video
Wireless
www.ti.com/wireless-apps
Mailing Address: Texas Instruments, Post Office Box 655303, Dallas, Texas 75265
Copyright © 2010, Texas Instruments Incorporated