Chip PT4115 od spoločnosti PowTech naďalej získava pozitívnu spätnú väzbu medzi ruskými rádioamatérami. Malý známy čínsky výrobca dokázal v kompaktnom prípade umiestniť niekoľko riadiacich jednotiek s výkonným tranzistorom na výstupe. Čip je určený na stabilizáciu prúdu a napájanie pomocou LED s výkonom nad 1 wattu. Vodič na základe PT4115 má minimálny popruh a vysokú účinnosť. Uistite sa, že toto a dozvedieť sa o jemnosti výberu prvkov schémy pomôže tento článok.
Stručný opis čipu PT4115
Podľa oficiálnej dokumentácie má ovládač LED s funkciou stmievania PT4115 tieto technické charakteristiky:
- rozsah pracovného vstupného napätia: 6-30V;
- nastaviteľný výstupný prúd do 1,2 A;
- chyba stabilizácie výstupného prúdu o 5%;
- je ochrana proti porušeniu zaťaženia;
- existuje záver pre nastavenie jasu a zapnutie /vypnutie pomocou DC alebo PWM;
- spínacia frekvencia do 1 MHz;
- Účinnosť do 97%;
- má efektívne uloženie z hľadiska odvodu energie.
Vymenovanie záverov PT4115:
- SW. Výstup výstupného spínača (MOSFET), ktorý je pripojený priamo k odtoku.
- GND. Všeobecný záver signalizačnej a nutričnej časti obvodu.
- DIM. Prihláste sa do stlmenia úloh.
- ČSN. Vstup z aktuálneho snímača.
- VIN. Záver napájacieho napätia.
Chip PT4115 má samostatný výstup na ovládanie LED zapínania a vypínania atiež schopnosť upraviť jas zmenou úrovne napätia alebo PWM pre výstup DIM.
Hlavný diagram vodiča
Obrázok znázorňuje dva základné diagramy vodiča pre 3w LED na základe PT4115. Prvý okruh je napájaný jednosmerným zdrojom napätia od 6 do 30 voltov. Druhá schéma je doplnená o diódový mostík, napája sa zdrojom striedavého prúdu s napätím 12-18V.
Na výstupe diódového mostíka sa odporúča inštalovať kondenzátor s kapacitou 1000 μF. Vyrovni napätie napätia.
Dôležitým prvkom oboch obvodov je kondenzátor CIN. Nevyžaduje plynulé zvlnenie zvlnenia, ale tiež kompenzuje energiu nahromadenú v indukčnej cievke v čase zatvárania kľúča (MOSFET). Bez CIN sa indukčná energia prostredníctvom diódy Schottky D dostane na terminál VIN a spustí poruchu čipu na napájacom zdroji. Preto je prísne zakázané zahrnutie vodiča bez vstupného kondenzátora.
Indukčnosť L sa volí na základe počtu LED a prúdu v záťaži.
Podľa dokumentácie sa v schéme vodiča pre 3 wattové LED diódy odporúča použiť induktor pri 68-220 μGn.
Napriek dostupným tabuľkovým údajom je možné inštalovať cievku s odchýlkou menovitej hodnoty indukčnosti na väčšiu stranu. Tým sa znižuje účinnosť celého obvodu, ale schéma ostáva funkčná. Pri malých prúdoch musí byť indukčnosť väčšia, aby kompenzovala pulzy, ktoré vznikajú v dôsledku oneskorenia spínania tranzistora.
Rezistor RS vykonáva funkciu aktuálneho snímača. V prvej chvíli, keď je aplikované vstupné napätie, je prúd cez RS a L nulový. Potom komparátor CS v obvode porovnáva potenciály pred rezistorom RS a po ňom a na jeho výstupe sa zobrazí vysoká úroveň. Prúd pri zaťažení v dôsledku prítomnosti indukčnosti sa začne postupne zvyšovať na hodnotu určenú RS. Rýchlosť nárastu prúdu závisí nielen od hodnoty indukčnosti, ale aj od veľkosti napájacieho napätia.
Práca vodiča je založená na prepnutí komparátora vnútri čipu, ktorý neustále porovnáva úrovne napätia na záveroch IN a CSN. Aktuálna odchýlka LED od vypočítanej hodnoty nepresiahne 5% za predpokladu, že odpor RS je namontovaný s maximálnou odchýlkou 1%.
Ak chcete zapnúť LED na konštantný jas, výstup DIM zostane neobsadený a výstupný prúd je určený výlučne na základe hodnôt RS. Riadenie stmievania (jasu) sa môže vykonať jedným z dvoch spôsobov.
Prvá metóda zahŕňa napájanie DIM na jednosmerné napätie v rozsahu od 0,5 do 2,5 V. V tomto prípade sa prúd mení v pomere k úrovni potenciálu výstupu DIM. Ďalšie zvýšenie napätia až na 5V neovplyvňuje jas a zodpovedá 100% prúdu pri zaťažení. Zníženie potenciálu pod 0,3 V vedie k vypnutiu celého okruhu. Týmto spôsobom môžete efektívne ovládať ovládač bez odstránenia napájacieho napätia. Druhá metóda zahŕňa signalizáciu z pulzného šírkového prevodníka s výstupnou frekvenciou 100-20000 Hz.
Navrhovanie amontážne detaily
Výber prvkov umiestnených v podvozku PT4115 by mal byť vykonaný na základe odporúčaní výrobcu. Ako CIN sa odporúča použiť kondenzátor s nízkou hodnotou ESR (ekvivalentná sériovej impedancii). Tento parameter je škodlivý a negatívne ovplyvňuje účinnosť. Pri napájaní z stabilizovaného zdroja by mal byť jeden vstupný kondenzátor aspoň 4,7 μF, ktorý by mal byť umiestnený v tesnej blízkosti čipu. Pri napájaní zo zdroja striedavého prúdu firma PowTech naznačuje potrebu inštalovať tantalový kondenzátor s kapacitou viac ako 100 μF.
Typický obvod PT4115 pre 3W LED znamená inštaláciu indukčnej cievky s veľkosťou 68 μg a mal by byť umiestnený čo najbližšie ku kolíku SW PT4115.
Induktor je možné vyrobiť vlastnými rukami pomocou prstenca zo starého počítača a vodiča PEL-0,35.
Osobitné požiadavky platia pre diódu D: malý priamy pokles napätia, krátky čas obnovy počas spínania a stabilita parametrov so stúpajúcou teplotou prechodu p-n, aby sa zabránilo zvýšeniu unikajúceho prúdu. Tieto podmienky zodpovedajú dióde Schottky FR103, schopné vydržať prúdové impulzy do 30A pri teplotách do 150 ° C.
Nakoniec najpresnejším prvkom vodičového obvodu pre 3w LED je rezistor RS. Minimálna hodnota RS = 0,082 Ohm zodpovedajúca prúdu 1,2 A. Na základe požadovaného napájania LED sa vypočítava podľa vzorca:
RS = 0,1 /ILED, kde ILED je menovitá hodnota prúdu LED, A.
V schéme spínania PT4115 pre 3w LED je hodnota Rs 0,13 ohmov, čo zodpovedá prúdu 780 mA. V obchodoch nemôžete vždy nájsť rezistor takéhoto označenia. Preto budeme musieť pripomenúť vzorce pre výpočet celkového odporu s postupnou a paralelnou integráciou odporov:
- Rp = = R1 + R2 + ... + Rn;
- Rpar = (R1xR2) /(R1 + R2).
Z tohto dôvodu je možné získať požadovaný odpor s vysokou presnosťou z niekoľkých nízkych odporov.
Na záver by som chcel znovu zdôrazniť význam súčasnej stabilizácie a nie napätia na zabezpečenie dlhotrvajúcej prevádzky silných LED. Existujú prípady, kedy LED diódy s čínskym pôvodom pokračujú v plynulom zvyšovaní prúdu po určitom čase po zapnutí a zastavenia na hodnote, ktorá presahuje nominálnu hodnotu pasu. To vedie k prehriatiu kryštálu a postupnému poklesu jasu. Ovládač LED 3w na čipu PT4115 je zárukou stabilného svetelného výkonu kombinovaného s vysokou účinnosťou za predpokladu, že teplo je efektívne odstránené z kryštálu.
