非絶縁型降圧LEDドライバ電源
LEDの駆動方法は、従来のハロゲンランプや蛍光灯とは異なります。 定電流駆動を維持する必要があるため、特別な駆動力が必要です。 一般照明として、それらのほとんどは高電圧主入力とSELV（安全な超低電圧）出力であるため、それらは主に降圧構造を使用します。 降圧トポロジーは、シンプルな構造、高効率、小さな電流リップルという特徴があります。 よく使われます。 。 PT4207は、バックトポロジに基づいて設計されたLEDドライバチップです。
PT4207チップ構造の特徴
PT4207は革新的なアーキテクチャを採用しており、AC入力が整流された後、8V〜450VのDC電圧で確実に動作します。 内蔵の350mA / 20V MOSFETは、350mAのLED出力電流を供給できます。 さらに、外部MOSFETスイッチドライブポートを備えており、LED出力電流は最大1Aで安定して動作します。 システム効率は96％に達する可能性があり、LED電流精度は±5％に達する可能性があります（入力電圧調整率とコンポーネントの違いを含む）。 多機能調光DIMピンを介して、LED電流を抵抗またはDC電圧を使用して線形に調整したり、デジタルパルス信号を使用してPWM調光を選択したりできます。 さらに、このチップには、ソフトスタート、短負荷、および過熱機能もあります。 PT4207の内部構造ブロック図を図1に示します。
図1PT4207内部構造のブロック図
定電流動作原理：PT4207は固定オフ時間モードを使用して出力電流を制御します。 内部MOSFETの後、電流は負荷、インダクタンス、MOSFET、およびサンプリング抵抗を流れ、時間とともに直線的に上昇し、CSピンに電圧が生成されます。 電圧が内部基準値に達すると、チップは内部で電力を制御してMOSFETをオフにし、ターンオフサイクルに入ります。 ターンオフ時間は外部抵抗によって設定され、固定されています。 経過後、MOSFETは再びオンになり、次の動作サイクルに入ります。 バック構造の方法を図2に示します。
図22つの形式のバック構造
図3に示すように、MOSFETのターンオフ期間中、インダクタLのエネルギーはフリーホイールダイオードDを介して負荷LEDに放出され、元に戻されます。
図3降圧構造がサイクル電流リターンをオフにする
インダクタンス式で求めることができます
ここで、VLはインダクタ両端の電圧、Lはインダクタンス、Toffは設定可能な固定オフ時間、ΔILはインダクタの電流量です。
図4CCMでのインダクタ電流波形
システムがCCM（連続動作モード）で動作している場合、インダクタの電流波形を図4に示します。その中で、ILEDはLED均一電流、IPEAKはインダクタのピーク電流、つまりピーク電流です。 MOSFETまたはフリーホイールダイオードを介して、ILED =IPEAK-0.5ΔILが得られます。 インダクタンスの式を代入して、
IPEAKはサンプリング抵抗で設定できます。 したがって、出力LED方式が決まれば、出力電流は入力電圧とは関係なく、LED定電流制御を実現します。
短い原理：チップは、各ターンオンサイクルでCSピン電圧を検出します。 CS電圧の上昇が速すぎることを検出すると、チップはMOSFETをオフにし、一定時間後に再びオンにしてショートを実現します。
過熱原理：チップには過熱機能が組み込まれています。 チップの接合部温度が135°Cを超えると、出力電流が自動的に減少してさらに温度が上昇します。 温度が150°Cを超えると、出力電流は0に低下します。これにより、チップがアクティブなときのちらつきの問題を回避できます。 LEDを過熱する必要がある場合は、DIMピンとGNDピンの間に負の温度係数サーミスタを間接的に接続できます。 温度が上昇すると、DIM電圧が低下すると同時に、内部CSピンの基準電圧を下げるか、シャットダウンすることで、過熱機能を実現します。
ソフトスタートエネルギー：チップには4msのソフトスタート時間が内蔵されており、始動時に電流が徐々に増加するため、負荷電流が徐々に設定値に達し、始動サージ電流を効果的に低減します。
図5PT4207の一般的なアプリケーション電力（出力：LEDアレイの24ストリング、250mA）（印刷）
図6PT4207の典型的なアプリケーションの電気効率と定電流特性
図7PT4207高電流アプリケーション（LEDアレイの出力12ストリング、1000mA）
図5は、PT4207の典型的なアプリケーションです。 PT4207の典型的なアプリケーションの効率と定電流特性を図6に示します。PT4207の他のアプリケーションスキームを図7と図8に示します。その中で、図7はPT4207の大電流アプリケーションです（LEDの出力12ストリングアレイ、1000mA）; 図8は、PT4207 DC低電圧アプリケーション（出力1 3WLED、700mA）です。
図8PT4207DC低電圧アプリケーション（出力1 3WLED、700mA）
システムパラメータの設計
一般的なアプリケーションについては、図5を参照してください。 出力電流の決定：次の式に基づくことができます
適切なR4、R5、R6、およびLを選択します。特定の計算手順については、PT4207データシートを参照してください。
入力容量の選択：入力容量は、システムに安定した電源電圧を提供します。これは、出力電力に応じて選択でき、容量は1〜2uF / Wに応じて選択できます。 照明用途はすべて高温であるため、コンデンサの耐熱性は105°Cを超えます。
MOSFETの選択：実際の入力状況に応じてドレイン-ソース耐電圧Vdsを選択し、ドレイン電流Idは4倍以上のILEDです。
出力コンデンサの選択：LEDと並列に接続されたコンデンサは、LEDリップル電流を吸収できます。 理想的には、インダクタのリップル電流は出力コンデンサによって完全に吸収され、LEDの寿命をある程度延ばします。 通常、1〜10uFを選択します。
フリーホイーリングダイオードの選択：ショットキーダイオードまたは超高速回復ダイオードを選択します。逆回復時間Trrは100ns未満であり、電流容量はIPEAKより大きくする必要があります。
LED蛍光灯シェルインダクタンスの選択：I型インダクタまたは閉じた磁気トランスインダクタを選択できます。 I型インダクタは一般的に低価格でプロセスが簡単ですが、磁気を帯びているため、金属の限られたスペースで磁力線が失われやすく、システムが異常に動作する可能性があるため、一般に非金属製のランプに使用されます。 -金属シェル。 どの種類のインダクタを使用する場合でも、インダクタの飽和電流はILEDの1.2倍以上である必要があり、磁気コア材料のキュリー温度は150°C以上です。
レイアウト設計のポイント
一般的なアプリケーションについては、図5を参照してください。 その中で、フィルタコンデンサC3、C4、C5、および抵抗R4は、チップピンにできるだけ近づける必要があります。 入力コンデンサC1、負荷、インダクタL4、MOSFET、チップSピン、サンプリング抵抗R5およびR6は大きな電流経路であり、配線はできるだけ太く短くし、囲まれた領域はできるだけ小さくする必要があります。 サンプリング抵抗R5とR6は、干渉源である高周波および大電流グランドに接続されており、最短経路を介して入力フィルタコンデンサC1の負極に接続する必要があります。 チップの3番目のピン、およびC3、C4、C5、およびR4のグランドには、C1とは別に引き出すことができる安定した基準グランドが必要です。
