Scalone kontrolery PI do impulsowych układów zasilania LED-owych źródeł światła

Rys. 1. Zestawienie przetwornic AC-DC firmy Power Integrations

Power Integrations oferuje szeroki wybór scalonych układów wysokiej mocy ze stabilizacją prądu wyjściowego, przeznaczonych do zastosowań w aplikacjach oświetlenia LED-owego. Dostępne przetwornice mają topologie: buck, buck-boost, rezonansową oraz flyback. Ich wspólne cechy to:

• wysoko sprawna jednostopniowa konwersja;
• wysoka trwałość ze względu na brak kondensatorów elektrolitycznych w układzie przetwarzania mocy;
• efekt ściemniania źródła światła za pomocą metody fazowej włączania triaka;
• jednostopniowy układ korekcji współczynnika mocy (PFC) oraz dokładna stabilizacja prądu wyjściowego;
• małe gabaryty;
• odporność na wstrząsy i wibracje;
• wysoki stopień scalenia
• wsparcie procesu projektowego za pomocą darmowego oprogramowania PI-Expert.

Więcej szczegółowych informacji na temat scalonych kontrolerów Power Integrations przeznaczonych do zasilania LED-ów można znaleźć na stronie internetowej: http://www.powerint.com/led-drivers.

Integracja układowa

Wysoce zintegrowane układy firmy Power Integration umożliwiają projektowanie i produkcję zasilaczy impulsowych, w których liczba komponentów jest do 70% niższa niż w rozwiązaniach opartych o elementy dyskretne. Zasilacze zbudowane w oparciu o układy PI są mniejsze, lżejsze i wygodniejsze w użyciu niż większość rozwiązań konkurencyjnych.

Układy PI zawierają zintegrowane tranzystory kluczujące MOSFET pracujące na wysokim napięciu, razem z zaawansowanymi układami logicznymi sterowania. Dzięki temu możliwe są do uzyskania następujące funkcje bez konieczności dodawania układów pomocniczych:

• wysokonapięciowy rozruch;
• zabezpieczenie przeciwzwarciowe oraz rozwarciowe;
• programowalne ograniczenie prądowe;
• zabezpieczenie przeciw przepięciom oraz nadmiernym spadkom napięcia linii zasilającej;
• zabezpieczenie przeciwprzepięciowe na wyjściu;
• zabezpieczenie temperaturowe oraz przeciw przekroczeniu mocy maksymalnej;
• łagodny start;
• kompensacja sprzężenia zwrotnego;
• zdalne włącznie i wyłączanie.

Redukcja liczby komponentów

Zastosowanie układów LinkSwitch- PL oraz LinkSwitch-PH znacznie upraszcza budowę izolowanej przetwornicy typu flyback do zasilania LED-ów, dzięki eliminacji sprzęgaczy optycznych oraz układu sterującego po stronie wtórnej. Komponenty LinkSwitch-PL i Link-Switch-PH obsługują rewolucyjną technikę sterowania w celu zapewnienia szerokiego zakresu regulacji wyjściowej.

Pozwala ona także na kompensację tolerancji wykonania transformatora oraz rozrzutu parametrów samego kontrolera, a także uodparnia zasilacz na zmiany napięcia wejściowego.

Narzędzia wspomagające projektowanie

Firma Power Integrations wspiera konstruktorów na wiele sposobów. Przygotowała liczne narzędzia ułatwiające projektowanie oraz udziela pomocy technicznej na stronach internetowych. Na stronie internetowej Green Room (www.powerint.com/greenroom) udostępnione są najnowsze informacje dotyczące projektowania układów zasilania o wysokiej sprawności.

Wśród nich znaleźć można:

• regulacje odnośnie do energooszczędności. Są one opublikowane w taki sposób, że da się je przeszukiwać pod kątem rodzaju aplikacji, jednostki, która wprowadziła dane przepisy lub standardów obowiązujących w określonych miejscach świata;
• blog Mr. Green, na którym publikowane są informacje o standardach związanych z oszczędzaniem energii oraz inne wiadomości na temat kwestii ekologicznych;
• wybór najczęściej pojawiających się pytań i odpowiedzi odnośnie do energooszczędności;
• różnorodne informacje na tematy energooszczędności, linki do innych podobnych stron;
• wprowadzenie do zagadnień "zielonej energii". Różne przykłady minimalizacji strat energii poprzez konstruowanie urządzeń z trybem standby.

Power Integrations udostępnia też niezwykle użyteczny, interaktywny program PI-Expert. Umożliwia on wprowadzenie założeń do projektowanego układu zasilania i na tej podstawie podaje specyfikacje krytycznych komponentów - włączając w to specyfikację transformatora - niezbędnych do tego, aby układ działał poprawnie. Projekt może być optymalizowany pod kątem sprawności lub kosztów, automatycznie lub ze wspomaganiem przez użytkownika.

Rys. 2. Schemat elektryczny zasilacza z użyciem: a) LinkSwitch-PL; b) LinkSwitch-PH

PI-Expert znacznie upraszcza proces projektowania zasilaczy LED, zasilaczy AC/DC oraz DC/ DC, a także skraca czas tego procesu z dni do minut. Program można pobrać nieodpłatnie ze strony www.powerint.com/designsoftware.htm. Power Integrations oferuje ponadto zestawy referencyjne (RDK - Reference Design Kit). Są one przeznaczone przede wszystkim do sprawdzenia nawet najbardziej zawansowanych cech układu scalonego, opisanych w jego specyfikacji.

Zestaw taki zawiera: kompletny, przetestowany układ zasilacza, próbki kontrolera scalonego, niezmontowaną płytkę PCB oraz dokumentację i inne przydatne w danym przypadku materiały źródłowe, takie jak raport z pomiarów zestawu.

Więcej informacji na temat zestawów referencyjnych można znaleźć na stronie: www.powerint.com/dak.htm. Power Integration moderuje też kilka forów internetowych, gdzie konstruktorzy mogą dyskutować na tematy techniczne z inżynierami PI. Z czasem na forum pojawia się coraz więcej innych inżynierów z całego świata, doświadczonych w stosowaniu scalonych kontrolerów PI. Oni również uczestniczą w dyskusjach. Wśród forów należy wyróżnić:

• Forum Konstruktorów Układów Zasilających, poświęcone ogólnym kwestiom technicznym;
• Forum Wsparcia dla PI-Expert, omawiające kwestie związane z wykorzystaniem oprogramowania PI-Expert;
• Forum Zielonej Energii, poświęcone regulacjom w tej dziedzinie, technologii EcoSmart oraz poprawie sprawności energetycznej produktów elektronicznych.

Aby wziąć udział w dyskusji na forum lub zapoznać się z aktualnie dyskutowanymi tematami, wystarczy zajrzeć na www.powerint.com/forum.

Wsparcie techniczne

Producent oferuje zaawansowane wsparcie techniczne, w ramach którego dostarcza:

• noty aplikacyjne;
• karty katalogowe;
• przykładowe raporty z projektów (DER);
• raporty badań i testów przykładowych rozwiązań;
• oprogramowanie wspierające projektowanie PI-Expert;
• zestawy z rozwiązaniami referencyjnymi.

Raport DER zawiera pełną specyfikację rozwiązania, schemat, wykaz elementów, dokumentację transformatora oraz projekt PCB. Każde takie rozwiązanie zostało najpierw wykonane i dokładnie przebadane. Na tej podstawie podane są parametry oraz typowe charakterystyki pracy.

Gamma
www.gamma.pl