Системы регулирования и управления освещением
.pdf
ИМС
IL9967D
IZ9967
TKL201
Окончание табл. 4.1
Напря- |
Ток |
Частота |
Ток |
Функцио- |
|
|
жение |
потреб- |
работы, |
дио- |
нальное |
Тип |
Технология |
питания |
ления, |
кГЦ |
дов, |
назначе- |
корпуса |
|
Ucc, В |
мА |
мА |
ние |
|
|
|
8–60 |
– |
Опреде- |
750 |
ИМС |
4303Ю.8-А |
БиКДМОП |
|
|
ляется |
|
высоко- |
Бескорпус- |
|
|
|
внут- |
|
вольтных |
ная |
|
|
|
ренней |
|
драйверов |
|
|
|
|
линией |
|
СИД со |
|
|
|
|
задерж- |
|
встроен- |
|
|
|
|
ки |
|
ным |
|
|
85–265 |
|
|
|
MOSFET |
|
|
≤ 6 |
60–74 |
Вых. |
– |
4303Ю.8-А |
БиКДМОП |
|
(перем.) |
(рабочий |
(67) |
мощ- |
|
|
|
|
режим) |
|
ность |
|
|
|
|
≤ 1 |
|
до |
|
|
|
|
(запуск) |
|
100 Вт |
|
|
|
Действительно, спектр используемых напряжений питания Ucc этих микросхем лежит в диапазоне минимальных значений от 2,5–10 В до 20–400 В при частотах работы от 20–30 кГц до 0,8–1,6 МГц. Собственные максимальные токи потребления микросхем лежат в диапазоне от 0,1 мкА (в состоянии «выключено») до 0,35 мкА, выходные токи светодиодов – от 5 мА до 1,5 А.
Если у большинства перечисленных в табл. 4.1 микросхем имеются зарубежные функциональные аналоги, то у ряда оригинальных микросхем присутствуют дополнительные функциональные возможности, существенно упрощающие их использование в составе законченных блоков и узлов высокоэффективных энергосберегающих светодиодных источников [1].
Для аппаратуры с батарейным питанием широко применяют ИМС драйверов светодиодов на основе повышающего преобразования, т. е. применяют повышающий импульсный стабилизатор. На рис. 4.8 представлена функциональная схема микросхемы повышающего стабилизатора IZ1937 (драйвера для трех белых светодиодов, питающегося от литий-ионной батареи), предназначенного для управления светодиодами белого цвета, а на рис. 4.9 – типовая схема ее применения в составе устройства светодиодной подсветки.
61
Рис. 4.8. Функциональная схема микросхемы IZ1937
Рис. 4.9. Типовая схема применения микросхемы IZ1937: VD1 – диод Шоттки; VD2–VD4 – светодиоды
Вход VIN повышающего импульсного стабилизатора для управления светодиодами белого цвета подключается к аккумулятору. С течением времени любая батарея или аккумулятор разряжается. Напряжение на выводе FB (FlyBack) стабилизатора всегда постоянно, что обеспечивается использованием встроенного широтно-им- пульсного модулятора, и составляет порядка 100 мВ. Следовательно,
62
стабилизируется и величина тока, протекающего через светодиоды LED1, LED2, LED3. Частота работы стабилизатора составляет 1,2 МГц. Численное значение тока через светодиоды задается номиналом резистора R1 (от5 мА при R1 = 19,1 Ом до20 мАпри R1 = 4,75 Ом).
Микросхема IL9910 N/D/DH является эффективным по стоимости вариантом высоковольтного бестрансформаторного источника тока для мощных светодиодов и светодиодных цепочек с выходным током от нескольких мА до более 1 А.
По функциональному назначению и составу параметров микросхема IL9910 является аналогом микросхемы HV9910 ф. Supertex. Конструктивно микросхема IL9910 выпускается в пластмассовом восьмивыводном DIP-корпусе MS-001BA (индекс N), восьмивыводном SO-корпусе MS-012AA (индекс D) и шестнадцативыводном SO-корпусе MS-012AC (индекс DH), в бескорпусном исполне-
нии – IZ9910.
Основные характеристики микросхемы IL9910:
–входное напряжение на входе VIN от плюс 8 до плюс 450 В;
–ток потребления в выключенном режиме не более 1 мА;
–величина тока в светодиодной цепочке задается от нескольких миллиампер до более 1 А;
–управление яркостью свечения от одного до сотен светодиодов, включенных последовательно или последовательно-параллельно;
–возможность ШИМ-диммирования;
–возможность линейного диммирования;
–возможность использования микросхемы в качестве источника стабилизированного постоянного напряжения величиной 7–8 В и подключения внешней нагрузки к выводу VDD с ограничением по
току IDD(ext) не более 1 мА;
– диапазон рабочих температур от минус 40 до плюс 85 °C. На рис. 4.10 приведена типовая схема применения IL9910.
ИМС IL9910 представляет собой микросхему управления высокоэффективным LED-драйвером, позволяющим работать со светодиодными панелями и цепочками светодиодов с напряжением питания от 8 до 450 В постоянного тока. Микросхема управляет внешним MOSFET-транзистором с фиксированной частотой до 300 кГц либо с фиксированным временем отключения не менее 3,4 мкс. Данная частота или время отключения могут быть заданы при помощи внешнего резистора, подключаемого к выводу Rosc. Цепочки свето-
63
диодов управляются постоянным током, что обеспечивает стабильную яркость свечения светодиодов и высокую надежность устройства. Выходной ток цепочки светодиодов может задаваться в диапазоне от нескольких миллиампер до более одного ампера. Величина данного тока может быть установлена на любое значение от нуля до своего максимального значения при помощи внешнего управляющего напряжения, подаваемого на вход линейного диммирования LD. Микросхема IL9910 также имеет вход низкочастотного ШИМ-дим- мирования, позволяющего управлять яркостью свечения светодиодов ШИМ-сигналом с коэффициентом заполнения импульсов от 0 до 100 % и частотой до нескольких кГц.
Рис. 4.10. Типовая схема применения микросхемы IL9910
64
IL9910 применяют в схемах ключевых преобразователей по пи-
ковому току (buck, boost или buck-boost converter) как с изолиро-
ванным выходом, так и с неизолированным. Данные преобразователи могут работать как в непрерывно включенном, так и в периодически отключаемом режимах. Для осветительного оборудования, имеющего входную мощность менее 25 Вт, дополнительно может применяться схема компенсации коэффициента мощности, фильтрующая пульсации переменного тока. В табл. 4.2 приведены основные электрические параметры микросхем IL9910.
Таблица 4.2 Основные электрические параметры микросхемы IL9910
Обозначение |
Наименование |
Режим |
Норма |
||
параметра |
параметра |
измерения |
не менее |
не более |
|
UDD |
Внутренне регулируе- |
UIN = 8 В |
7,0 |
8,0 |
|
мое напряжение пита- |
|
|
|
||
UIN = 450 В |
6,95 |
9,5 |
|||
|
ния, В |
||||
UVLO |
Пороговое значение |
UIN возрастает |
6,20 |
6,95 |
|
внутреннего напряже- |
от 5 до 8 В |
|
|
||
6,00 |
6,95 |
||||
|
ния питания, В |
||||
UCS(hi) |
Пороговое напряжение |
UIN = 8 В |
225 |
275 |
|
внутреннего компара- |
|
|
|||
225 |
275 |
||||
|
тора, мВ |
|
|||
|
|
UIN = 8 В |
20 |
30 |
|
fOSC |
Частота внутреннего |
19 |
36 |
||
|
|||||
генератора, кГц |
UIN = 8 В |
80 |
120 |
||
|
|||||
|
|
75 |
125 |
||
|
|
|
|||
IINsd |
Ток потребления в вы- |
Вывод PWM_D |
|
1,0 |
|
подключенк GND, |
– |
|
|||
|
|||||
|
ключенномрежиме, мА |
UIN = 8 В |
|
0,9 |
|
|
|
Вывод PWM_D |
|
|
|
UGATE(hi) |
Выходное напряжение |
подключен к VDD, |
UDD-0,3 |
– |
|
|
высокого уровня, В |
UIN = 8 В |
|
|
|
|
|
UIN = 450 В |
|
|
|
|
|
Вывод PWM_D |
|
0,3 |
|
UGATE(lo) |
Выходное напряжение |
подключенк GND, |
– |
||
|
|||||
низкого уровня, В |
UIN = 8 В |
0,36 |
|||
|
|
UIN = 450 В |
|
||
|
|
|
|
||
|
Время задержки пере- |
|
|
|
|
tDELAY |
ключениявыходаGATE |
UIN = 12 В |
– |
300 |
|
при изменении сигнала |
|||||
|
|
|
|
||
|
на CS, нс |
|
|
|
|
TBLANK |
Интервал запирания то- |
UIN = 12 В |
150 |
280 |
|
кового компаратора, нс |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
65 |
|
Микросхема IL9910 может управлять до сотен высоко ярких светодиодов или совокупностью цепочек высокоярких светодиодов. Светодиодные матрицы (панели) могут состоять из соединенных последовательно или последовательно-параллельно светодиодов.
Область применения микросхемы IL9910:
–DC/DC или AC/DC LED-драйверы;
–LED-драйверы для подсветки светодиодных RGB панелей;
–подсветка ЖК-панелей;
–в универсальных источниках постоянного тока;
–декоративная светодиодная иллюминация;
–автомобильная электроника.
Микросхемы IZ9921, IZ9922, IZ9923 являются высоковольтными LED-драйверами со встроенным MOSFET-ключом, предназначенными для управления светодиодами в маломощных осветительных приборах и аппаратуре, а также светодиодными декоративными подсветками. Данные микросхемы обеспечивают эффективное управление светодиодами от источника постоянного напряжения до400 В.
По функциональному назначению и составу параметров микросхемы IZ9921/22/23 являются аналогами микросхем HV9921/22/23
ф. Supertex.
На рис. 4.11 представлена рекомендуемая схема применения
IZ9921/22/23.
Рис. 4.10. Рекомендуемая схема применения микросхем IZ9921/22/23: LED1 – LEDN – светодиоды с номинальным прямым током: 20 мА при применении микросхемы IZ9921; 50 мА при применении микросхемы IZ9922; 30 мА при применении микросхемы IZ9923; VD1–VD5 – высоковольтные диоды с пробивным
напряжением не менее 500 В и током при прямом смещении 1 А
66
Основные характеристики микросхем IZ9921/22/23:
–постоянная величина тока в светодиодной цепи: IZ9921 – 20 мА; IZ9922 – 50 мА; IZ9923 – 30 мА;
–работа от сети переменного тока с напряжением 85–264 В или от источника постоянного напряжения величиной 20–400 В;
–сопротивление открытого ключа не более 210 Ом при темпера-
туре среды 25 С;
–пробивное напряжение закрытого ключа не менее 500 В при температуре среды 25 С.
–диапазон рабочих температур от минус 40 до плюс 85 С.
Втабл. 4.3 приведены предельно допустимый и предельный электрические режимы эксплуатации микросхем IZ9921/22/23.
Втабл. 4.4 приведены электрические параметры микросхем
IZ9921/22/23.
Таблица 4.3
Предельно допустимый и предельный электрические режимы эксплуатации микросхем IZ9921/22/23
Обозначение |
Наименование |
Предельно |
Предельный |
|||
допустимый режим |
режим |
|||||
параметра |
параметра |
|||||
не менее |
не более |
не менее |
не более |
|||
|
|
|||||
UIN |
Входное напряжение, В |
20 |
400 |
–0,3 |
420 |
|
UIN |
Напряжение питания |
|
|
|
|
|
низковольтной части |
– |
– |
–0,3 |
10 |
||
|
схемы, В |
|
|
|
|
|
IDD |
Ток потребления в цепи |
|
|
|
|
|
питания низковольтной |
– |
– |
– |
5,0 |
||
|
части схемы, мА |
|
|
|
|
|
Таблица 4.4 Электрические параметры микросхем IZ9921/22/23
Обозначение |
Наименование |
Режим |
Норма |
||
параметра |
параметра |
измерения |
не менее |
не более |
|
UDDR |
Напряжение питания, фор- |
UIN = 20 В |
5,5 |
9,0 |
|
мируемое регулятором, В |
UIN = 50 В |
5,0 |
9,5 |
||
|
|||||
UUVLO |
Пороговое напряжение пи- |
UDD = UUVLO |
4,0 |
|
|
тания низковольтной части |
IDRAIN = 20 мА |
|
– |
||
3,6 |
|||||
|
схемы, В |
|
|||
|
|
|
|
67 |
|
Окончание табл. 4.4
Обозначение |
Наименование |
Режим |
Норма |
||
параметра |
параметра |
измерения |
не менее |
не более |
|
IDD |
Ток потребления в цепи пи- |
UDD = 9,5 В |
|
350 |
|
тания низковольтной части |
|
– |
|
||
UIN = 40 В |
500 |
||||
|
схемы, мкА |
|
|||
|
Сопротивление открытого |
UDD = UDDR |
|
210 |
|
RON |
ключанавыходеDRAIN, Ом |
IDRAIN = 20 мА |
|
|
|
для IZ9921 |
|
400 |
|||
|
для IZ9922 |
IDRAIN = 50 мА |
|
||
|
|
|
|||
|
для IZ9923 |
IDRAIN = 30 мА |
|
|
|
UBR |
Пробивное напряжение за- |
UDD = UDDR + 0,1 |
500 |
|
|
крытого ключа на выходе |
|
– |
|||
|
|||||
|
DRAIN, В |
IDRAIN = 1 мА |
420 |
|
|
ISAT |
Ток насыщения ключа на |
UDD = UDDR |
100 |
– |
|
выходе DRAIN, мА |
USAT = 50 В |
70 |
|||
|
|
||||
|
Пороговый ток, мА |
|
|
|
|
ITH |
для IZ9921 |
|
20,5 |
25,5 |
|
для IZ9922 |
|
52,0 |
63,0 |
||
|
|
||||
|
для IZ9923 |
|
30,8 |
38,2 |
|
TOFF |
Время выключения ключа |
UDD = UDDR |
8,0 |
13,0 |
|
на выходе DRAIN, мкс |
6,0 |
15,0 |
|||
|
USAT = 50 В |
||||
TON |
Минимальное время 85 |
|
650 |
||
включения ключа на выхо- |
|
– |
|
||
|
900 |
||||
|
де DRAIN, нс |
|
|
||
TBLANK |
Запирающая задержка, нс |
|
200 |
400 |
|
|
100 |
600 |
|||
|
|
|
|||
Микросхемы IZ7150 и IZ7150A. Данные LED-драйверы предназначены для управления мощными светоизлучающими диодами в широком диапазоне питающих напряжений и токов нагрузки с пиковыми значениями до 0,8 А или до 1,5 А. Микросхемы IZ7150 и IZ7150A найдут свое применение в автомобильной промышленности, DC/DC LED формирователях, в системах освещения и индикации.
По функциональному назначению и составу параметров микросхемы IZ7150 и IZ7150A являются аналогами микросхемы AMC7150
ф. ADDtek.
В табл. 4.5 приведены предельные электрические режимы эксплуатации микросхем IZ7150 иIZ7150A
68
Таблица 4.5
Предельно допустимые электрические режимы эксплуатации микросхем IZ7150 и IZ7150A
Обозначение |
Наименование параметра |
Норма |
||
параметра |
не менее |
не более |
||
|
||||
UCC |
Напряжение питания, В |
–0,3 |
40 |
|
UOUT |
Выходное напряжение |
–0,3 |
40 |
|
TJ |
Температура кристалла, оС |
– |
150 |
|
Ta |
Температура окружающей среды, оС |
–60 |
150 |
|
В табл. 4.6 приведены электрические параметры микросхем
IZ7150 и IZ7150A.
Таблица 4.6
Электрические параметры микросхем IZ7150 и IZ7150A
Обозначение |
Наименование |
Режим |
Норма |
|||
параметра |
параметра |
измерения |
не менее |
не более |
||
|
|
|
|
|
|
|
ICC |
Ток потребления, мА |
4,0 В ≤ UСС ≤ 40 В |
– |
4,0 |
||
|
Выходное |
IZ7150 |
IOUT = 1,0 А |
– |
1,3 |
|
UDP |
IOUT = 1,5 А |
– |
3,0 |
|||
напряжение |
|
|||||
|
IOUT = 0,5 А |
– |
1,3 |
|||
|
насыщения, В |
IZ7150A |
||||
|
IOUT = 0,8 А |
– |
3,0 |
|||
|
|
|
||||
UCS |
Напряжение датчика тока |
– |
300 |
360 |
||
TDC |
Максимальная скважность |
UCS = UCC |
– |
85 |
||
цикла, % |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
ICH |
Ток заряда конденсатора, |
– |
35 |
– |
||
мкА |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
Рекомендуемая схема применения микросхем IZ7150 и IZ7150A показана на рис. 4.11.
Функциональные возможности и электрические параметры представленных на рис. 4.9–4.11 и в табл. 4.1 микросхем позволяют создавать широкий спектр энергосберегающих высокоэффективных светодиодных источников освещения для разных типов выпускае-
69
мых промышленностью светодиодов с применением минимального количества внешних по отношению к микросхемам дискретных элементов (резисторов, диодов, конденсаторов, индуктивностей и транзисторов).
Рис. 4.11. Типовая схема применения микросхемы IL7150N, IL7150D
Микросхема IL7169 (зарубежный аналог AMC7169 фирмы ADDtek) – двухвыводная микросхема защиты светодиодов с низким падением напряжения, рассчитанная на 500 мА тока шунтирования. Особенностью микросхемы является низкий рабочий ток в режиме контроля и высокий ток шунтирования в задающем режиме.
ИМС IL7169 предназначена для параллельного соединения с мощным светодиодом.
Микросхема шунтирует управляющий ток в случае разомкнутой светодиодной цепи, а также шунтирует управляющий ток при обратном включении светодиодов.
Основные характеристики микросхемы IL7169:
–задающее напряжение защиты – 5 В;
–ток шунтирования – 500 мА;
–падение напряжения на шунте – 1 В;
–защита от статического электричества – 8 кВ. Область применения микросхемы IL7169:
–светодиодное освещение;
–светодиодная подсветка для ЖК телевизоров/мониторов;
–защита мощных светодиодов.
Типовая схема применения ИМС IL7169 приведена на рис. 4.12.
70
