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28 de agosto de 2011

Detección de circuito simple reduce el estrés en el conductor del LED con atenuación de la línea eléctrica. Nota de aplicación 4977

 

 

Por:
Fons Janssen, Miembro Senior del Personal Técnico

Resumen: Una modificación del circuito de corriente de control en un sistema de baja tensión LED permite el uso de una tensión de alimentación picado para modular la intensidad del LED. El circuito de corriente de entrada impide a los condensadores de desacoplamiento, apagando los LEDs durante los intervalos en que la tensión de alimentación está apagado.
Una versión similar de este artículo apareció en el 23 de septiembre de 2010 de Diseño Electrónico revista. En baja tensión (24V) de iluminación sistemas, las fuentes de alimentación fuera de línea a menudo pueden ser ubicados a cierta distancia de las lámparas. Un sencillo de dos hilos
de cable normalmente conecta las dos secciones, y la intensidad de la lámpara puede ser controlada por cortar la tensión de alimentación. Para las luces de filamento basado en esto no es un problema, sino una tensión de alimentación picada puede afectar a la fiabilidad de las lámparas de LED. lámparas LED requieren un circuito dedicado para el control de la corriente del LED, y como la mayoría de los circuitos de control, ésta requiere de un condensador de desacoplamiento en el suministro de voltaje de entrada.El condensador de carga y descarga alternativamente en cada transición de la tensión de alimentación, y los condensadores de cerámica se puede producir un ruido acústico molesto cuando tratan de esta manera. Condensadores electrolíticos no tienen el problema de acústica, pero de alta corriente de arranque corrientes pueden causar la disipación de potencia en la resistencia en serie equivalente , que afecta a la fiabilidad. (ESR para electrolíticos es mayor que la de capacitores de cerámica.) Este efecto se puede reducir la vida útil de un condensador electrolítico. Se puede evitar la descarga de los condensadores de desacoplamiento simplemente cambiando el LED apagados durante la tensión de alimentación fuera de tiempo. La mayoría de los controladores de LED (como el MAX16832 ) poseen una entrada especial (DIM) que se puede utilizar para cambiar la corriente del LED encendido y apagado rápido. Sin embargo, usted debe manejar la entrada del DIM con una señal adicional, que no se puede hacer si sólo dos cables están disponibles! La solución es hacer que el circuito del LED del controlador de la lámpara de detectar el inicio del tiempo de desconexión, y apagar el LED antes de los condensadores son muy dados de alta. Este circuito también debe detectar el comienzo de la puntualidad, lo que puede convertir los LEDs de nuevo. La implementación más sencilla de esta idea se muestra en la Figura 1 (ignore las líneas azules, por el momento).Diodo D (en rojo) aísla la señal de la DIM condensador de desacoplamiento. Cuando la tensión de alimentación se apaga (es decir, se inicia el tiempo libre), la señal DIM va a la lógica de cero y deshabilita el controlador LED. Debido a que el condensador de desacoplamiento ya no se carga por los LEDs, que conserva su cargo. Figura 1. Este circuito, incluyendo los circuitos de color azul y sin el diodo de color rojo (ver texto) evita que el exceso de carga y descarga del condensador de desacoplamiento, apagando los LEDs durante los intervalos en que la tensión de alimentación está apagado picado. En la práctica, este enfoque tiene varias desventajas . En primer lugar, el diodo presenta disipación igual a V ƒ × I CARGA . En segundo lugar, el momento exacto en que el conductor se apaga está determinada por la capacitancia en el sistema antes de que el diodo. Si esta capacidad es importante, la señal DIM no se reducirá al instante, pero tomará algún tiempo para llegar a la lógica de cero, y este intervalo de tiempo puede permitir que el condensador de desacoplamiento a perder una gran cantidad de carga. El problema puede ser superado con una resistencia de carga a tierra justo antes de que el diodo, que rápidamente se tira de la señal DIM a tierra, pero que también introduce la disipación de la resistencia no deseados durante el tiempo de. Una solución mejor es demostrado por las adiciones de color azul se muestra en la Figura 1. El diodo se elimina, y la combinación de formas D2/C3 un detector de envolvente que sigue a la tensión de entrada, pero poco a poco. Durante el tiempo de la tensión base-emisor de T1 es positiva, por lo que T1 está apagado y su colector se encuentra en 0V. T2, R3 y R4 forman un inversor que convierte esta lógica de 0 a 1 lógico, al encender el LED a través de la clavija DIM. La tensión de entrada disminuye rápidamente con el inicio de fuera de tiempo, pero el detector de envolvente responde más lentamente. Como resultado, la tensión de la base de T1 cae más rápido que su tensión de emisor. T1 se activa cuando el voltaje base-emisor alcanza-0.7V, haciendo que el nivel lógico en DIM para cambiar de 1 a 0. Esta transición se apaga el piloto LED instantánea, eliminando así la carga del condensador de desacoplamiento. La tensión de base vuelve a subir como en el tiempo comienza, el cambio de T1 y el conductor del LED de nuevo. Debido a las fluctuaciones de tensión de entrada no son mucho más que 1V, las corrientes de entrada al comienzo de la jornada se reduce mucho.Estas mejoras de rendimiento son fácilmente medibles. En primer lugar, las formas de onda de la figura 2a se muestra el efecto de una tensión de entrada picado sin las medidas adoptadas para proteger el condensador de desacoplamiento. Corrientes de entrada muestra los picos de más de 12A, y la tensión de entrada (presente en el condensador de desacoplamiento) presenta grandes oscilaciones.Durante el tiempo de inactividad, el voltaje de entrada cae por más de 10V. Presentamos el circuito de detección reduce en gran medida estos valores ( Figura 2b ). Picos de corriente de entrada son más o menos 2A, una mejora de factor de seis. El voltaje de entrada se muestra mucho menos fluctuación-ahora del orden de 2 V, que es lo suficientemente bajo como para permitir el uso de capacitores de cerámica barata desacoplamiento sin ruido audible. La señal de DIM ( Figura 3 ) muestra dos fallas debido a las oscilaciones en la tensión de entrada: uno al comienzo del período de, y una más pequeña al comienzo de la fuera de la época. Estos fallos son muy cortos, sin embargo, que afectan a la corriente del LED ( Figura 4 ). Figura 2. De entrada de voltaje y corriente de la figura 1, con el circuito de detección azul inactivo (a) y activa (b). Figura 3. En la Figura 1, la oscilación en el voltaje de entrada (azul) causa problemas técnicos en las transiciones DIM tensión. Figura 4. Estos LED actuales formas de onda de la figura 1 muestran que un circuito detector activa (azul traza) tiene poco efecto sobre la corriente del LED.




Figura 1.  Este circuito, incluyendo los circuitos de color azul y sin el diodo de color rojo (ver texto) evita que el exceso de carga y descarga del condensador de desacoplamiento, apagando los LEDs durante los intervalos en que la tensión de alimentación está apagado picado.





Figura 2.  De entrada de voltaje y corriente de la figura 1, con el circuito de detección azul inactivo (a) y activa (b).

Figura 3.  En la Figura 1, la oscilación en el voltaje de entrada (azul) causa problemas técnicos en las transiciones DIM tensión.

Figura 4.  Estos LED actuales formas de onda de la figura 1 muestran que un circuito detector activa (azul traza) tiene poco efecto sobre la corriente del LED.

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Comentarios de los miembros
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3 comentarios


eplesner - descarga del condensador
(Sin calificación)
08/21/2011

El problema con el circuito que se muestra es que el C1 y C3 tienen que ser elegidos es tal manera que la descarga de C1 por el coeficiente intelectual de MAXC16832 tiene que ser mucho más lento que la descarga de C3 por el "azul" del circuito, de lo contrario todo el circuito es inestable. Esta inestabilidad se llevan a MAX16832 cambiar momentáneamente dentro y fuera de la descarga C1 de acuerdo con la descarga de C3. Creo que este circuito funciona mejor con frecuencias de modulación PWM rápido. No va a funcionar con velocidades de parpadeo en el orden de cientos de ms de segundos. En general, el MAX16832 (y todos los otros chips usando esta arquitectura) necesita Vin = 2 x Vled para actuar estable (por dólar ciclo de trabajo de distribución tiene que ser <50%), y esto guarda el circuito de la demostración, en muchos casos. Cuanto más alto es Vin wrt. Vled y más rápido de la frecuencia de conmutación, el mejor del circuito de la demostración funciona. Sin embargo la capacidad de alta, muy alta tensión (por ejemplo, 24) condensadores cerámicos no son baratos. No es un circuito ideal en mi humilde opinión


Fons - Re: circuito detector de envolvente
(Sin calificación)
04/11/2011

Dejando el diodo y la conexión del detector de envolvente hacia el ánodo no mejora el rendimiento. En la práctica, la tensión en el ánodo no cae más rápido que la tensión en el cátodo. En realidad el voltaje del ánodo sigue el voltaje del cátodo (sólo 0,7 V de diferencia). Por lo tanto, dejando el diodo no hará que el circuito de detección de reaccionar con mayor rapidez. El diodo no hará sino aumentar las pérdidas, así que mejor dejarlo fuera.


Ovidiu - circuito detector de envolvente

04/07/2011

¿Qué hay de mantener el diodo (en rojo) y conectar el circuito detector de envolvente en el ánodo de diodo?
Yo creo que sería mejor, a alguien?

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