Большинству сверхъярких мощных светодиодов необходим стабилизированный ток управления в диапазоне от 300 до 700 мА (новые серии ультраярких светодиодов имеют максимально допустимый ток до 1000 мА). Для этой цели выпускаются специализированные драйверы питания сверхъярких светодиодов, обеспечивающие стабилизацию выходного тока в узких пределах. Изменение тока в очень малых пределах обеспечивает стабильность свечения светодиодов и гарантирует продолжительный срок их эксплуатации.

Компания International Rectifier предлагает высоковольтные полумостовые драйверы мощных светодиодов IRS2541 и IRS2540 для приложений, где не требуется гальваническая изоляция. Светодиодные драйверы IRS2541 имеют допустимое напряжение питания 600 В (для питания от сети переменного тока 220 В) и представляют наибольший интерес для отечественных разработчиков. Драйверы питания светодиодов IRS2540 допускают максимальное напряжение питания 200 В от источника постоянного тока. Эти микросхемы имеют очень низкий ток при запуске (менее 500 мкА) и работают на частоте преобразования до 500 кГц. Основные параметры этих микросхем сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Основные параметры драйверов светодиодов IRS2540 и IRS2541

Наименование	Корпус	Vмакс., В	Точность регулировки тока, %	Токпри запуске, мкА	Deadtime*, нс	Частота преобразо- вания, кГц
IRS2540PBF	DIP8	200	±5	<500	140	<500
IRS2540SPBF	SO8
IRS2541PBF	DIP8	600
IRS2541SPBF	SO8
*Deadtime - время паузы между импульсами

На рисунке 1 показана структурная схема драйверов питания светодиодов IRS2541. Встроенный источник опорного напряжения (ИОН) имеет точность установки уровней 3%. Схема UVLO обеспечивает блокировку при напряжении питания ниже допустимого уровня.

 

 

Рис. 1. Структурная схема высоковольтных светодиодных драйверов IRS2540/IRS2541

Производитель рекомендует основную схему включения с двумя полевыми транзисторами, показанную на рисунке 2.

 

 

Рис. 2. Рекомендуемая схема включения светодиодных драйверов IRS2541 с двумя MOSFET на выходе

В руководстве по применению AN-1131 приведена схема входного каскада для выпрямления питающего сетевого напряжения, подробная методика расчета и рекомендуемые компоненты для конкретных вариантов схем включения.

Схема с двумя полевыми транзисторами на выходе обладает меньшими потерями, однако в некоторых случаях может оказаться достаточным наличие в выходном каскаде всего одного транзистора MOSFET (рис. 3).

 

 

Рис. 3. Рекомендуемая схема включения драйверов светодиодов IRS2541 с одним MOSFET
на выходе

На рисунке 4 показаны типовые зависимости выходного тока Iвых от величины индуктивности L1 и номинала конденсатора на выходе Cвых (СOUT). Хорошо видно, что с ростом номиналов L1 и Свых изменение выходного тока происходит в меньших пределах. Необходимо также обратить внимание на то, что эквивалентной нагрузкой схем, показанных на рисунках 2 и 3, является последовательное включение нескольких светодиодов для достижения суммарного падения напряжения в пределах от 14 до 33 В (см. рисунок 4).

 

 

Рис. 4. Зависимости выходного тока и частоты преобразования от L1 и C_OUT

В реальных условиях напряжение в электросети изменяется в небольших пределах. Если это напряжение стабильно, то выходной ток также изменяется в небольших пределах (не более ±0,25%). Это проиллюстрировано на рисунке 5 (нижние графики). Данные приведены для микросхемы IRS2540 и входного напряжения 100 В (для драйвера IRS2541 изменения тока происходят приблизительно в этих же пределах, но при более высоких входных напряжениях). В верхней части рисунка 5 показаны диапазоны изменения тока при постоянном выходном напряжении на эквивалентной нагрузке (светодиодах).

 

 

Рис. 5. Зависимости выходного тока для IRS2540/IRS2541 при стабильном выходном напряжении и постоянном напряжении на входной шине 

При стабильном токе напряжение на светодиодах изменяется незначительно, а максимальное отклонение тока в нагрузке составляет не более ±1,2% при индуктивности L1 = 470 мкГн и конденсаторе на выходе C_OUT = 33 мкФ. При желании стабильность выходного тока можно улучшить, увеличив номиналы индуктивности L1 и конденсатора C_OUT.

Для микросхем IRS2540 выпускается демонстрационная плата IRPLLED1. Небольшие изменения номиналов позволяют использовать ее для ознакомления с драйвером IRS2541 с максимальным напряжением питания до 600 В.

В списке использованных для статьи материалов можно найти подробные параметры, методику расчета, рекомендуемые компоненты и разводку печатной платы для проектирования высоковольтных драйверов питания светодиодов на основе IRS2541/IRS2540.

 

Литература

IRS2541, IRS2540 (datasheet);

Application Note AN-1131;

IRPLLED1 (datasheet)

(все материалы взяты с сайта производителя http://www.irf.com/).

 

Получение технической информации, заказ образцов, поставка -
e-mail: power.vesti@compel.ru