В статье автора "Источник питания на UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48 Вт" был описан источник питания для светодиодного светильника, который обладает параметрами, позволяющими отнести его к источникам высокого класса (премиум-класса). Автору удалось модернизировать устройство, упростив его, но оставив параметры на высоком уровне. Отличительная особенность усовершенствованного устройства - применение активного токоизмерительного шунта.
Продолжая популярную тему светодиодного освещения, а именно источников питания для светодиодных светильников, хочу представить ещё один вариант LED-драйвера на широко распространённой микросхеме UCC28810 [1]. Это доработанная и упрощённая версия источника, описанного в [2]. Было решено всё-таки отказаться от применения дополнительного активного корректора мощности на микросхеме L6561D, который служил в основном для питания микросхемы UCC28810 постоянным током, что позволяло избавиться от пульсаций выходного тока с частотой 100 Гц. В предлагаемом варианте проблема пульсаций выходного тока, а следовательно, пульсаций светового потока светильника, решилась полной переработкой узла обратной связи - по сути, изменением принципа её действия, что также привело к значительному упрощению устройства примерно на треть. Пришлось, правда, немного пожертвовать техническими характеристиками источника питания: сузился интервал входного напряжения и немного снизился коэффициент мощности, но зато коэффициент пульсаций светового потока остался на прежнем уровне - менее 1 %. Схема получившегося источника приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема источника питания
Основные технические характеристики
Входное переменное напряжение, В................180...265
Выходной постоянный стабилизированный ток, мА.......350
Интервал выходного напряжения, В.................60...130
Максимальная выходная мощность, Вт..................46
Коэффициент мощности, не менее.......................0,96
Коэффициент пульсаций светового потока, %, не более .....................1
КПД ......................0,9..0,91
Первичная часть LED-драйвера осталась без изменений, кроме номиналов некоторых элементов. Отличительная особенность вторичной части - активный токоизмерительный шунт, изменяющий своё сопротивление в зависимости от протекающего через него тока. Его сопротивление образовано резисторами R19, R26 и сопротивлением канала полевого транзистора VT3. Общее сопротивление шунта в конкретный момент зависит от состояния транзистора VT3. Управляет его состоянием, а следовательно, и общим сопротивлением шунта компаратор на ОУ DA2.1. Падение напряжения с шунта через делитель R29R32R37 и защитный стабилитрон VD16 поступает на инвертирующий вход компаратора на ОУ DA2.2, который управляет оптопарой U1. Образцовые уровни для обоих компараторов задаёт общий прецизионный источник на параллельном стабилизаторе DА3.
В начальный момент на выходе компаратора DА2.1 присутствует высокий уровень, транзистор VT3 открыт. Сопротивление шунта определяется в этом случае в основном резистором R19, поскольку сопротивление канала транзистора в открытом состоянии всего лишь около 65 мОм. Так как общее сопротивление шунта мало, то и падение напряжения на нём мало - меньше, чем образцовый уровень на неинвертирую-щем входе DА2.2, следовательно, на выходе этого компаратора - высокий уровень и оптопара закрыта. По мере возрастания тока через резистор R19 падение напряжения на нём приблизится к пороговому значению, и при его достижении компаратор DА2.1 переключится, на его выходе установится низкий уровень, транзистор VT3 закроется. Сразу же резко возрастёт общее сопротивление шунта - примерно до 100 Ом (определяется резистором R26). Мгновенно возросшее на шунте напряжение переключит компаратор DА2.2, на его выходе установится низкий уровень, оптопара откроется и генерация в первичной части преобразователя прекратится. Далее, по мере разрядки оксидного конденсатора С16, падение напряжения на резисторе R19 станет ниже порогового значения, компаратор DА2.1 вернётся в исходное состояние. Транзистор VT3 откроется, общее сопротивление шунтирующей цепи вновь резко уменьшится примерно до 1 Ома, компаратор DА2.2 переключится в исходное состояние, оптопара закроется, генерация возобновится и весь процесс повторится циклически. По сути, узел на транзисторе VT3 и компараторе DА2.1 представляет собой модификацию известного электронного дросселя на полевом транзисторе. Только в нашем случае этот электронный дроссель управляет через оптопару работой всего обратноходового преобразователя.
С помощью параллельно включённых резисторов R22, R23 можно установить любой выходной ток в интервале от 290 до 390 мА. Их, естественно, можно заменить одним резистором соответствующего сопротивления, например, для выходного тока 350 мА вместо двух резисторов по 39 кОм можно применить один сопротивлением 19,5 кОм. Можно также применить и малогабаритный подстроечный резистор. Подбором резистора R3 при необходимости можно установить максимальное значение коэффициента мощности. Резисторы R3, R22, R23, R25 желательно использовать с допуском 1 %. Полевой транзистор 65C6600 (VT2) можно заменить любым другим n-канальным MOSFET с напряжением сток-исток не менее 550 В, током не менее 4 А и сопротивлением канала в открытом состоянии не более 1,5 Ом (для транзистора с большим сопротивлением канала может потребоваться теплоотвод), подойдёт, например, STP5NK60Z. Транзистор IRLL024NPBF (VT3) в корпусе SOT-223 можно заменить на аналогичный низковольтный с напряжением сток-исток не менее 40 В, током не менее 1,5 А и сопротивлением канала в открытом состоянии не более 200 мОм. Все моточные элементы L1, L2, T1 такие же, как в прототипе [2].
Печатная плата изготовлена из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита, её чертёж приведён на рис. 2. Все элементы для поверхностного монтажа расположены со стороны печатных проводников, выводные - с противоположной. Расположение деталей показано на рис. 3. Фотографии собранного устройства приведены на рис. 4, рис. 5. Первый запуск лучше производить, как и любого импульсного источника, через последовательно включённую лампу накаливания.
Рис. 2. Чертёж печатной платы
Рис. 3. Расположение деталей на плате
Рис. 4. Внешний вид собранного устройства
Рис. 5. Внешний вид собранного устройства
Литература
1. LED Lighting Power Controller. - URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc28810.pdf (15.05.16).
2. Лазарев В. Источник питания на UCC28810 для светодиодного светильника мощностью 18...48Вт. - Радио, 2016, №7, с. 18-23.
Автор: В. Лазарев, г. Вязьма Смоленской обл.