समंजनीय व्हाइट LED ड्राइवर

इस दस्तावेज़ के बारे में

यह एप्लिकेशन नोट Infineon के BCR601 और BCR602 लीनियर कॉन्स्टेंट करंट रेगुलेटर्स का उपयोग करके लागत-प्रभावी, अत्यधिक कुशल LED ड्राइवर्स को लागू करने पर LED ड्राइवर डिज़ाइन इंजीनियरों और फील्ड एप्लिकेशन इंजीनियरों के लिए व्यापक मार्गदर्शन प्रदान करता है।

यह दस्तावेज़ दर्शाता है कि कैसे दक्षता से समझौता किए बिना सक्रिय हेडरूम नियंत्रण (एएचसी) वाले रैखिक रेगुलेटर के साथ पारंपरिक बक कनवर्टर दूसरे चरण को प्रतिस्थापित किया जा सकता है। यह दृष्टिकोण एक बहुत ही लागत-प्रभावी समाधान के साथ संभवतः उच्चतम प्रकाश गुणवत्ता प्राप्त करता है, जो विशेष रूप से समंज्यश्वेत और बहु-चैनल ड्राइवरों के लिए फायदेमंद है।

एलईडी ड्राइवरों में रैखिक स्थिर धारा नियामक

जैसे-जैसे प्रकाश गुणवत्ता आवश्यकताएं बढ़ती हैं, एलईडी ड्राइवर टोपोलॉजी जो आउटपुट पर लगभग पूर्ण डीसी करंट प्रदान करती हैं, लोकप्रियता हासिल कर रही हैं। सक्रिय हेडरूम नियंत्रण वाले BCR601 और BCR602 रैखिक रेगुलेटर बक स्टेज के बराबर दक्षता प्राप्त कर सकते हैं, साथ ही श्रेष्ठ प्रकाश गुणवत्ता प्रदान कर सकते हैं।

AHC सिस्टम में दो नियमन लूप होते हैं:

• पहला लूप एलईडी करंट को सेंस रेसिस्टर और आंतरिक रेफरेंस द्वारा निर्धारित मान पर स्थिर करता है
• दूसरा फीडबैक लूप पहले चरण के आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करके ओवरहेड वोल्टेज को न्यूनतम संभव स्तर के करीब कम कर देता है।

इस दृष्टिकोण के प्रमुख लाभों में शामिल हैं:

• शुद्ध DC LED करंट फ्लिकर और स्ट्रोबोस्कोपिक प्रभावों को समाप्त करता है।
• सभी परिचालन स्थितियों में IEEE 1789-2015 अनुशंसाओं का अनुपालन
• PWM-जैसे मॉड्यूलेशन के बिना 3% तक एनालॉग डिमिंग
• उचित डिजाइन के साथ 95% से अधिक दक्षता

LED करंट सेटिंग और डिमिंग

रेगुलेटर में 400mV का गैर-डिम्ड सामान्य रेफरेंस वोल्टेज है। नाममात्र LED करंट को डिमिंग पिन (MFIO) के माध्यम से या तो DC वोल्टेज लगाकर या वेरिएबल रेजिस्टर का उपयोग करके कम किया जा सकता है।

दक्षता अनुकूलन

AHC युक्त LED करंट रेगुलेटर की कुल शक्ति हानि में सेंस रेसिस्टर और MOSFET में हानियाँ शामिल होती हैं। दक्षता को निम्नलिखित तरीकों से अनुकूलित किया जा सकता है:

• दिए गए आउटपुट पावर के लिए संभव होने वाले उच्चतम LED वोल्टेज का उपयोग करके
• पहले चरण के आउटपुट वोल्टेज रिपल को कम करना
• आउटपुट कैपेसिटेंस का उचित चयन
• हेडरूम वोल्टेज का इष्टतम समायोजन

सुरक्षा सुविधाएँ

BCR601/602 में व्यापक सुरक्षा शामिल है:

• ओवरवोल्टेज सुरक्षा: Built-in OVP stage with configurable threshold
• ओवरटेम्परेचर सुरक्षा: आंतरिक सेंसर 140°C जंक्शन तापमान पर LED करंट को कम करता है
• हॉट-प्लग सुरक्षा: सक्रिय ड्राइवरों से LED स्ट्रिंग्स को जोड़ते समय करंट स्पाइक्स को सीमित करता है
• शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा: आउटपुट शॉर्ट सुरक्षा के लिए वैकल्पिक बाहरी सर्किट

बीसीआर601 प्लस बीसीआर602 के साथ बहु-चैनल एलईडी ड्राइवर

BCR602 चरणों को जोड़कर लीनियर रेगुलेटर दृष्टिकोण को आसानी से कई आउटपुट चैनलों तक बढ़ाया जा सकता है। BCR602, BCR601 के समान है लेकिन AHC के बिना, जो इसे छोटे SOT-23-6 पैकेज में अतिरिक्त चैनलों के लिए आदर्श बनाता है।

मल्टीचैनल सिस्टम में, विनियमन के लिए सबसे कम हेडरूम वोल्टेज वाले चैनल का उपयोग करना सर्वोत्तम रणनीति है। यह सुनिश्चित करता है कि सभी चैनलों को पर्याप्त वोल्टेज प्राप्त होते हुए दक्षता बनी रहे।

सबसे कम V को विनियमित करने के लिए नेटवर्क_HR प्रति चैनल में एक रेसिस्टर और एक स्मॉल सिग्नल डायोड होता है। यह दृष्टिकोण ट्यूनएबल व्हाइट अनुप्रयोगों में विभिन्न एलईडी धाराओं पर उचित संचालन सुनिश्चित करता है।

मल्टीचैनल डिजाइन के लिए मुख्य विचार:

• डिमिंग व्यवहार सभी चैनलों पर समान है
• पूरे एप्लिकेशन के लिए OVP को BCR601 द्वारा संभाला जाता है
• शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा के लिए जेनर डायोड पावर डिसिपेशन पर ध्यान देने की आवश्यकता है
• मल्टीचैनल अनुप्रयोगों में एलईडी की हॉट-प्लग सुविधा समर्थित नहीं है

ट्यूनएबल व्हाइट रेफरेंस डिजाइन

यह संदर्भ डिजाइन BCR601 और BCR602 का उपयोग करके एक पूर्ण ट्यूनएबल व्हाइट एलईडी ड्राइवर कार्यान्वयन प्रदर्शित करता है। इस बोर्ड को इन्फिनियन की मॉड्यूलर बोर्ड अवधारणा (REF-XDPL8219-U40W) या किसी भी SSR PFC फ्लाईबैक प्राथमिक चरण के साथ संयोजित किया जा सकता है।

बोर्ड विशिष्टताएँ

Circuit Description

संदर्भ डिजाइन स्कीमैटिक में शामिल हैं:

• प्रत्येक चैनल के लिए करंट सेटिंग रेसिस्टर्स
• आउटपुट शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा सर्किट
• हेडरूम वोल्टेज सेटिंग नेटवर्क
• डिकप्लिंग कैपेसिटर
• OVP वोल्टेज डिवाइडर
• ऑप्टोकपलर सर्किट के लिए स्थिर आपूर्ति
• नियंत्रक आपूर्ति के लिए 3.3V रेगुलेटर

इलेक्ट्रिकल परफॉर्मेंस

BCR601-आधारित रेगुलेटर उत्कृष्ट प्रदर्शन विशेषताएँ प्रदर्शित करता है:

एलईडी करंट स्थिरता

रेफरेंस डिजाइन कनेक्टेड एलईडी की अलग-अलग संख्या में स्थिर एलईडी करंट बनाए रखता है, जो लक्ष्य करंट से न्यूनतम विचलन के साथ होता है।

Regulator Efficiency

Efficiency measurements show performance above 94% with proper design, competing effectively with switching regulator approaches while providing superior light quality.

प्रकाश गुणवत्ता विश्लेषण

रैखिक नियामक दृष्टिकोण वास्तव में कोई मॉड्यूलेशन के साथ असाधारण प्रकाश गुणवत्ता प्रदान करता है:

• अधिकतम LED करंट पर मॉड्यूलेशन इंडेक्स 0.1% से कम
• AC content प्रकाश उत्पादन में परिवर्तन के साथ स्थिर रहता है
• डिमिंग रेंज में न्यूनतम फ्लिकर और स्ट्रोबोस्कोपिक प्रभाव
• कठोर प्रकाश गुणवत्ता मानकों के अनुपालन में

स्पेक्ट्रल लाइट मीटर से माप उत्कृष्ट प्रदर्शन दर्शाते हैं:

सिस्टम प्रदर्शन

जब REF-XDPL8219-U40W प्राइमरी साइड के साथ संयुक्त किया जाता है, तो संपूर्ण सिस्टम प्रदर्शित करता है:

• इनपुट लाइन वोल्टेज के दौरान 87% से ऊपर पूर्ण लोड सिस्टम दक्षता
• Excellent power factor (>0.99) over wide dimming range
• Low input current THD (<10%)
• पूर्ण लोड स्थितियों में स्थिर थर्मल प्रदर्शन

लीनियर सेकेंड स्टेज वाले हाई-पावर फ्लाईबैक के लिए ये परिणाम प्रभावशाली हैं और अधिक जटिल टोपोलॉजी के साथ प्रभावी रूप से प्रतिस्पर्धा करते हैं।

Bill of Materials

संदर्भ डिजाइन में प्रतिष्ठित निर्माताओं के घटकों के साथ एक व्यापक सामग्री सूची शामिल है: