Переключение высокого напряжения в понижающем стабилизаторе с неудобного заземления

Я делаю высоковольтный понижающий регулятор для последовательного включения светодиодных COB мощностью 50 Вт или 100 Вт, каждый из них имеет прямое напряжение около 33 В, поэтому я должен иметь возможность подключить до 7 или, может быть, даже 8 последовательно. 1,5 А для COB мощностью 50 Вт и чуть более 3 А для 100 Вт.

Проблема, с которой я столкнулся, заключается в разработке топологии переключения от опорного заземления, которое необходимо схеме управления для контроля выходного тока и напряжения, поскольку это опорное заземление может составлять более 300 В от любого входа, и я хотел бы переключаться с довольно высокой скоростью на уменьшить пульсации, чтобы сохранить стабильную петлю обратной связи PWM. Я хотел бы использовать TL494, но я открыт для других контроллеров, если они упрощают переключение.

Было бы удобно использовать PMOS, так как источник будет на земле, и я могу использовать небольшую шину отрицательного напряжения для его переключения, но я все еще пытаюсь выяснить у разработчика ИС, может ли TL494 иметь отрицательно смещенный выходной эмиттер. или если это предотвратит его отключение.

У меня есть идея использовать NMOS, но это немного некрасиво, хотя, поскольку pnp будет подавать на затвор напряжение до линейного напряжения в течение короткого периода времени, прежде чем MOSFET включится, предохранитель присутствует на случай, если это произойдет. не включать полностью, чтобы защитить стабилитрон и остальную часть схемы переключения. Это также будет немного медленнее из-за высокого напряжения BJT. Источником напряжения является небольшой трансформатор, который также питает контроллер. Это хорошая идея?Переключение NMOS

Вот полная схема с использованием PMOS, BJT очень помогает, так как я не могу найти какие-либо переключатели PMOS с сопротивлением менее 5 Ом от моего предпочтительного поставщика:схема схемы

Я также рассматриваю возможность снижения скорости переключения, чтобы использовать полный переключатель BJT и просто иметь дело с высокими пульсациями и их влиянием на управление ШИМ, или вообще отказаться от ШИМ, просто имея простой выходной компаратор, включающий и выключающий генератор с помощью оптоизолятора. , что потребует второго источника питания низкого напряжения и несколько ухудшит регулирование, но это не является большой проблемой для приложения, тем более что нагрузка довольно постоянна. Если бы только это не был источник питания с регулируемым током, я мог бы использовать FOD2742 или такой, который не нуждается в источнике питания.

Ответы (2)

Как вы упомянули, «земля» контроллера и V- могут быть входным напряжением 300 В друг от друга. Это происходит, когда переключатель выключен, и ток индуктора течет.

Любая конструкция переключателя с прямой связью (MOSFET или BJT), относящаяся к V-, вероятно, будет весьма неэффективной. Эти 300 В появятся на чем-то в цепи привода, когда переключатель выключен. Например, пока затвор защищен стабилитроном, большая часть этих 300 В появится на PNP или резисторе. С вашей текущей схемой было бы очень сложно подобрать резисторы так, чтобы переключатель работал эффективно.

Поэтому, если вы хотите использовать схему переключателя питания с V-образной ссылкой, вам, вероятно, потребуется использовать какую-либо форму изолированного привода (оптопары или другую форму изолированного драйвера ИС).

Без ответа производителя, я думаю, можно с уверенностью предположить, что вы не можете подвергать какие-либо выводы TL494 более чем на 1 падение диода ниже его земли. Простой способ изолировать эмиттерный выход TL494 от отрицательного напряжения — добавить PNP в конфигурацию с общей базой. База к «земле» (с токоограничивающим резистором), эмиттер к выходу TL494, коллектор как новый выход.

Но почему бы не использовать автономные микросхемы драйверов светодиодов. Эти вопросы будут рассмотрены. Это потребует гораздо меньше компонентов, поэтому будет проще и дешевле. А так как он специально разработан, наверное, более эффективен и надежен.

Да, автономные светодиодные драйверы хороши, FL7701 на самом деле был моим первоначальным выбором, но он предназначен для 100-кратного снижения мощности, внутренне сложен и имеет довольно непрозрачную документацию, поэтому я не уверен, что он будет безопасным. Он решает проблему уровня, перемещая резистор датчика тока за пределы понижающей петли, поэтому он должен измерять ток только тогда, когда MOSFET включен или что-то в этом роде. Я мог бы вернуться к этому, но я хотел бы более универсальное решение.
Действительно, я не знаю, какая светодиодная ИС подойдет для вашего уровня мощности. Я посмотрел на FL7701, без выходного конденсатора, он будет давать двойное мерцание линейной частоты, которое некоторым людям не нравится. Кроме того, он имеет более сложный контур управления, что означает, что модификация снаружи для большей мощности менее надежна. Я бы искал простой понижающий преобразователь с гистерезисным управлением и внешним выключателем питания. Не было бы встроенного PFC, как в вашем текущем дизайне.

Вы будете соединять несколько P-каналов параллельно, чтобы получить необходимый ток, сохраняя при этом потери на низком уровне. Вы можете легко управлять предложенным P-канальным агрегатом, используя NPN BJT, который легко найти. Я использовал 2 последовательно соединенных JD340 для управления 3 Ом P-chan в выпрямленной сети. Вы должны проверить, являются ли вещи экономически эффективными для вашей работы. Когда я делал это, большие токи не требовались, поэтому я мог иметь корпус SMD без радиатора. Если стоимость, алюминий или потери убивают ваше предложение, тогда посмотрите на драйвер высокой стороны или даже преобразователь SEPIC, который будет понижать или повышать.

Спасибо, да, в конце концов, мне, возможно, придется сделать драйвер высокой стороны, просто используйте самые основные необходимые правила. NPN по-прежнему передает отрицательное смещение на свою базу, но PNP для переключения этого не дает отрицательного смещения драйверу, поэтому сначала я проверю, могу ли я сделать это переключение достаточно быстро, но я действительно надеялся избежать использования так много транзисторы в ключе. ! схема (полное отсутствие деталей, но вы поняли)
Переключение высокого напряжения в понижающем стабилизаторе с неудобного заземления
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v