Corriente constante de un convertidor DC/DC de 3A con 2 amplificadores de detección de corriente Rail-to-Rail

Los convertidores CC/CC tradicionales utilizan la retroalimentación de tensión para regular la tensión de salida constante. Sin embargo, hay muchas aplicaciones que necesitan regular una corriente de salida constante. El accionamiento de los LEDs en serie es una de estas aplicaciones. El LT3477 combina un bucle de realimentación de tensión tradicional con dos bucles de realimentación de corriente únicos para funcionar como una fuente de corriente y tensión constantes. Se trata de un convertidor CC/CC en modo corriente de 3 A con dos amplificadores de detección de corriente de carril a carril de 100 mV que puede configurarse como un controlador de LED buck o buck-boost. Es lo suficientemente versátil como para configurarlo también como un convertidor elevador de entrada-salida con limitación de corriente, un SEPIC o un inversor. Las dos tensiones de detección de corriente se pueden ajustar de forma independiente mediante el botón I_ADJ1 y yo_ADJ2 alfileres.

Con dos amplificadores de detección de corriente de precisión idénticos, el LT3477 puede proporcionar un límite de corriente de entrada preciso, así como una corriente de salida regulada con precisión. Con un rango de tensión de entrada de 2,5 V a 25 V, el LT3477 funciona con una gran variedad de fuentes de entrada. La potencia de conmutación de 42 V permite una tensión de salida de hasta 41 V, lo que facilita el accionamiento de hasta diez LEDs blancos en serie. La configuración del buck de LEDs es capaz de alimentar varias cadenas de diez LEDs en paralelo si se añade un circuito externo de espejo de corriente.

La frecuencia de conmutación es ajustable de 200kHz a 3,5Mhz, ajustada por una sola resistencia. Las altas frecuencias de funcionamiento disponibles permiten el uso de inductores y condensadores de bajo perfil, lo que es importante en aplicaciones en las que el espacio es escaso. La amplia gama disponible te permite optimizar el tamaño y la eficiencia para tu aplicación.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques del LT3477. El amplificador de error de tensión tiene pines FBP y FBN para permitir una configuración de salida positiva o negativa. Con la adición de dos bucles de control de retroalimentación de corriente, el amplificador A3 se convierte en un punto de suma de tres bucles de retroalimentación. Dependiendo de la configuración, cualquiera de los bucles puede asumir el control de retroalimentación generando o hundiendo corriente en la V_C nodo. La característica única de la topología de tres bucles de retroalimentación (dos de corriente y uno de tensión) es que puede admitir aplicaciones de tensión constante y/o de corriente constante.

Los niveles de detección de corriente son ajustables mediante resistencias de detección en la I_ADJ1 y yo_ADJ2 pines. La tensión de detección por defecto es de 100 mV para cada amplificador de detección de corriente si la I_ADJ1 y yo_ADJ2 están ligados a un potencial superior a 650mV. Si los potenciales de las clavijas I_ADJ1 y yo_ADJ2 son inferiores a 625 mV, el LT3477 ajusta linealmente el nivel de detección de corriente. La figura 2 muestra el nivel de detección de la tensión en relación con la I_ADJ tensión de la clavija. Para los controladores LED, I_ADJ1 y yo_ADJ2 se puede utilizar para ajustar los niveles de corriente de los LEDs. Los amplificadores de detección de corriente de carril a carril permiten esquemas flexibles de detección de corriente.

Controlador de LED de alta corriente en modo Buck

La figura 3 muestra una aplicación típica para conducir LEDs de alta corriente. Tradicionalmente, los controladores de LED utilizan una resistencia de detección de corriente conectada a tierra para regular la corriente, pero los amplificadores de detección de corriente del LT3477 funcionan con un esquema de detección de lado alto, por lo que la tensión detectada para la retroalimentación de corriente ya no necesita estar conectada a tierra. En la configuración buck, la resistencia de detección se coloca justo en la fuente de alimentación de entrada. Los LEDs se colocan entre la resistencia sensora y el inductor y el diodo Schottky se conecta entre el SW y el PV_EN nodos. Debido a la detección de la corriente en el lado de alta tensión, el convertidor boost se convierte efectivamente en un convertidor buck de LED, lo que aumenta la capacidad de manejo de potencia de la pieza. Además, el V_EN que proporciona la corriente de funcionamiento del chip, se puede ligar a un nivel de tensión más bajo, como 3,3V. Como resultado, el consumo de energía del propio chip también se reduce, lo que mejora la eficiencia general. Se puede conseguir fácilmente una eficiencia superior al 90% con una amplia gama de selecciones de inductores y frecuencias.

Driver LED Buck-Boost

En algunas aplicaciones, la tensión de entrada puede ser comparable a la caída de tensión total del LED o la tensión de entrada puede fluctuar para ser mayor o menor que la caída de tensión total del LED. Un controlador de LED de tipo buck-boost funciona bien en este tipo de aplicaciones. La figura 4 muestra el controlador de LED de tipo buck-boost del LT3477. El extremo catódico de la cadena de LEDs está conectado a la tensión de entrada, lo que le permite funcionar en un amplio rango de tensión de entrada. R5 y R6 en la Figura 4 se utilizan para la protección de los LEDs abiertos. La figura 5 muestra el rendimiento medido de este circuito.

driver LED de 330mA con protección de LEDs abiertos

El LT3477 también puede utilizarse para aplicaciones de controladores de LED utilizando una topología de refuerzo convencional con el amplificador de detección de corriente para la regulación de la corriente. La figura 6 muestra un circuito de aplicación típico, y la figura 7 muestra el rendimiento. La figura 6 utiliza una configuración de detección de corriente en el lado de alta para el control de retroalimentación. El amplificador de detección de corriente también se puede utilizar para detectar la corriente de tierra en esta aplicación, si se desea, de modo que la salida se puede conectar directamente a la cadena de LED. I_SP2 estaría relacionado con el lado del cátodo de los LEDs, y I_SN2 está conectado a tierra. La retroalimentación de tensión se utiliza para la protección de los LEDs abiertos.

5.convertidor SEPIC de 5V con protección contra cortocircuitos

Algunas aplicaciones requieren que la salida del convertidor esté aislada de la entrada por CC. Los SEPIC (convertidores de inductancia primaria simple) proporcionan la solución. La figura 8 es una implementación que proporciona una salida de 5,5 V con protección total contra cortocircuitos. El amplificador sensor de corriente utilizado para la detección de corriente no sólo proporciona una excelente protección contra cortocircuitos, sino que también ayuda a arrancar suavemente la salida. El límite preciso de la corriente de salida garantiza que la corriente máxima se fije en 670mA. Cuando la carga exige más, la tensión de salida cae mientras se mantiene la corriente de salida de 670 mA. La eficiencia se muestra en la Figura 9.

Convertidor Cuk

El LT3477 proporciona pines para ambas entradas del amplificador de error de tensión, lo que permite tensiones de salida negativas. La figura 10 es una implementación que utiliza una topología Cuk para la conversión de 5V a -5V. El primer amplificador de detección de corriente se utiliza para limitar la corriente de entrada, y el segundo amplificador de detección de corriente se utiliza para detectar la corriente del carril de tierra para limitar con precisión la corriente de carga a 500 mA. Incluso si se utilizan los dos amplificadores de detección de corriente, es posible conseguir una eficiencia del 81% para una carga de salida de 500mA. La figura 11 muestra la eficiencia.

El funcionamiento de corriente constante/tensión constante de carril a carril del LT3477 hace que el dispositivo sea una opción ideal para una variedad de diseños de corriente constante, incluidas las salidas negativas. Los amplificadores de detección de corriente dobles permiten una configuración flexible para la limitación de la corriente de entrada, la corriente de salida constante y la protección a prueba de fallos, así como una excelente regulación de la tensión de salida. Una amplia gama de tensiones de entrada y la capacidad de producir salidas de hasta 42V hacen que el LT3477 sea extremadamente versátil.