El controlador de alta potencia impulsa las luces de alta potencia, controla las células solares y carga las baterías, reduce las entradas de 60 V.

Los mejores controladores de LED controlan con precisión la corriente del LED para una reproducción uniforme del color y modulan rápidamente para una atenuación de alto contraste. También detectan y sobreviven a los cortocircuitos y circuitos abiertos, monitorean y señalan los niveles de corriente, protegen contra el sobrecalentamiento y protegen las fuentes de alimentación débiles de las corrientes de sobrecarga. Un convertidor de conmutación estándar requeriría varios amplificadores, referencias y componentes pasivos adicionales costosos para cumplir con estas responsabilidades.

Por el contrario, el controlador del controlador LED LT3763 integra estas funciones, lo que reduce los costos de la lista de materiales, ahorra espacio en la placa y mejora la confiabilidad. El LT3763 es más que un controlador LED de alto rendimiento. Su rico conjunto de funciones simplifica el diseño de otras aplicaciones exigentes, como la carga segura de una batería de plomo-ácido sellada, o la regulación del punto de máxima potencia para un panel solar, o una combinación de ambos. El LT3763 realiza estas tareas con alta eficiencia, incluso con voltajes de entrada de hasta 60 V.

La Figura 1 muestra el LT3763 configurado como un controlador de LED de alta potencia. Un potenciómetro en el pin CTRL1 permite el ajuste manual de la corriente del LED de control de 0 a 20A. Para regular térmicamente la corriente del LED, se coloca una resistencia de coeficiente de temperatura negativo cerca del LED y se conecta desde el pin CTRL2 a GND.

Figura 1. Controlador LED único de alta potencia (20 A) con atenuación analógica y PWM.

La red de resistencias en el pin EN/UVLO registra el LT3763 para apagar el LT3763 si el voltaje de entrada cae por debajo de 10 V. La red de resistencias en el pin FB establece una condición de circuito abierto cuando la salida alcanza los 6 V, y si ocurre aquí, el LT3763 reduce automáticamente la corriente del inductor para evitar el sobrecalentamiento y reduce la ALGUNO un pin para conmemorar la ocasión.

El LT3763 está diseñado para proporcionar atenuación de LED sin parpadeos, como se muestra en la Figura 2. Esto se logra bajando PWMOUT cuando PWM es bajo y, por lo tanto, desconectando el LED, desconectando la red de compensación a V.contra, y vuelva a sincronizar los relojes de conmutación internos en el pulso PWM. Estas maniobras aseguran que los pulsos posteriores sean iguales, que la corriente del inductor aumente lo más rápido posible para satisfacer el nivel de corriente LED programado y que la luz LED nunca parpadee.

Figura 2. Rendimiento de atenuación PWM del circuito de la Figura 1.

El LT3763 se puede configurar como en la Figura 3 para entregar 350 W con una eficiencia del 98 % desde una entrada de 48 V. Un regulador interno suministra suficiente energía a los controladores de pines TG y BG para controlar dos de los interruptores de alimentación NMOS externos. Se pueden crear aplicaciones de mayor potencia conectando LT3763 en paralelo, de modo que la corriente se divida por igual entre los dos controladores. Esta configuración también muestra cómo se puede usar el pin SYNC para sincronizar LT3763 conectados en paralelo a un reloj externo.

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Figura 3. Driver LED blanco de 350W.

La clasificación de alto voltaje de salida del LT3763 permite una salida de 35 V con la simplicidad de un convertidor reductor estándar. El voltaje de salida puede ser hasta 1,5 V más bajo que el voltaje de entrada, y la configuración de la Figura 4 utiliza esta característica para cargar tres baterías selladas de plomo-ácido en serie (hasta 45 V) desde una fuente de alimentación de 48 V.

Figura 4. Cargador de batería SLA de seis celdas (36 V) y 3,3 A.

El cargador de baterías que se muestra en la Figura 4, como todos los cargadores, debe poder regular con precisión la corriente de carga nominal de las baterías (modo de corriente continua) hasta que los voltajes de las baterías alcancen el límite establecido por su química. El cargador debe mantener este voltaje (modo de voltaje constante) sin sobrecargarse hasta que la corriente consumida para cargar las baterías lentamente sea muy baja. Una vez que se completa la fase de carga lenta, el cargador debe permitir que los voltajes de la batería caigan a un nivel de reposo antes de estabilizarse y mantener ese voltaje final indefinidamente.

Los bucles de regulación combinados de corriente y voltaje del LT3763 y el circuito de manejo de fallas LED lo convierten en un cargador de batería casi completo. Solo se requiere un transistor adicional para formar un sistema de carga de batería completo.

El divisor de resistencia en el pin FB fue diseñado para programar el voltaje de carga a 45V. Como en el caso de circuito abierto, cuando el voltaje alcanza los 45 V, el LT3763 reduce automáticamente la corriente para evitar la sobrecarga, como se muestra en la Figura 5.

Figura 5. Ciclo de carga de la batería SLA de 36 V.

Después de eso, durante la carga lenta, la batería consume menos corriente con el tiempo. Cuando la corriente de carga se reduce al diez por ciento de la corriente de control (especificación de batería C/10), se activa la condición de falla de circuito abierto del LT3763. La transición alta-baja resultante en ALGUNO el pin se usa para apagar la puerta del transistor adicional M3 y quitar la resistencia RLibro FB3 de la red de retroalimentación. El voltaje de salida programado se reduce y el LT3763 deja de cambiar para permitir que las baterías descansen por sí mismas.

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Cuando su voltaje combinado cae al nuevo valor programado, el LT3763 comienza a cambiar nuevamente y proporciona la corriente de retención necesaria para mantener el voltaje de salida indefinidamente. Como beneficio adicional, la ALGUNO el cambio de pin actúa como una señal de que ha comenzado la carga lenta.

Una fuente de alimentación de panel solar bien diseñada requiere una combinación inteligente de regulación de corriente y voltaje. En un diseño óptimo, el convertidor debe detectar el voltaje en el panel y ajustar la corriente que consume para mantener el voltaje de entrada en el punto de máxima potencia del panel. Si consume demasiada corriente, el voltaje del panel de impedancia será alto. Si no consume muy poca corriente, la energía luminosa disponible se desperdicia esencialmente.

En muchas soluciones comunes, un diseñador de controladores de paneles solares usaría un amplificador para detectar el voltaje de entrada y ajustar el voltaje en el pin de control actual. El LT3763 incluye esta función en el pin FBIN. Simplemente conecte CTRL1 alto, a la referencia de 2V disponible en VÁRBITROy agregue un divisor de voltaje de VEN en el FBIN. Cuando el voltaje en FBIN cae cerca de 1,205 V, el amplificador interno anula automáticamente el voltaje CTRL1 y la corriente de carga se reduce. Esto controla el voltaje de entrada (voltaje del panel solar) al punto de máxima potencia para el panel. El divisor de resistencia en el pin FBIN se muestra en la Figura 6 y se puede personalizar para satisfacer las necesidades de cualquier panel solar.

Figura 6. Colector de energía solar de 70 W con regulación de máxima potencia.

En la configuración que se muestra en la Figura 6, el convertidor puede encontrar cualquier corriente de inductor, hasta 5 A, requerida para mantener el voltaje del panel a 37 V. El voltaje de entrada se retroalimenta a través del divisor de voltaje en el pin FBIN, que controla el inductor. . actual a lo que realmente se requiere para mantener el panel a la potencia máxima bajo cualquier condición de iluminación dada.

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Como muestra la Figura 7, el proceso de carga de una batería con un panel solar es muy similar a la carga con un suministro de baja impedancia como antes. La diferencia es que la corriente del inductor de control (corriente de carga) no está predeterminada por el diseñador, sino que se ajusta sobre la marcha a través del circuito de retroalimentación que controla el voltaje de entrada. Esto reduce efectivamente el tiempo de carga, ya que la potencia de entrada siempre se maximiza, independientemente de la iluminación del panel.

Figura 7. Carga de batería SLA con energía solar.

Dado que el LT3763 tiene la capacidad de regular el voltaje y la corriente de entrada, así como el voltaje y la corriente de salida, y proporciona un indicador de falla con C/10, se puede usar fácilmente con una amplia variedad de paneles solares. para cargar muchos tipos de baterías. .

En cada una de las aplicaciones que se muestran aquí, el LT3763 brinda un servicio adicional al monitorear los niveles de corriente de entrada y salida. Los voltajes a través de los pines IVINP e IVINN aumentan de 0 a 50 mV con una ganancia de 20, y el voltaje resultante aparece en el pin IVINMON. El voltaje en el pin ISMON es una amplificación igual del voltaje a través del SENSE+ y SENTIDO pasador, como se muestra en la Figura 8.

Figura 8. Salidas de monitoreo de corriente en una aplicación de controlador LED con atenuación PWM.

Estas señales son útiles en sistemas que necesitan verificar la corriente suministrada a un LED o medir la eficiencia de conversión de voltaje. También pueden ayudar a estimar la energía entregada por un panel solar o monitorear la corriente que fluye a través de una batería cargada cuando llega a cero.

Debido a la corriente de entrada discontinua de un convertidor reductor, generalmente se requiere un filtro de paso bajo en los pines IVINP e IVINN, como se muestra en la Figura 1 y la Figura 4. El SENSE usa un filtro mucho más pequeño+ y SENTIDO los pines también pueden ser útiles para filtrar ruido de alta frecuencia, pero esto no es necesario. Incluso con estos filtros, los monitores son lo suficientemente rápidos para rastrear pulsos PWM relativamente cortos, como se muestra en la Figura 8. Sin embargo, si un diseñador está más preocupado por los niveles de corriente promedio que por los niveles de corriente instantáneos, es posible agregar fácilmente filtros de paso bajo a ISMON e IVINMON. patas.

El LT3763 es un convertidor reductor versátil que incluye muchas funciones complejas necesarias no solo para los controladores LED, sino también para los colectores solares y los cargadores de baterías. Incluye controlador PWM y monitores de corriente con detección de fallas, limitación de corriente, regulación de voltaje de entrada y salida. Debido a su clasificación de alto voltaje, todas estas características se pueden usar para encender largas cadenas de LED o cargar celdas de batería. Disponible en un paquete TSSOP de 28 pines, el LT3763 es un sistema de alimentación compacto, completo y eficiente.

Visite www.analog.com/LT3763 para obtener hojas de datos, placas de demostración y otra información de la aplicación.

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