Андрей Смирнов
Время чтения: ~20 мин.
Просмотров: 3

Драйвер + таймер для светодиодной лампы, схема (bp2832a, cd4060)

Сборка устройства

После распаковки посылки меня сразу насторожило то, что отсутствует стабилитрон и некоторые резисторы — такое впечатление что этот комплект собирали кое как. Ничего, пусть будет, я думал что на этом все сюрпризы закончились, но как я ошибался: во время пайки дорожи улетали, паяльная маска была везде, должен был проходить наждачной бумагой зачищая контакты после чего их заново залуживал, пайка продолжалась несмотря ни на что, припаял основные резисторы это 1К и 10К, ну а дальше пошел на поиски недостающих резисторов. Нашел и запаял, после чего взялся за транзисторы — здесь было все нормально.

Что было интересно — это инструкция или схема по которой нужно собирать радио конструктор, первое что бросается в глаза это то, какой здесь разброс номиналов резисторов. Сама печатная плата разведена неграмотно, переменные резисторы на плате прикасаются друг к другу, при выключении схемы из сети идет скачок до 30 вольт и медленно падает. Чтоб это исправить припаял конденсатор к 8 и 11 ноге микросхемы — этот глюк проявляется при малых загрузках.

Вообще схема по параметрам реально неплохая, поэтому развел свою печатною плату. Может кто-то захочет повторить конструкцию. Печатная плата и список деталей в архиве

Благодарю за внимание, с вами был Kalyan-super-bos

   Обсудить статью СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Причины выхода из строя светодиодной лампы

При перепаде напряжения чаще всего сгорает микросхема – драйвер питания. Выход из строя диодного моста либо сглаживающего конденсатора скорее казуистика.

В промышленных лампах чаще всего в качестве высоковольтного драйвера питания используют микросхему bp2831. Её задача – обеспечить стабильное напряжение, подаваемое на светодиоды.

Вот классическая схема питания для таких ламп. Понятно, что номинал радиодеталей может незначительно различаться, но общий принцип схемы будет одинаковым.

Назначение управляющих выводов:

VCC – положительный полюс питания;GND – земля;ROVP – ограничение напряжение;CS – ограничение тока;DRAIN – выход диммированного сигнала.

Эта микросхема представляет собой ШИМ-контроллер, управляющий сигнал, которого коммутируется через мощный мосфетовский полевой транзистор.

Вот так она выглядит на плате

Размещение bp2831 на плате

Аналоги bp2831a

Существует несколько распространённых микросхем для создания драйверов питания светодиодов, например bp3122, bp2832, bp2833. Следует отметить, что принцип работы у всех вариантов одинаковый, есть лишь небольшие различия в подключениях вывода.

Схема включения bp3122

Схема включения bp2831

Схема включения bp2832a

Схема включения bp2833

Различаются эти микросхемы лишь мощностью выходного каскада.

Параметры микросхем драйверов питания
Микросхема Тип корпуса Мощность выходного каскада, мА
36В72В
bp9912/9913TO92/SOT2375-16090-200
bp2831SOP8160220
bp2832/2833SOP8220300
bp3122DIP7240320

Принципиальная схема блока питания.

Включается блок питания в розетку при помощи двухполюсной вилки ХР1. При включении выключателя SA1 напряжение 220В подается на первичную обмотку (I) понижающего трансформатора Т1.

Трансформатор Т1 понижает сетевое напряжение до 1417 Вольт. Это напряжение, снимаемое со вторичной обмотки (II) трансформатора, выпрямляется диодами VD1VD4, включенными по мостовой схеме, и сглаживается фильтрующим конденсатором С1. Если не будет конденсатора, то при питании приемника или усилителя в динамиках будет слышен фон переменного тока.

Диоды VD1VD4 и конденсатор С1 образуют выпрямитель, с выхода которого постоянное напряжение поступает на вход стабилизатора напряжения, состоящего из нескольких цепей:

1. R1, VD5, VT1;
2. R2, VD6, R3;
3. VT2, VT3, R4.

Резистор R2 и стабилитрон VD6 образуют параметрический стабилизатор и стабилизируют напряжение на переменном резисторе R3, который включен параллельно стабилитрону. С помощью этого резистора устанавливают напряжение на выходе блока питания.

На переменном резисторе R3 поддерживается постоянное напряжение, равное напряжению стабилизации Uст данного стабилитрона.

Когда движок переменного резистора находится в крайнем нижнем (по схеме) положении, транзистор VT2 закрыт, так как напряжение на его базе (относительно эмиттера) равно нулю, соответственно, и мощный транзистор VT3 тоже закрыт.

При закрытом транзисторе VT3 сопротивление его перехода коллектор-эмиттер достигает нескольких десятков мегаом, и практически все напряжение выпрямителя падает на этом переходе. Поэтому на выходе блока питания (зажимы ХТ1 и ХТ2) напряжения не будет.

Когда же транзистор VT3 открыт, и сопротивление перехода коллектор-эмиттер составляет всего несколько Ом, то практически все напряжение выпрямителя поступает на выход блока питания.

Так вот. По мере перемещения движка переменного резистора вверх, на базу транзистора VT2 будет поступать отпирающее отрицательное напряжение, и в его эмиттерной цепи (БЭ) потечет ток. Одновременно, напряжение с его нагрузочного резистора R4 подается непосредственно на базу мощного транзистора VT3, и на выходе блока питания появится напряжение.

Чем больше отрицательное отпирающее напряжение на базе транзистора VT2, тем больше открываются оба транзистора, тем большее напряжение на выходе блока питания.

Наибольшее напряжение на выходе блока питания будет почти равно напряжению стабилизации Uст стабилитрона VD6.

Резистор R5 имитирует нагрузку блока питания, когда к зажимам ХТ1 и ХТ2 ничего не подключено. Для контроля выходного напряжения предусмотрен вольтметр, составленный из миллиамперметра и добавочного резистора R6.

На транзисторе VT1, диоде VD5 и резисторе R1 собран узел защиты от короткого замыкания между гнездами ХТ1 и ХТ2. Резистор R1 и прямое сопротивление диода VD5 образуют делитель напряжения, к которому своей базой подключен транзистор VT1. В рабочем состоянии транзистор VT1 закрыт положительным (относительно эмиттера) напряжением смещения на его базе.

При коротком замыкании на выходе блока питания эмиттер транзистора VT1 окажется соединенным с анодом диода VD5, и на его базе (относительно эмиттера) появится отрицательное напряжение смещения (падение напряжения на диоде VD5). Транзистор VT1 откроется, и участком коллектор-эмиттер зашунтирует стабилитрон VD6. В результате этого транзисторы VT2 и VT3 окажутся закрытыми. Сопротивление участка коллектор-эмиттер регулирующего транзистора VT3 резко возрастет, напряжение на выходе блока питания упадет почти до нуля, и через цепь короткого замыкания потечет настолько малый ток, что он не причинит вреда деталям блока. Как только короткое замыкание будет устранено, транзистор VT1 закроется и напряжение на выходе блока восстановится.

BP9022A Datasheet Download — BPS

Номер произвBP9022A
ОписаниеHigh Precision PSR LED constant current driver chip
ПроизводителиBPS
логотип 
1Page

No Preview Available !

概述

BP9022A 是一款高精度原边反馈的 LED 恒流驱动芯

片。芯片工作在电感电流断续模式,适用于

85Vac~265Vac 全范围输入电压、功率 5W 以下的反

激式隔离 LED 恒流电源。

BP9022A 芯片内部集成 650V 功率开关,采用原边反

馈模式,无需次级反馈电路,也无需补偿电路,只
需要极少的外围元件即可实现优异的恒流特性。采
用专利的驱动和电流检测方式,芯片的工作电流极
低,无需变压器辅助绕组检测和供电,进一步减少
外围元器件,极大的节约了系统成本和体积。

BP9022A 芯片内带有高精度的电流采样电路,同时

采用了专利的恒流控制技术,可实现高精度的 LED

恒流输出和优异的线电压调整率。通过调整外部电

阻可精确控制 LED 开路电压。

BP9022A 具有多重保护功能,包括 LED 开路短路保

护,CS 电阻短路保护,欠压保护,芯片温度过热调

节等。

BP9022A 采用 SOP-8 封装。

典型应用
BP9022A

高精度 PSR LED 恒流驱动芯片

特点

 内部集成 650V 功率管

 原边反馈恒流控制,无需次级反馈电路

 无需变压器辅助绕组检测和供电

 LED 开路电压可通过外部电阻调整

 芯片超低工作电流

 宽输入电压

 ±6% LED 输出电流精度

 LED 短路开路保护

 CS 电阻短路保护

 芯片供电欠压保护

 过热调节功能

 采用 SOP-8 封装

应用

 GU10 LED 射灯

 LED 球泡灯

 其它 LED 照明

NP NS

AC
BP9022A

2 VCC

NC 5

4 ROVP

NC 6

1 CS

DRAIN 7

3 GND DRAIN 8

BP9022A_CN_DS_Rev.1.0

图 1 BP9022A 典型应用图

www.bpsemi.com

Bright Power Semiconductor Co. Confidential – Customer Use Only

1

No Preview Available !

定购信息
定购型号
BP9022A
BP9022A

高精度 PSR LED 恒流驱动芯片

封装
SOP8
温度范围

-40 ℃到 105 ℃

包装形式
编带

2,500 颗盘

打印
BP9022A
XXXXXY
WXYY
管脚封装
管脚描述
管脚号
1
2
3
4
5,6
7,8
CS
VCC
GND
ROVP

图 2 管脚封装图

DRAIN
DRAIN
NC
NC
XXXXXY: lot code

W: 标示

X: 年号

YY:周号

管脚名称
CS
VCC
GND
ROVP
NC
DRAIN
描述

电流采样端,采样电阻接在 CS 和 GND 端之间

芯片电源
芯片地
开路保护电压调节端,接电阻到地
无连接,必须悬空
内部高压功率管漏极
BP9022A_CN_DS_Rev.1.0
www.bpsemi.com

Bright Power Semiconductor Co. Confidential – Customer Use Only

2

No Preview Available !

BP9022A

高精度 PSR LED 恒流驱动芯片

极限参数(注 1)

符号
参数
参数范围
单位

ICC_MAX

VCC引脚最大电源电流

5 mA

DRAIN 内部高压功率管漏极到源极峰值电压

-0.3~650

V

CS 电流采样端

-0.3~6

V

ROVP 开路保护电压调节端

-0.3~6

V

PDMAX 功耗(注 2)

0.45
W

θJA PN结到环境的热阻

145 ℃/W

TJ 工作结温范围

-40 to 150

TSTG 储存温度范围

-55 to 150

ESD (注 3)

2 KV

注 1:最大极限值是指超出该工作范围,芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内,器件功能正常,但并不完全

保证满足个别性能指标。电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数
规范。对于未给定上下限值的参数,该规范不予保证其精度,但其典型值合理反映了器件性能。

注 2:温度升高最大功耗一定会减小,这也是由 TJMAX, θJA,和环境温度 TA 所决定的。最大允许功耗为 PDMAX = (TJMAX — TA)/

θJA 或是极限范围给出的数字中比较低的那个值。

注 3:人体模型,100pF 电容通过 1.5KΩ 电阻放电。

推荐工作范围
符号

POUT 1

POUT 2

FOP

参数

输出功率(输入电压 230V±15%)

输出功率(输入电压 85V~265V)

系统工作频率
参数范围
<7
<5
<120
单位
W
W
KHz
BP9022A_CN_DS_Rev.1.0
www.bpsemi.com

Bright Power Semiconductor Co. Confidential – Customer Use Only

3

Всего страниц7 Pages
Скачать PDF

BP9022 Datasheet Download — BPS

Номер произвBP9022
ОписаниеPrecision PSR LED constant current driver chip
ПроизводителиBPS
логотип 
1Page

No Preview Available !

BP9022

高精度 PSR LED 恒流驱动芯片

概述
特点

BP9022 是一款高精度原边反馈的 LED 恒流驱动芯片。

芯片工作在电感电流断续模式,适用于

85Vac~265Vac 全范围输入电压、功率 5W 以下的反

激式隔离 LED 恒流电源。

BP9022 芯片内部集成 650V 功率开关,采用原边反

馈模式,无需次级反馈电路,也无需补偿电路,只
需要极少的外围元件即可实现优异的恒流特性。采
用专利的驱动和电流检测方式,芯片的工作电流极
低,无需变压器辅助绕组检测和供电,进一步减少
外围元器件,极大的节约了系统成本和体积。

BP9022 芯片内带有高精度的电流采样电路,同时采

用了专利的恒流控制技术,可实现高精度的 LED 恒

流输出和优异的线电压调整率。通过调整外部电阻

可精确控制 LED 开路电压。

BP9022 具有多重保护功能,包括 LED 开路短路保

护,CS 电阻短路保护,欠压保护,芯片温度过热调

节等。

 内部集成 650V 功率管

 原边反馈恒流控制,无需次级反馈电路

 无需变压器辅助绕组检测和供电

 LED 开路电压可通过外部电阻调整

 芯片超低工作电流

 宽输入电压

 ±6% LED 输出电流精度

 LED 短路开路保护

 CS 电阻短路保护

 芯片供电欠压保护

 过热调节功能

 采用 SOP-8 封装

应用

 GU10 LED 射灯

 LED 球泡灯

 其它 LED 照明

BP9022 采用 SOP-8 封装。

典型应用

NP NS

AC BP9022

4 VCC

NC 8

3 ROVP

NC 7

1 CS

DRAIN 6

2 GND DRAIN 5

BP9022_DS_Rev.1.0

图 1 BP9022 典型应用图

www.bpsemi.com

Bright Power Semiconductor Co. Confidential – Customer Use Only

1

No Preview Available !

定购信息
定购型号
BP9022
BP9022

高精度 PSR LED 恒流驱动芯片

封装
SOP8
温度范围

-40 ℃到 105 ℃

包装形式
编带

2,500 颗盘

打印
BP9022
XXXXXY
WXYY
管脚封装
管脚描述
管脚号
1
2
3
4
5,6
7,8
CS
GND
ROVP
VCC

图 2 管脚封装图

NC
NC
DRAIN
DRAIN
XXXXXY: lot code

W: 标示

X: 年号

YY:周号

管脚名称
CS
GND
ROVP
VCC
DRAIN
NC
描述

电流采样端,采样电阻接在 CS 和 GND 端之间

芯片地
开路保护电压调节端,接电阻到地
芯片电源
内部高压功率管漏极
无连接,必须悬空
BP9022_DS_Rev.1.0
www.bpsemi.com

Bright Power Semiconductor Co. Confidential – Customer Use Only

2

No Preview Available !

BP9022

高精度 PSR LED 恒流驱动芯片

极限参数(注 1)

符号
参数
参数范围
单位

ICC_MAX

VCC引脚最大电源电流

5 mA

DRAIN 内部高压功率管漏极到源极峰值电压

-0.3~650

V

CS 电流采样端

-0.3~6

V

ROVP 开路保护电压调节端

-0.3~6

V

PDMAX 功耗(注 2)

0.45
W

θJA PN结到环境的热阻

145 ℃/W

TJ 工作结温范围

-40 to 150

TSTG 储存温度范围

-55 to 150

ESD (注 3)

2 KV

注 1:最大极限值是指超出该工作范围,芯片有可能损坏。推荐工作范围是指在该范围内,器件功能正常,但并不完全

保证满足个别性能指标。电气参数定义了器件在工作范围内并且在保证特定性能指标的测试条件下的直流和交流电参数
规范。对于未给定上下限值的参数,该规范不予保证其精度,但其典型值合理反映了器件性能。

注 2:温度升高最大功耗一定会减小,这也是由 TJMAX, θJA,和环境温度 TA 所决定的。最大允许功耗为 PDMAX = (TJMAX — TA)/

θJA 或是极限范围给出的数字中比较低的那个值。

注 3:人体模型,100pF 电容通过 1.5KΩ 电阻放电。

推荐工作范围
符号

POUT 1

POUT 2

FOP

参数

输出功率(输入电压 230V±15%)

输出功率(输入电压 85V~265V)

系统工作频率
参数范围
<7
<5
<120
单位
W
W
KHz
BP9022_DS_Rev.1.0
www.bpsemi.com

Bright Power Semiconductor Co. Confidential – Customer Use Only

3

Всего страниц7 Pages
Скачать PDF

Принципиальная схема

На рисунке 3 показана схема с добавленной схемой таймера на 20 минут, сделанного на основе микросхемы CD4060. Этот таймер ограничивает время работы лампы. То есть, через 20 минут после включения лампа гаснет.

Чтобы её снова включить нужно сначала выключить питание лампы (выключить обычным выключателем) на несколько секунд, а потом снова включить. Счетчик D1 питается напряжением 12V.

Это напряжение получается при помощи параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R2 и стабилитрона VD1 (на схеме пронумерованы только детали добавленные к схеме светодиодной лампы). Конденсатор С2 дополнительно сглаживает пульсации. В момент включения в электросеть появляется напряжение на С2, которым питается микросхема D1.

Это же напряжение, с помощью цепочки C1-R1 формирует импульс обнуления счетчика микросхемы D1, который поступает на её вывод 12. После этого на всех выходах счетчика D1, включая и выход D14, появляются логические нули. Нулевое напряжение поступает на затвор VT1. Он закрыт. И никак не влияет на работу схемы светодиодной лампы.

Поэтому светодиодная лампа горит.

Рис. 3. Схема сетевого импульсного драйвера для питания светодиодной лампы + таймер.

Так продолжается пока идет отсчет времени. Частота импульсов задающего генератора цепью C3-R3 установлена таким образом, что логическая единица на выводе 3 D1 появляется через 20 минут после обнуления счетчика. Как только единица появляется на выводе 3 D1 происходит две вещи.

Во-первых, единица через диод VD2 поступает на вход первого элемента мультивибратора микросхемы и срывает его генерацию, поэтому счетчик останавливается в этом состоянии и далее не считает. Во-вторых, единица с вывода 3 D1 поступает на затвор полевого транзистора VT1, который открывается и замыкает вывод 4 микросхемы ВР2832А на общий минус питания.

Это приводит к блокировке генератора этой микросхемы и она перестает работать. Питание на светодиоды не поступает и лампа гаснет. Чтобы снова включить лампу, нужно её сначала отключить от электросети (выключить) на некоторое время около 2-3 секунд или более.

При этом происходит разрядка конденсаторов, имеющихся в схеме. Затем, при включении питания появляется напряжение на С2, которым питается микросхема D1. Это же напряжение, с помощью цепочки C1-R1 формирует импульс обнуления счетчика микросхемы D1, который поступает на её вывод 12.

После этого на всех выходах счетчика D1, включая и выход D14, появляются логические нули. Нулевое напряжение поступает на затвор VT1. Он закрыт. И никак не влияет на работу схемы светодиодной лампы. Поэтому светодиодная лампа горит.

Таким образом, схема таймера запускается при включении лампы и ограничивает время горения до 20 минут. Но это время не обязательно должно быть именно 20 минут. Изменив емкость С3 и сопротивление R3 можно в очень широких пределах регулировать время горения лампы, от нескольких секунд до нескольких дней.

Как подобрать нужную микросхему для драйвера питания?

Часто бывает, что при перегреве микросхемы маркировка на ней выгорает. Тогда потребуется произвести расчёт приблизительной мощности устройства.

Определяем мощность лампы.

Вариант 1. Смотрим маркировку на корпусе лапы в районе цоколя. Если она стёрлась, а в люстре несколько таких лампочек, скорее всего они одинаковой мощности. В том случае, когда ни на одной лампе не удалось обнаружить маркировку, сравните их яркость с обыкновенными лампами накаливания. Мощность светодиодной лампы приблизительно в пять раз меньше мощности аналога с нитью накаливания.

Вариант 2. Считаем количество светодиодов. Если их очень много – это cmd3528 с напряжением питания 3,3В и силой тока 20мА. Около 20 небольших — cmd 5050 на 3,3В и 60мА, крупные светодиоды — cmd5730 на 3,3В и 0,15А.

Светодиоды могут иметь последовательное соединение, либо несколько параллельных цепочек.

Внимательно осмотрите монтажную плату. Если на ней последовательно соединено по 22 элемента, напряжение питания цепочки – 72В, когда по 11 – 36В.

Соответственно, сила тока в цепи – номинальный ток диода * количество параллельных цепочек.

Причины выхода из строя светодиодной лампы

При перепаде напряжения чаще всего сгорает микросхема – драйвер питания. Выход из строя диодного моста либо сглаживающего конденсатора скорее казуистика.

В промышленных лампах чаще всего в качестве высоковольтного драйвера питания используют микросхему bp2831. Её задача – обеспечить стабильное напряжение, подаваемое на светодиоды.

Вот классическая схема питания для таких ламп. Понятно, что номинал радиодеталей может незначительно различаться, но общий принцип схемы будет одинаковым.

Назначение управляющих выводов:

VCC – положительный полюс питания; GND – земля; ROVP – ограничение напряжение; CS – ограничение тока; DRAIN – выход диммированного сигнала.

Эта микросхема представляет собой ШИМ-контроллер, управляющий сигнал, которого коммутируется через мощный мосфетовский полевой транзистор.

Вот так она выглядит на плате

Размещение bp2831 на плате

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации