Conmutación de alto voltaje en un regulador reductor desde una referencia de tierra incómoda

Estoy haciendo un regulador reductor HV para conducir LED COB de 50 W o 100 W en serie, tienen aproximadamente 33 V de voltaje directo cada uno, por lo que debería poder hacer hasta 7 o incluso 8 en serie. 1,5A para los COB de 50W y algo más de 3A para los de 100W.

El problema que tengo es diseñar una topología de conmutación desde la referencia a tierra que el circuito de control necesita para monitorear la corriente y el voltaje de salida, ya que esta referencia a tierra puede ser más de 300v desde cualquier entrada y me gustaría cambiar a una velocidad bastante alta para reduce la ondulación para mantener un circuito de retroalimentación PWM estable. Me gustaría usar el TL494 pero estoy abierto a otros controladores si facilitan el cambio.

Sería conveniente usar PMOS ya que la fuente estaría en la referencia de tierra y puedo usar un pequeño riel de voltaje negativo para cambiarlo, pero todavía estoy tratando de averiguar con el diseñador de circuitos integrados si el TL494 puede tener un emisor de salida polarizado negativamente. o si eso evitaría que se apague.

Tengo una idea para usar NMOS, pero es un poco fea, ya que el pnp suministrará a la puerta un voltaje hasta el voltaje de línea durante un período corto antes de que se encienda el mosfet, el fusible está presente en caso de que lo haga No encienda completamente para proteger el zener y el resto del circuito de conmutación. También será un poco más lento debido al BJT de alto voltaje. La fuente de voltaje es un pequeño transformador que también alimenta al controlador. ¿Es esta una buena idea?Conmutación NMOS

Aquí está el circuito completo hasta ahora usando PMOS, el BJT ayuda mucho ya que no puedo encontrar ningún interruptor PMOS que tenga menos de 5 ohmios de mi proveedor preferido:diseño del circuito

También estoy considerando reducir la velocidad de conmutación para usar un interruptor BJT completo y solo lidiar con la alta ondulación y sus efectos en el control PWM, o abandonar PWM por completo con solo tener un comparador de salida simple que encienda y apague un oscilador por un optoaislador , que requerirá una segunda fuente de alimentación de LV y provocará una regulación algo deficiente, pero eso no es una gran preocupación para la aplicación, especialmente porque la carga es bastante constante. Si solo no fuera un suministro regulado actual, podría usar un FOD2742 o uno que no necesite un suministro.

Respuestas (2)

Como mencionó, el controlador "tierra" y el V- pueden ser el voltaje de entrada, 300V, aparte. Eso sucede cuando el interruptor está apagado y la corriente del inductor fluye.

Es probable que cualquier diseño de interruptor de acoplamiento directo (MOSFET o BJT) con referencia a V- sea bastante ineficiente. Esos 300 V aparecerán en algo a través del circuito de transmisión cuando el interruptor esté apagado. Por ejemplo, mientras que la puerta está protegida por el zener, la mayor parte de esos 300 V aparecerán a través del PNP o la resistencia. Con su esquema actual, sería muy difícil elegir las resistencias de modo que el interruptor funcione de manera efectiva.

Entonces, si desea usar un esquema de interruptor de alimentación con referencia V, probablemente necesite usar alguna forma de unidad aislada (tipo optoacoplador u otra forma de controlador IC aislado).

Sin una respuesta del fabricante, creo que es seguro asumir que no puede someter ningún pin del TL494 a más de 1 diodo por debajo de su suelo. Una forma sencilla de aislar la salida del emisor de TL494 del voltaje negativo es agregar un PNP en la configuración de base común. Base a "tierra" (con una resistencia de límite de corriente), emisor a salida TL494, colector como nueva salida.

Pero, ¿por qué no usar un controlador de LED fuera de línea? Estos problemas serían atendidos. Requeriría muchos menos componentes, por lo tanto, sería más simple y más barato. Y dado que está diseñado a propósito, probablemente sea más eficiente y confiable.

Sí, los controladores LED sin conexión son agradables, el FL7701 fue en realidad mi elección inicial, pero está diseñado para una potencia 100 veces menor, es internamente complejo y tiene una documentación bastante opaca, por lo que no estoy seguro de que sea seguro. Soluciona el problema del nivel moviendo la resistencia de detección de corriente fuera del bucle de inversión, por lo que debe muestrear la corriente solo mientras el mosfet está encendido o algo así. Podría volver a eso, pero me gustaría una solución de propósito más general.
De hecho, no sé qué LED IC funcionaría bien para su nivel de potencia. Miré el FL7701, sin capacitor de salida, produciría el parpadeo de frecuencia de línea 2x que a algunas personas no les gusta. Además, tiene un circuito de control más complicado, lo que significa que la modificación externa para alta potencia es menos segura. Yo buscaría un dólar simple con control histerético e interruptor de alimentación externo. No habría un PFC integrado como su diseño actual.

Pondrá algunos canales P en paralelo para obtener la corriente que necesita mientras mantiene bajas las pérdidas. Puede conducir fácilmente el agregado del canal P propuesto usando un NPN BJT que es fácil de encontrar. He usado 2 series conectadas JD340 para conducir un Canal P de 3 ohmios en red rectificada. Debe verificar si las cosas son rentables para su trabajo. Cuando hice esto, no se necesitaban corrientes altas, por lo que podría tener un paquete SMD sin disipador de calor. Si el costo, el aluminio o las pérdidas matan su propuesta, busque un controlador lateral alto o incluso un convertidor SEPIC que aumentará o aumentará.

Gracias, sí, es posible que tenga que hacer un controlador de lado alto después de todo, solo use la regulación más básica necesaria. Un NPN aún pasa el sesgo negativo a su base, pero un PNP para cambiar ese no le da un sesgo negativo al controlador, así que primero verificaré si puedo hacer ese cambio lo suficientemente rápido, pero realmente esperaba evitar usar tantos transistores en el interruptor. ! circuito (falta completa de detalles pero entiendes la idea)
Conmutación de alto voltaje en un regulador reductor desde una referencia de tierra incómoda
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