Infineon ILD4180 – impulsowy zasilacz LED dużej mocy

Artykuł powstał we współpracy z firmami:

Układ ILD4180 jest scalonym konwerterem DC/DC obniżającym napięcie, konstrukcyjnie zoptymalizowanym do stosowania w aplikacjach przemysłowych i samochodowych. Może on pracować jako stabilizator prądu (tę konfigurację wykorzystano w prezentowanym projekcie) lub napięcia.

Układ ILD4180 wyposażono w funkcje ułatwiające stosowanie go w zasilaczach LED: ma wejście sygnału PWM (do impulsowej regulacji jasności świecenia LED), wejście umożliwiające włączanie i wyłączanie obciążenia z soft-startem, wyposażono go także w elektroniczne bezpieczniki: przeciwzwarciowy i chroniący przed przegrzaniem struktury.
Schemat blokowy układu ILD4180 pokazano na rys. 1.

Rys. 1. Schemat blokowy układu ILD4180

Rys. 2. Schemat elektryczny testowego zasilacza LED mocy

Schemat elektryczny testowego zasilacza LED mocy z regulacją jasności świecenia LED za pomocą sygnału PWM pokazano na rys. 2. Układ ILD4180 pracuje w typowej konfiguracji aplikacyjnej:

• jumper JP1 służy do ręcznego włączania i wyłączania przetwornicy (elektroniczny włącznik),
• układ U2 generuje przebieg PWM o częstotliwości ok. 300 Hz i zakresie regulacji PWM od 0 do 100%, co odbywa się za pomocą potencjometru P1.

Na rys. 3 pokazano dwa przykładowe zestawy przebiegów dla różnych wartości współczynnika PWM:

• PWM podawanego na wejście PWMI układu ILD4180 (górne widoki),
• przebiegu na wyjściu BUO układu ILD4180 (dolne widoki).

Dioda LED jest zasilana prądem o wartości średniej zgodnej ze wzorem:

Rys. 3. Przykładowe przebiegi ilustrujące działanie regulacji PWM w układzie ILD4180 dla różnych wartości współczynnika D_PWM: przebiegi na wejściu PWMI (górne), odpowiadające im przebiegi na wyjściu przetwornicy (dolne)

Wartość R2 należy dobrać do możliwości zasilanej diody LED. W przypadku W42180 (fot. 4) firmy Seoul Semiconductor (dostępne detalicznie w sklepie SENSU.pl) zalecane średnie natężenie prądu płynącego przez strukturę diody nie powinno przekraczać 350 mA, a maksymalny dopuszczalny prąd nie może mieć wartości większej niż 1 A.

Fot. 4. Wygląd diody W42180 z rodziny P4 (bez płytki drukowanej, radiatora itp.), produkowanej przez firmę Seoul Semiconductor

Dla testowanej diody (W42180 firmy Seoul Semiconductor) wartość I_LED<1 A, przy czym należy pamiętać o zapewnieniu diodzie odpowiednich warunków termicznych (chłodzenia), bowiem przekroczenie maksymalnej dopuszczalnej temperatury struktury LED powoduje jej szybką degradację i nieodwracalne uszkodzenie.