Cấu tạo chứng năng từng linh kiện LED Driver (Dạng Buck Converter)

1. Điện trở cầu trì FR1: Điện trở cầu trì giúp bảo vệ mạch khỏi dòng điện quá lớn. Khi dòng điện vượt quá giá trị an toàn, cầu trì sẽ bị đứt, ngắt mạch và bảo vệ các linh kiện bên trong mạch khỏi hư hỏng do quá tải.

2. Varistor chống sét lan truyền: Khi xung điện áp của sét lan truyền vượt quá giá trị cài đặt của VR1, VR1 cho xung dẫn về GND giảm xung cho mạch chính. Các linh kiện Đi ốt, IC, cuộn cảm tránh bị đánh thủng.

3. Chỉnh lưu cầu (DB): Chỉnh lưu cầu có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều (AC 220Vol 50/60Hz) thành dòng điện một chiều (DC 310 Vol). Nó sử dụng các diốt để chỉnh lưu và tạo ra một điện áp DC ổn định từ nguồn AC. Tần số f = 100Hz.

4. Tụ hoá CE1, CE2,  L1: Tụ điện được lắp song song với cầu chỉnh lưu để làm mịn điện áp DC sau chỉnh lưu. Nó giúp giảm thiểu sự dao động của điện áp, giúp duy trì điện áp ổn định hơn. Tụ điện tích năng lượng khi điện áp tăng lên và xả năng lượng khi điện áp giảm, giúp duy trì dòng điện ổn định. L1 chống xung nhiễu cao tần giúp mạch dễ đạt EMC hơn.

3. IC là trái tim của driver LED chứa Mofet, Bộ khuyết đại so sánh, CC & Logic contror. Trong mạch này chứa các linh kiện điện tử giúp theo dõi, điều khiển hoạt động của Mosfet, điều chỉnh dòng điện qua mạch và duy trì điện áp ổn định không đổi cho tải (LED). IC có chức năng theo dõi dòng điện, so sánh điện áp ngưỡng và điều khiển Mosfet đóng/mở khi cần thiết.

 Mosfet : Mosfet là linh kiện đóng mở điện (chuyển mạch) với tần số rất cao 20 -100Hz. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển dòng điện qua tải (LED) bằng cách bật/tắt nhanh chóng, giúp điều chỉnh điện áp đầu ra. Mosfet có thể đóng hoặc mở dòng điện với độ rộng xung (Duty Cycle) thay đổi để điều chỉnh dòng điện cần thiết cho tải.

4. Điện trở khởi động R4: Điều chỉnh mức điện áp chân Vcc để khởi động Mofet

Mosfet không thể mở ngay khi có điện: Mosfet trong mạch nguồn xung cần một điện áp Vcc khởi động đủ lớn để bắt đầu dẫn điện (tạo điều kiện cho dòng điện đi qua tải). R4 giúp điều chỉnh mức điện áp Vcc ở chân cấp nguồn của IC, làm cho Mosfet có thể mở khi điện áp đạt đến ngưỡng yêu cầu (thường là khoảng < 10V hoặc một giá trị phù hợp cho mỗi loại Mosfet cụ thể).

Khởi động Mosfet một cách từ từ: R4 giúp đảm bảo rằng điện áp cung cấp đến Mosfet tăng dần từ từ, giúp Mosfet mở (dẫn điện) một cách có kiểm soát, tránh tình trạng mở đột ngột hoặc quá sớm. Điều này giúp bảo vệ mạch và giảm nguy cơ hư hỏng do thay đổi điện áp quá nhanh. Điện trở R2 đóng vai trò trong việc cài đặt điện áp mở Mosfet (ngưỡng điện áp) để Mosfet có thể dẫn điện khi đạt đến điện áp khởi động. Nó đảm bảo rằng Mosfet chỉ mở khi điện áp đủ lớn, bảo vệ mạch khỏi việc mở quá sớm hoặc quá muộn.

5. Điện trở cảm biến dòng chân CS:  RS1 và RS2

IC theo dõi dòng điện đỉnh của cuộn L2 thông qua đo điện áp rơi trên điện trở hạn dòng Rs1, Rs2. Khi điện áp rơi này đạt ngưỡng cài đặt a (mV) nào đó Mosfet sẽ ngưng dẫn, khi cuộn cảm xả qua led về 0 mA thì mosfet dẫn trở lại.

                                Ipk = a/Rcs (mA)  và  ILED = Ipk/2 (mA)

Các điện trở này nhận tín hiệu phản hồi từ mạch LED để điều chỉnh độ rộng xung (Duty Cycle) của Mosfet. Khi giá trị RS1 và RS2 thay đổi, dòng điện đầu ra của mạch cũng thay đổi, giúp điều chỉnh điện áp phù hợp với yêu cầu của tải (LED).

6. Đi ốt Schottky D1:

• • Ngăn ngừa dòng điện ngược: Đi ốt Schottky chỉ cho phép dòng điện đi theo một chiều, bảo vệ mạch khỏi dòng điện ngược có thể làm hỏng linh kiện.
  • Giảm điện áp rơi: Đi ốt Schottky có điện áp rơi thấp (thường khoảng 0.2V đến 0.5V), điều này giúp tăng hiệu suất mạch, giảm tổn thất năng lượng.
  • Tăng tốc độ chuyển đổi: Với thời gian phản hồi nhanh, đi ốt Schottky phù hợp với mạch nguồn switching yêu cầu tốc độ cao.
  • Bảo vệ mạch: Đi ốt Schottky giúp bảo vệ mạch khỏi các tín hiệu điện áp đột biến hoặc ngắn mạch.

7. Cuộn cảm L2: Cuộn cảm giúp ổn định dòng điện trong mạch và giảm thiểu sự biến đổi điện áp đột ngột. Nó có thể lưu trữ năng lượng dưới dạng từ trường khi Mosfet dẫn và giải phóng năng lượng này khi Mosfet ngừng điện, giúp duy trì dòng điện ổn định cho tải (LED). Cuộn cảm cũng giúp giảm xung điện và bảo vệ các linh kiện khác khỏi các tín hiệu cao tần không mong muốn.

8. Điện trở xả R3: Điện trở xả được lắp sau tụ điện trong mạch để xả tụ khi mạch tắt. Điều này ngăn ngừa tụ điện giữ lại điện tích lâu, giảm nguy cơ làm hỏng mạch hoặc thiết bị. Điện trở xả cũng giúp ổn định mạch, giảm thời gian khởi động và bảo vệ các linh kiện nhạy cảm trong mạch.

9. Tụ lọc nguồn ra C3: Ở chu kỳ Mosfet không dẫn L2, C3 giải phóng năng lượng vào tải giúp LED hoạt động ổn định, tránh sụt áp đột ngột. Nhiều loại đèn rẻ bỏ các linh kiện này làm cho đèn nhấp nháy ở tần số cao (hàng chục kHz) mà mắt người không phát hiện ra. khi bỏ các linh kiện này mạch vẫn có thể hoạt động, xung vuông hay xung răng cưa vào chip led làm cho mạch nhanh hỏng, ánh sáng nhấp nháy gây mỏi mắt, cận thị.