OB3330XCPA

El OB3330XCPA es un controlador de controlador de iluminación LED de alto factor de potencia (PF) y regulación del lado primario (PSR) de On-Bright Electronics, alojado en un encapsulado SOP de 8 patillas. Está diseñado para aplicaciones de controladores LED flyback aislados que requieren alta eficiencia, alta corrección del factor de potencia y control preciso de corriente constante sin optoacoplador ni componentes de realimentación del lado secundario.

El dispositivo integra un multiplicador analógico para la corrección del factor de potencia (PFC), logrando un FP superior a 0,9 en topología flyback de una sola etapa. El control del lado primario elimina la necesidad de un optoacoplador y un TL431, lo que reduce significativamente el recuento de la lista de materiales y el coste del sistema, al tiempo que mejora la fiabilidad.

El OB3330X funciona en modo de transición (TM / modo de conducción límite), lo que garantiza una conmutación de tensión cero (ZVS) o un encendido cercano a ZVS del MOSFET externo, minimizando las pérdidas de conmutación y maximizando la eficiencia. El pin detector de corriente cero (ZCD) monitoriza el devanado auxiliar para detectar la desmagnetización del transformador, asegurando que el siguiente ciclo de conmutación comienza sólo después de que el transformador se haya restablecido completamente.

Las especificaciones clave incluyen: Rango de funcionamiento VCC con UVLO activado a 8-10V y UVLO desactivado a 13,6-15,6V, protección contra sobretensión VCC a 30V, bloqueo VCC a 32V, corriente de arranque ultrabaja de 5-15 uA, corriente de funcionamiento estática de 1,5-2,5 mA (sin conmutación) y protección interna contra sobretemperatura a 120-160C (140C típica).

El comparador de detección de corriente (CS) incorpora un supresor de flanco de subida (300 ns) para filtrar los picos de activación, y el retardo de propagación OCP desde el comparador hasta el accionamiento de la puerta es de aproximadamente 100 ns para una rápida respuesta de limitación de corriente. El umbral OCP es seleccionable a través del pin OCP_TH: 2,1V cuando OCP_TH está por debajo de 0,3V, 1,8V para 0,3V-1,5V, y 1,5V cuando está por encima de 1,5V.

La salida de accionamiento de puerta es una configuración de tótem capaz de accionar MOSFETs externos de canal N con un tiempo de subida de 80-150 ns y un tiempo de caída de 30-70 ns (CL=1nF). La salida se bloquea a 11-12,5 V (VCC=28 V) para proteger la puerta del MOSFET.

Entre las completas funciones de protección se incluyen: protección de sobreintensidad ciclo a ciclo (OCP) con umbral seleccionable, bloqueo de subtensión VCC (UVLO), protección de sobretensión VCC (VCC OVP), protección de sobretensión de salida (OVP mediante ZCD), protección de sobretemperatura (OTP), protección de circuito abierto LED y protección de cortocircuito LED. La función de arranque suave aumenta gradualmente el límite de corriente de pico durante el arranque para evitar el sobreimpulso de salida y la saturación del transformador.

El sufijo XCPA indica: X = variante de características ampliadas, C = encapsulado SOP-8, P = sin Pb, A = embalaje en cinta y carrete (4000 unidades/carrete). El dispositivo cumple la directiva RoHS y funciona en un rango de temperatura de unión de -40C a +150C.

El OB3330XCPA funciona como un controlador LED flyback regulado en el lado primario con corrección del factor de potencia integrada, que utiliza conmutación en modo de transición (modo de conducción límite) para lograr una alta eficiencia.

Regulación del lado primario (PSR): A diferencia de los convertidores regulados por el lado secundario convencionales que requieren un optoacoplador para retroalimentar la información de tensión/corriente de salida a través del límite de aislamiento, el OB3330X obtiene la información de corriente de salida del lado primario. Durante el tiempo de desconexión del MOSFET, la corriente secundaria del transformador fluye a través del diodo de salida hacia la carga del LED. Esta corriente secundaria se refleja en el lado primario como un voltaje a través de la resistencia sensora de corriente (RCS) en el pin CS. El pico de corriente primaria y el tiempo de desmagnetización (medido por la patilla ZCD) determinan conjuntamente la corriente media de salida. El amplificador de error interno (amplificador gm) con tensión de referencia (400 mV típica) mantiene constante la regulación de la corriente de salida ajustando el punto de consigna de corriente de pico del MOSFET.

Corrección del factor de potencia (PFC): El multiplicador analógico toma la tensión de línea de CA rectificada (muestreada en la patilla MULT desde un divisor de tensión del bus de CC) y la multiplica por la salida del amplificador de error (patilla COMP). La salida del multiplicador establece el umbral de corriente de pico para cada ciclo de conmutación, forzando a la envolvente de corriente de entrada a seguir la forma de onda de tensión de entrada sinusoidal. Esto consigue un alto factor de potencia (PF > 0,9) sin una etapa PFC adicional. La ganancia del multiplicador es de 0,9 1/V (típico) con el rango lineal de entrada MULT de 0 a 3V.

Funcionamiento en modo de transición: El pin ZCD (Detección de Corriente Cero) monitoriza la tensión del devanado auxiliar. Cuando el transformador está completamente desmagnetizado (la corriente secundaria llega a cero), la tensión del devanado auxiliar cae, y el comparador ZCD detecta esta transición. Tras un tiempo de desconexión mínimo de 3,5 us, el controlador inicia el siguiente ciclo de conmutación. Este modo de conducción en el límite asegura que el transformador se reinicie completamente antes del siguiente ciclo, evitando la saturación del transformador y permitiendo una conmutación de tensión cercana a cero (la tensión de drenaje del MOSFET suena hasta un valle antes del encendido). El tiempo máximo de desconexión es de 55 us; si no se detecta ninguna señal ZCD en este periodo, el controlador reinicia un ciclo de conmutación.

Limitación de corriente: La patilla CS detecta la corriente de la fuente del MOSFET a través de una resistencia de detección externa. Cuando la tensión CS supera el umbral establecido por la patilla OCP_TH (seleccionable a 2,1 V, 1,8 V o 1,5 V), el accionamiento de puerta se desactiva inmediatamente con un retardo de propagación de aproximadamente 100 ns. El supresor de flanco de subida incorporado de 300 ns evita falsos disparos por el pico de corriente de activación. El tiempo de conexión máximo está limitado a 50 us como medida de seguridad adicional.

Protección de sobretensión de salida: El pin ZCD también monitoriza la tensión del devanado auxiliar durante el tiempo de desconexión del MOSFET. Si la tensión de salida aumenta anormalmente (por ejemplo, circuito abierto del LED), la tensión auxiliar reflejada aumenta. Cuando la tensión ZCD supera el umbral OVP de 3,75-4,25V (típico 4V), el controlador se apaga y entra en un ciclo de reinicio.

Alimentación VCC: La patilla VCC se alimenta del devanado auxiliar a través de un diodo rectificador y un condensador de filtro. Durante el arranque, el circuito interno de arranque de alto voltaje (o una resistencia de arranque externa) carga la VCC hasta que supera el umbral de desactivación UVLO (14,6 V típico), momento en el que comienza la conmutación. Si VCC cae por debajo del umbral de encendido UVLO (9V típico), la conmutación se detiene y el controlador vuelve a entrar en el modo de arranque. La protección contra sobretensión VCC se activa a 30V.