LED draiveri kiibi tutvustus
autoelektroonikatööstuse kiire arenguga kasutatakse laia sisendpingevahemikuga suure tihedusega LED-draiveri kiipe laialdaselt autovalgustuses, sealhulgas esi- ja tagavalgustuses, sisevalgustuses ja ekraani taustvalgustuses.
LED-draiveri kiibid saab vastavalt hämardusmeetodile jagada analoog- ja PWM-hämardamiseks.Analooghämardamine on suhteliselt lihtne, PWM-hämardamine suhteliselt keeruline, kuid lineaarne hämardamise vahemik on suurem kui analooghämardamisel.LED-draiveri kiip kui toitehalduskiibi klass, mille topoloogia on peamiselt Buck ja Boost.buck-ahela väljundvool pidev, nii et selle väljundvoolu pulsatsioon on väiksem, mis nõuab väiksemat väljundmahtuvust, soodustab ahela suure võimsustiheduse saavutamist.
Joonis 1 Väljundvoolu võimendus vs Buck
LED-draiveri kiipide levinumad juhtimisrežiimid on voolurežiim (CM), COFT (kontrollitud väljalülitusaeg) režiim, COFT ja PCM (voolu tipprežiim).Võrreldes praeguse režiimi juhtimisega, ei vaja COFT-juhtimisrežiim silmuse kompenseerimist, mis aitab parandada võimsustihedust, kuid millel on kiirem dünaamiline reaktsioon.
Erinevalt teistest juhtimisrežiimidest on COFT juhtimisrežiimi kiibil väljalülitusaja seadistamiseks eraldi COFF-tihvt.See artikkel tutvustab COFF-i välise vooluahela konfiguratsiooni ja ettevaatusabinõusid, mis põhinevad tüüpilisel COFT-juhitava Buck LED-draiveri kiibil.
COFF-i põhikonfiguratsioon ja ettevaatusabinõud
COFT-režiimi juhtimispõhimõte seisneb selles, et kui induktiivpooli vool jõuab väljalülitatud voolutasemeni, lülitub ülemine toru välja ja alumine toru sisse.Kui väljalülitusaeg jõuab olekusse tOFF, lülitub ülemine toru uuesti sisse.Pärast ülemise toru väljalülitamist jääb see püsivaks ajaks väljalülitatuks (tOFF).tOFF on seatud kondensaatori (COFF) ja väljundpinge (Vo) abil ahela perifeerias.See on näidatud joonisel 2. Kuna ILED on rangelt reguleeritud, jääb Vo peaaegu konstantseks laias sisendpinge ja temperatuuri vahemikus, mille tulemuseks on peaaegu konstantne tOFF, mida saab arvutada Vo abil.
Joonis 2. väljalülitusaja juhtimisahel ja tOFF arvutusvalem
Tuleb märkida, et kui valitud hämardamismeetod või hämardusahel nõuab lühisega väljundit, ei käivitu vooluahel sel ajal korralikult.Sel ajal muutub induktiivpooli voolu pulsatsioon suureks, väljundpinge muutub väga madalaks, seatud pingest palju väiksemaks.Kui see rike ilmneb, töötab induktiivpooli vool maksimaalse väljalülitusajaga.Tavaliselt ulatub kiibis seatud maksimaalne väljalülitusaeg 200-300 us-ni.Sel ajal näib, et induktiivpooli vool ja väljundpinge lähevad luksumisrežiimi ega saa normaalselt väljastada.Joonis 3 näitab TPS92515-Q1 induktiivpooli voolu ja väljundpinge ebanormaalset lainekuju, kui koormuse jaoks kasutatakse šunditakistit.
Joonisel 4 on näidatud kolme tüüpi vooluringid, mis võivad ülaltoodud tõrkeid põhjustada.Kui hämardamiseks kasutatakse šundi FET-i, valitakse koormuse jaoks šundi takisti ja koormus on LED-lülitusmaatriksahel, mis kõik võivad lühistada väljundpinget ja takistada normaalset käivitamist.
Joonis 3 TPS92515-Q1 induktiivpooli vool ja väljundpinge (takisti koormuse väljundi lühirike)
Joonis 4. Vooluahelad, mis võivad põhjustada väljundlühiseid
Selle vältimiseks, isegi kui väljund on lühis, on COFF laadimiseks siiski vaja lisapinget.Paralleeltoide, mida VCC/VDD saab kasutada COFF-kondensaatorite laadimiseks, säilitab stabiilse väljalülitusaja ja hoiab pidevat pulsatsiooni.Kliendid saavad vooluahela projekteerimisel reserveerida takisti ROFF2 VCC/VDD ja COFF vahel, nagu on näidatud joonisel 5, et hõlbustada hilisemat silumistööd.Samas on TI kiibi andmelehel tavaliselt antud konkreetne ROFF2 arvutusvalem vastavalt kiibi siseskeemile, et hõlbustada kliendi takisti valikut.
Joonis 5. SHUNT FET väline ROFF2 parendusahel
Võttes näitena TPS92515-Q1 lühise väljundviga joonisel 3, kasutatakse joonisel 5 näidatud modifitseeritud meetodit ROFF2 lisamiseks VCC ja COFFi vahele COFF laadimiseks.
ROFF2 valimine on kaheetapiline protsess.Esimese sammuna tuleb arvutada vajalik väljalülitusaeg (tOFF-Shunt), kui väljundiks kasutatakse šunditakistit, kus VSHUNT on väljundpinge, kui koormuse jaoks kasutatakse šundi takistit.
Teine samm on tOFF-shunti kasutamine ROFF2 arvutamiseks, mis on tasu VCC-lt COFF-ile ROFF2 kaudu, arvutatuna järgmiselt.
Arvutuse põhjal valige sobiv ROFF2 väärtus (50k Ohm) ja ühendage ROFF2 VCC ja COFF vahel joonisel 3 näidatud rikke korral, kui vooluahela väljund on normaalne.Pange tähele ka seda, et ROFF2 peaks olema palju suurem kui ROFF1;kui see on liiga madal, tekib TPS92515-Q1 minimaalse sisselülitusajaga probleeme, mille tulemuseks on voolu suurenemine ja kiibiseadme võimalik kahjustus.
Joonis 6. TPS92515-Q1 induktiivpooli vool ja väljundpinge (normaalne pärast ROFF2 lisamist)
Postitusaeg: 15. veebruar 2022