LED draivera mikroshēmas ieviešana
strauji attīstoties automobiļu elektronikas nozarei, augsta blīvuma LED draiveru mikroshēmas ar plašu ieejas sprieguma diapazonu tiek plaši izmantotas automobiļu apgaismojumā, ieskaitot ārējo priekšējo un aizmugurējo apgaismojumu, iekšējo apgaismojumu un displeja fona apgaismojumu.
LED draivera mikroshēmas var iedalīt analogā aptumšošanā un PWM aptumšošanā atbilstoši aptumšošanas metodei.Analogā aptumšošana ir salīdzinoši vienkārša, PWM aptumšošana ir salīdzinoši sarežģīta, taču lineārās aptumšošanas diapazons ir lielāks nekā analogās aptumšošanas diapazons.LED draivera mikroshēma kā jaudas pārvaldības mikroshēmas klase, kuras topoloģija galvenokārt ir Buck un Boost.buck ķēdes izejas strāva nepārtraukta, lai tās izejas strāvas pulsācija būtu mazāka, un tai nepieciešama mazāka izejas kapacitāte, kas ir labvēlīgāka ķēdes liela jaudas blīvuma sasniegšanai.
1. attēls Izejas strāvas pastiprinājums pret naudu
Parastie LED draivera mikroshēmu vadības režīmi ir pašreizējais režīms (CM), COFT (kontrolēts OFF-time) režīms, COFT un PCM (maksimālās strāvas režīms).Salīdzinot ar pašreizējo režīma vadību, COFT vadības režīmam nav nepieciešama cilpas kompensācija, kas veicina jaudas blīvuma uzlabošanos, vienlaikus nodrošinot ātrāku dinamisko reakciju.
Atšķirībā no citiem vadības režīmiem, COFT vadības režīma mikroshēmai ir atsevišķa COFF tapa izslēgšanas laika iestatīšanai.Šajā rakstā ir aprakstīta COFF ārējās ķēdes konfigurācija un piesardzības pasākumi, kuru pamatā ir tipiska COFT kontrolēta Buck LED draivera mikroshēma.
COFF pamata konfigurācija un piesardzības pasākumi
COFT režīma vadības princips ir tāds, ka, kad induktora strāva sasniedz iestatīto strāvas līmeni, augšējā caurule izslēdzas un apakšējā caurule ieslēdzas.Kad izslēgšanas laiks sasniedz tOFF, augšējā caurule atkal ieslēdzas.Pēc tam, kad augšējā caurule izslēdzas, tā paliks izslēgta nemainīgu laiku (tOFF).tOFF tiek iestatīts ar kondensatoru (COFF) un izejas spriegumu (Vo) ķēdes perifērijā.Tas parādīts 2. attēlā. Tā kā ILED ir stingri regulēts, Vo paliks gandrīz nemainīgs plašā ieejas spriegumu un temperatūru diapazonā, kā rezultātā būs gandrīz nemainīgs tOFF, ko var aprēķināt, izmantojot Vo.
2. attēls. Izslēgšanas laika kontroles ķēde un tOFF aprēķina formula
Jāņem vērā, ka tad, ja izvēlētajai aptumšošanas metodei vai aptumšošanas ķēdei ir nepieciešama izeja ar īssavienojumu, ķēde šajā laikā nesāksies pareizi.Šajā laikā induktora strāvas pulsācija kļūst liela, izejas spriegums kļūst ļoti zems, daudz mazāks par iestatīto spriegumu.Kad rodas šī kļūme, induktora strāva darbosies ar maksimālo izslēgšanas laiku.Parasti mikroshēmā iestatītais maksimālais izslēgšanas laiks sasniedz 200 us ~ 300 us.Šķiet, ka šajā laikā induktora strāva un izejas spriegums nonāk žagas režīmā un nevar normāli izvadīt.3. attēlā parādīta TPS92515-Q1 induktora strāvas un izejas sprieguma neparastā viļņu forma, kad slodzei tiek izmantots šunta rezistors.
4. attēlā ir parādīti trīs veidu ķēdes, kas var izraisīt iepriekš minētos traucējumus.Ja aptumšošanai tiek izmantots šunta FET, slodzei tiek izvēlēts šunta rezistors, un slodze ir LED komutācijas matricas ķēde, tie visi var izraisīt izejas sprieguma īssavienojumu un novērst normālu palaišanu.
3. attēls TPS92515-Q1 induktora strāva un izejas spriegums (rezistora slodzes izejas īss defekts)
4. attēls. Ķēdes, kas var izraisīt izejas īssavienojumus
Lai no tā izvairītos, pat ja izejā ir īssavienojums, COFF uzlādēšanai joprojām ir nepieciešams papildu spriegums.Paralēlā barošana, ko VCC/VDD var izmantot kā COFF kondensatoru uzlādi, uztur stabilu izslēgšanas laiku un uztur pastāvīgu pulsāciju.Projektējot ķēdi, klienti var rezervēt rezistoru ROFF2 starp VCC/VDD un COFF, kā parādīts 5. attēlā, lai vēlāk atvieglotu atkļūdošanas darbu.Tajā pašā laikā TI mikroshēmas datu lapā parasti ir norādīta konkrētā ROFF2 aprēķina formula atbilstoši mikroshēmas iekšējai shēmai, lai atvieglotu klienta rezistora izvēli.
5. attēls. SHUNT FET ārējā ROFF2 uzlabošanas shēma
Ņemot par piemēru TPS92515-Q1 īssavienojuma izejas kļūdu 3. attēlā, 5. attēlā redzamā modificētā metode tiek izmantota, lai pievienotu ROFF2 starp VCC un COFF, lai uzlādētu COFF.
ROFF2 izvēle ir divpakāpju process.Pirmais solis ir aprēķināt nepieciešamo izslēgšanas laiku (tOFF-Shunt), kad izejai tiek izmantots šunta rezistors, kur VSHUNT ir izejas spriegums, kad slodzei tiek izmantots šunta rezistors.
Otrais solis ir izmantot tOFF-Shunt, lai aprēķinātu ROFF2, kas ir maksa no VCC uz COFF, izmantojot ROFF2, ko aprēķina šādi.
Pamatojoties uz aprēķinu, izvēlieties atbilstošo ROFF2 vērtību (50k Ohm) un pievienojiet ROFF2 starp VCC un COFF 3. attēlā redzamajā kļūmes gadījumā, kad ķēdes izeja ir normāla.Ņemiet vērā arī to, ka ROFF2 jābūt daudz lielākam par ROFF1;ja tas ir pārāk zems, TPS92515-Q1 radīsies minimālas ieslēgšanas laika problēmas, kā rezultātā palielināsies strāva un iespējamie mikroshēmas ierīces bojājumi.
6. attēls. TPS92515-Q1 induktora strāva un izejas spriegums (parasti pēc ROFF2 pievienošanas)
Ievietošanas laiks: 15. februāris 2022