Въвеждане на LED чип драйвер
с бързото развитие на индустрията за автомобилна електроника, чиповете на LED драйвери с висока плътност и широк диапазон на входно напрежение се използват широко в автомобилното осветление, включително външно предно и задно осветление, вътрешно осветление и подсветка на дисплея.
LED драйверните чипове могат да бъдат разделени на аналогово затъмняване и PWM затъмняване според метода на затъмняване.Аналоговото затъмняване е сравнително просто, PWM затъмняването е сравнително сложно, но диапазонът на линейно затъмняване е по-голям от аналоговото затъмняване.LED драйверен чип като клас чипове за управление на захранването, неговата топология основно Buck и Boost.изходният ток на веригата за пари е непрекъснат, така че пулсациите на изходния ток да са по-малки, което изисква по-малък изходен капацитет, което е по-благоприятно за постигане на висока плътност на мощността на веригата.
Фигура 1 Усилване на изходния ток срещу Долар
Общите режими на управление на светодиодните драйверни чипове са режим на ток (CM), режим COFT (контролирано време на изключване), режим COFT & PCM (режим на пиков ток).В сравнение с управлението на текущия режим, режимът на управление COFT не изисква компенсация на веригата, което е благоприятно за подобряване на плътността на мощността, като същевременно има по-бърза динамична реакция.
За разлика от други режими на управление, чипът за режим на управление COFT има отделен щифт COFF за настройка на времето за изключване.Тази статия въвежда конфигурацията и предпазните мерки за външната верига на COFF, базирана на типичен COFT-контролиран Buck LED драйвер чип.
Основна конфигурация на COFF и предпазни мерки
Принципът на управление на режим COFT е, че когато токът на индуктора достигне нивото на изходния ток, горната тръба се изключва и долната тръба се включва.Когато времето за изключване достигне tOFF, горната тръба се включва отново.След като горната тръба се изключи, тя ще остане изключена за постоянно време (tOFF).tOFF се задава от кондензатора (COFF) и изходното напрежение (Vo) в периферията на веригата.Това е показано на Фигура 2. Тъй като ILED е строго регулиран, Vo ще остане почти постоянен в широк диапазон от входни напрежения и температури, което води до почти постоянно tOFF, което може да се изчисли с помощта на Vo.
Фигура 2. Контролна верига за време на изключване и формула за изчисление tOFF
Трябва да се отбележи, че когато избраният метод на димиране или веригата за димиране изисква късо съединение на изхода, веригата няма да стартира правилно в този момент.По това време пулсациите на тока на индуктора стават големи, изходното напрежение става много ниско, много по-малко от зададеното напрежение.Когато възникне тази повреда, токът на индуктора ще работи с максималното време на изключване.Обикновено максималното време за изключване, зададено вътре в чипа, достига 200us~300us.По това време токът на индуктора и изходното напрежение изглежда влизат в режим на хълцане и не могат да извеждат нормално.Фигура 3 показва необичайната форма на вълната на тока на индуктора и изходното напрежение на TPS92515-Q1, когато шунтиращият резистор се използва за натоварване.
Фигура 4 показва три типа вериги, които могат да причинят горните неизправности.Когато шунтиращият FET се използва за димиране, шунтиращият резистор е избран за товара, а товарът е схема на LED превключваща матрица, всички те могат да дадат на късо изходното напрежение и да попречат на нормалното стартиране.
Фигура 3 Ток на индуктор TPS92515-Q1 и изходно напрежение (Късо съединение при натоварване на резистор)
Фигура 4. Вериги, които могат да причинят късо съединение на изхода
За да се избегне това, дори когато изходът е късо, все още е необходимо допълнително напрежение за зареждане на COFF.Паралелното захранване, за което може да се използва VCC/VDD, зарежда COFF кондензаторите, поддържа стабилно време на изключване и поддържа постоянна пулсация.Клиентите могат да резервират резистор ROFF2 между VCC/VDD и COFF, когато проектират веригата, както е показано на фигура 5, за да улеснят работата по отстраняване на грешки по-късно.В същото време листът с данни на чипа TI обикновено дава специфичната формула за изчисление ROFF2 според вътрешната верига на чипа, за да улесни избора на резистор на клиента.
Фигура 5. Верига за подобрение на външен ROFF2 на SHUNT FET
Като вземем за пример повредата на изхода на късо съединение на TPS92515-Q1 на Фигура 3, модифицираният метод на Фигура 5 се използва за добавяне на ROFF2 между VCC и COFF за зареждане на COFF.
Изборът на ROFF2 е процес в две стъпки.Първата стъпка е да се изчисли необходимото време за изключване (tOFF-Shunt), когато шунтовият резистор се използва за изхода, където VSHUNT е изходното напрежение, когато шунтовият резистор се използва за товара.
Втората стъпка е да се използва tOFF-Shunt за изчисляване на ROFF2, което е зарядът от VCC към COFF чрез ROFF2, изчислен по следния начин.
Въз основа на изчислението изберете подходящата стойност на ROFF2 (50k Ohm) и свържете ROFF2 между VCC и COFF в случая на повреда на Фигура 3, когато изходът на веригата е нормален.Също така имайте предвид, че ROFF2 трябва да бъде много по-голям от ROFF1;ако е твърде ниско, TPS92515-Q1 ще изпита проблеми с минималното време за включване, което ще доведе до повишен ток и възможна повреда на чип устройството.
Фигура 6. Ток на индуктор TPS92515-Q1 и изходно напрежение (нормално след добавяне на ROFF2)
Време на публикуване: 15 февруари 2022 г