LED sürücü çipi tanıtımı
Otomotiv elektroniği sektörünün hızla gelişmesiyle birlikte, geniş giriş voltajı aralığına sahip yüksek yoğunluklu LED sürücü çipleri, dış ön ve arka aydınlatma, iç aydınlatma ve ekran arka aydınlatması dahil olmak üzere otomotiv aydınlatmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.
LED sürücü çipleri, karartma yöntemine göre analog karartma ve PWM karartmaya ayrılabilir.Analog karartma nispeten basittir, PWM karartma nispeten karmaşıktır ancak doğrusal karartma aralığı analog karartmadan daha büyüktür.Bir güç yönetimi çipi sınıfı olarak LED sürücü çipi, topolojisi temel olarak Buck ve Boost.Buck devre çıkış akımı süreklidir, böylece çıkış akımı dalgalanması daha küçüktür, daha küçük çıkış kapasitansı gerektirir, devrenin yüksek güç yoğunluğunu elde etmek için daha iletkendir.
Şekil 1 Çıkış Akımı Artışı ve Buck
LED sürücü çiplerinin ortak kontrol modları mevcut mod (CM), COFT (kontrollü KAPALI zaman) modu, COFT ve PCM (tepe akım modu) modudur.Mevcut mod kontrolüyle karşılaştırıldığında, COFT kontrol modu döngü telafisi gerektirmez; bu da daha hızlı bir dinamik tepkiye sahip olurken güç yoğunluğunun iyileştirilmesine yardımcı olur.
Diğer kontrol modlarından farklı olarak COFT kontrol modu çipinde, kapalı kalma süresi ayarı için ayrı bir COFF pini bulunur.Bu makale, tipik bir COFT kontrollü Buck LED sürücü çipini temel alan COFF'un harici devresine yönelik yapılandırmayı ve önlemleri tanıtmaktadır.
COFF'un temel konfigürasyonu ve önlemler
COFT modunun kontrol prensibi, indüktör akımı ayarlanan akım seviyesine ulaştığında üst tüpün kapanması ve alt tüpün açılmasıdır.Kapanma süresi tOFF'a ulaştığında üst tüp tekrar açılır.Üst tüp kapandıktan sonra sabit bir süre kapalı kalacaktır (tOFF).tOFF, devrenin çevresindeki kapasitör (COFF) ve çıkış voltajı (Vo) tarafından ayarlanır.Bu, Şekil 2'de gösterilmektedir. ILED sıkı bir şekilde düzenlendiğinden, Vo geniş bir giriş voltajı ve sıcaklık aralığı boyunca neredeyse sabit kalacaktır, bu da Vo kullanılarak hesaplanabilen neredeyse sabit bir tOFF ile sonuçlanacaktır.
Şekil 2. Kapanma süresi kontrol devresi ve tOFF hesaplama formülü
Seçilen karartma yöntemi veya karartma devresi bir çıkışın kısa devre yapmasını gerektirdiğinde, devrenin bu anda düzgün şekilde başlamayacağına dikkat edilmelidir.Bu sırada indüktör akımı dalgalanması büyür, çıkış voltajı çok düşük olur, ayarlanan voltajdan çok daha az olur.Bu arıza meydana geldiğinde indüktör akımı maksimum kapalı kalma süresiyle çalışacaktır.Genellikle çipin içinde ayarlanan maksimum kapalı kalma süresi 200us~300us'a ulaşır.Bu sırada indüktör akımı ve çıkış voltajı kesinti moduna giriyor gibi görünüyor ve normal şekilde çıkış yapamıyor.Şekil 3, yük için şönt direnci kullanıldığında TPS92515-Q1'in indüktör akımı ve çıkış voltajının anormal dalga biçimini gösterir.
Şekil 4, yukarıdaki hatalara neden olabilecek üç devre tipini göstermektedir.Karartma için şönt FET kullanıldığında, şönt direnç yük için seçilir ve yük bir LED anahtarlama matris devresidir, bunların hepsi çıkış voltajında kısa devre yapabilir ve normal başlatmayı engelleyebilir.
Şekil 3 TPS92515-Q1 Endüktör Akımı ve Çıkış Gerilimi (Direnç Yük Çıkışı Kısa Arızası)
Şekil 4. Çıkış kısa devresine neden olabilecek devreler
Bunu önlemek için çıkışta kısa devre olsa bile COFF'u şarj etmek için ilave bir voltaja ihtiyaç vardır.VCC/VDD'nin COFF kapasitörlerini şarj etmek için kullanılabileceği paralel besleme, sabit bir kapalı kalma süresi sağlar ve sabit bir dalgalanmayı korur.Müşteriler, daha sonra hata ayıklama işini kolaylaştırmak için, Şekil 5'te gösterildiği gibi devreyi tasarlarken VCC/VDD ile COFF arasında bir ROFF2 direnci ayırabilirler.Aynı zamanda, TI çip veri sayfası, müşterinin direnç seçimini kolaylaştırmak için genellikle çipin iç devresine göre özel ROFF2 hesaplama formülünü verir.
Şekil 5. ŞANT FET Harici ROFF2 İyileştirme Devresi
Şekil 3'teki TPS92515-Q1'in kısa devre çıkış arızasını örnek alarak, Şekil 5'teki değiştirilmiş yöntem, COFF'u şarj etmek için VCC ile COFF arasına bir ROFF2 eklemek için kullanılır.
ROFF2'nin seçilmesi iki adımlı bir işlemdir.İlk adım, çıkış için şönt direnç kullanıldığında gerekli kapatma süresini (tOFF-Şönt) hesaplamaktır; burada VSHUNT, yük için şönt direnç kullanıldığında çıkış voltajıdır.
İkinci adım, aşağıdaki şekilde hesaplanan ROFF2 aracılığıyla VCC'den COFF'a yük olan ROFF2'yi hesaplamak için tOFF-Şant'ı kullanmaktır.
Hesaplamaya göre uygun ROFF2 değerini (50k Ohm) seçin ve devre çıkışı normal olduğunda Şekil 3'teki arıza durumunda ROFF2'yi VCC ile COFF arasına bağlayın.Ayrıca ROFF2'nin ROFF1'den çok daha büyük olması gerektiğini unutmayın;çok düşükse TPS92515-Q1 minimum açılma süresi sorunları yaşayacak, bu da akımın artmasına ve çip cihazında olası hasara neden olacaktır.
Şekil 6. TPS92515-Q1 endüktör akımı ve çıkış voltajı (ROFF2 eklendikten sonra normal)
Gönderim zamanı: Şubat-15-2022