LED driver chip bemutatása
az autóipari elektronikai ipar gyors fejlődésével a széles bemeneti feszültségtartományú, nagy sűrűségű LED-meghajtó chipeket széles körben használják az autóipari világításban, beleértve a külső első és hátsó világítást, a belső világítást és a kijelző háttérvilágítását.
A LED-meghajtó chipek a fényerő-szabályozási módszer szerint analóg és PWM fényerő-szabályozásra oszthatók.Az analóg fényerő-szabályozás viszonylag egyszerű, a PWM-szabályozás viszonylag bonyolult, de a lineáris fényerő-szabályozás tartománya nagyobb, mint az analóg fényerőszabályozásé.A LED-meghajtó chip az energiagazdálkodási chipek osztálya, topológiája főleg Buck és Boost.buck áramkör kimenő árama folyamatos, így a kimeneti áram hullámossága kisebb, kisebb kimeneti kapacitást igényel, ami jobban elősegíti az áramkör nagy teljesítménysűrűségét.
1. ábra Kimeneti áram növelése vs. Buck
A LED-illesztőprogram chipek általános vezérlési módjai az aktuális üzemmód (CM), a COFT (vezérelt OFF-time) mód, a COFT és a PCM (csúcsáram mód) mód.A jelenlegi üzemmódvezérléshez képest a COFT vezérlési mód nem igényel hurokkompenzációt, ami elősegíti a teljesítménysűrűség javítását, miközben gyorsabb dinamikus reakciót mutat.
Más vezérlési módoktól eltérően a COFT vezérlési mód chip külön COFF tűvel rendelkezik a kikapcsolási idő beállításához.Ez a cikk bemutatja a COFF külső áramkörének konfigurációját és óvintézkedéseit, amelyek egy tipikus COFT-vezérlésű Buck LED-illesztőprogram chipen alapulnak.
A COFF alapkonfigurációja és óvintézkedések
A COFT mód szabályozási elve az, hogy amikor az induktor árama eléri a beállított áramszintet, a felső cső kikapcsol, az alsó pedig bekapcsol.Amikor a kikapcsolási idő eléri a tOFF értéket, a felső cső újra bekapcsol.A felső cső kikapcsolása után állandó ideig kikapcsolva marad (tOFF).A tOFF értéket a kondenzátor (COFF) és a kimeneti feszültség (Vo) állítja be az áramkör perifériáján.Ez a 2. ábrán látható. Mivel az ILED szigorúan szabályozott, a Vo szinte állandó marad a bemeneti feszültségek és hőmérsékletek széles tartományában, ami majdnem állandó tOFF-ot eredményez, amely Vo használatával számítható ki.
2. ábra kikapcsolási idő vezérlő áramkör és tOFF számítási képlete
Megjegyzendő, hogy ha a kiválasztott fényerő-szabályozási mód vagy fényerő-szabályozó áramkör rövidre zárt kimenetet igényel, az áramkör ekkor nem indul el megfelelően.Ekkor az induktoráram hullámzása nagy lesz, a kimeneti feszültség nagyon alacsony lesz, sokkal kisebb, mint a beállított feszültség.Amikor ez a hiba bekövetkezik, az induktoráram a maximális kikapcsolási idővel fog működni.Általában a chip belsejében beállított maximális kikapcsolási idő eléri a 200-300 us-t.Ekkor úgy tűnik, hogy az induktor árama és a kimeneti feszültség csuklás módba lép, és nem tud normálisan kimenni.A 3. ábra a TPS92515-Q1 induktoráramának és kimeneti feszültségének abnormális hullámformáját mutatja, amikor a sönt ellenállást használják a terheléshez.
A 4. ábra három típusú áramkört mutat be, amelyek a fenti hibákat okozhatják.Amikor a sönt FET-et fényerőszabályozásra használják, a sönt ellenállást választják ki a terhelésnek, és a terhelés egy LED-es kapcsolómátrix áramkör, mindegyik rövidre zárhatja a kimeneti feszültséget és megakadályozhatja a normál indítást.
3. ábra TPS92515-Q1 induktoráram és kimeneti feszültség (ellenállás terhelési kimeneti rövidzárlati hiba)
4. ábra Kimeneti rövidzárlatot okozó áramkörök
Ennek elkerülése érdekében még akkor is, ha a kimenet rövidre van zárva, további feszültségre van szükség a COFF töltéséhez.A VCC/VDD párhuzamos tápegység tölti a COFF kondenzátorokat, fenntartja a stabil kikapcsolási időt és állandó hullámzást.Az ügyfelek az áramkör tervezésekor lefoglalhatnak egy ROFF2 ellenállást a VCC/VDD és a COFF között, az 5. ábrán látható módon, hogy megkönnyítsék a későbbi hibakeresési munkát.Ugyanakkor a TI chip adatlapja általában megadja a konkrét ROFF2 számítási képletet a chip belső áramkörének megfelelően, hogy megkönnyítse a vásárló ellenállásválasztását.
5. ábra SHUNT FET külső ROFF2 javító áramkör
A 3. ábrán látható TPS92515-Q1 rövidzárlati kimeneti hibáját példának véve az 5. ábrán látható módosított módszert használjuk egy ROFF2 hozzáadására a VCC és a COFF közé a COFF töltéséhez.
Az ROFF2 kiválasztása kétlépéses folyamat.Az első lépés a szükséges leállási idő (tOFF-Shunt) kiszámítása, amikor a sönt ellenállást használják a kimenethez, ahol VSHUNT a kimeneti feszültség, amikor a sönt ellenállást használják a terhelésre.
A második lépés a tOFF-Shunt használata az ROFF2 kiszámításához, amely a VCC-től a COFF-ig tartó töltés az ROFF2-n keresztül, az alábbiak szerint számítva.
A számítás alapján válassza ki a megfelelő ROFF2 értéket (50k Ohm), és csatlakoztassa az ROFF2-t a VCC és a COFF közé a 3. ábrán látható hiba esetén, amikor az áramköri kimenet normális.Vegye figyelembe azt is, hogy az ROFF2-nek sokkal nagyobbnak kell lennie, mint az ROFF1-nek;ha túl alacsony, akkor a TPS92515-Q1 minimális bekapcsolási idővel kapcsolatos problémákat tapasztal, ami megnövekedett áramerősséghez és a chipeszköz esetleges károsodásához vezet.
6. ábra: TPS92515-Q1 induktor árama és kimeneti feszültsége (normál az ROFF2 hozzáadása után)
Feladás időpontja: 2022.02.15