Představení čipu ovladače LED
s rychlým rozvojem automobilového elektronického průmyslu se LED čipy s vysokou hustotou a širokým rozsahem vstupního napětí široce používají v automobilovém osvětlení, včetně vnějšího předního a zadního osvětlení, vnitřního osvětlení a podsvícení displeje.
Čipy ovladače LED lze rozdělit na analogové stmívání a stmívání PWM podle metody stmívání.Analogové stmívání je relativně jednoduché, PWM stmívání je relativně složité, ale rozsah lineárního stmívání je větší než u analogového stmívání.Čip ovladače LED jako třída čipů pro správu napájení, jeho topologie hlavně Buck and Boost.výstupní proud obvodu Buck je kontinuální, takže zvlnění jeho výstupního proudu je menší, což vyžaduje menší výstupní kapacitu, což přispívá k dosažení vysoké hustoty výkonu obvodu.
Obrázek 1 Zvýšení výstupního proudu vs
Běžné řídicí režimy čipů LED ovladače jsou aktuální režim (CM), režim COFT (kontrolovaný čas vypnutí), režim COFT a PCM (režim špičkového proudu).V porovnání se současným řízením režimu řízení COFT nevyžaduje kompenzaci smyčky, což přispívá ke zlepšení hustoty výkonu a zároveň má rychlejší dynamickou odezvu.
Na rozdíl od jiných režimů ovládání má čip režimu ovládání COFT samostatný kolík COFF pro nastavení doby vypnutí.Tento článek představuje konfiguraci a bezpečnostní opatření pro externí obvod COFF založený na typickém COFT řízeném čipu Buck LED ovladače.
Základní konfigurace COFF a opatření
Princip řízení režimu COFT spočívá v tom, že když proud induktoru dosáhne nastavené úrovně vypínacího proudu, horní trubice se vypne a spodní trubka se zapne.Když doba vypnutí dosáhne tOFF, horní trubice se znovu zapne.Poté, co se horní trubice vypne, zůstane vypnutá po konstantní dobu (tOFF).tOFF je nastaveno kondenzátorem (COFF) a výstupním napětím (Vo) na periferii obvodu.To je znázorněno na obrázku 2. Protože je ILED přísně regulována, Vo zůstane téměř konstantní v širokém rozsahu vstupních napětí a teplot, což vede k téměř konstantní hodnotě tOFF, kterou lze vypočítat pomocí Vo.
Obrázek 2. Obvod řízení doby vypnutí a vzorec pro výpočet tOFF
Je třeba poznamenat, že když zvolený způsob stmívání nebo stmívací obvod vyžaduje zkratovaný výstup, obvod se v tuto chvíli správně nespustí.V tomto okamžiku se zvlnění induktorového proudu zvětší, výstupní napětí je velmi nízké, mnohem menší než nastavené napětí.Když dojde k této poruše, indukční proud bude pracovat s maximální dobou vypnutí.Obvykle maximální doba vypnutí nastavená uvnitř čipu dosahuje 200us~300us.V tomto okamžiku se zdá, že proud induktoru a výstupní napětí vstoupily do režimu škytavky a nemohou normálně vystupovat.Obrázek 3 ukazuje abnormální průběh proudu induktoru a výstupního napětí TPS92515-Q1, když je pro zátěž použit bočník.
Obrázek 4 ukazuje tři typy obvodů, které mohou způsobit výše uvedené poruchy.Když je bočníkový FET použit pro stmívání, bočníkový rezistor je vybrán pro zátěž a zátěž je obvod spínací matice LED, všechny mohou zkratovat výstupní napětí a bránit normálnímu spuštění.
Obrázek 3 TPS92515-Q1 Indukční proud a výstupní napětí (zkrat na výstupu zátěže odporu)
Obrázek 4. Obvody, které mohou způsobit zkrat na výstupu
Aby se tomu zabránilo, i když je výstup zkratován, je stále potřeba dodatečné napětí pro nabíjení COFF.Paralelní napájení, které lze použít jako VCC/VDD, nabíjí kondenzátory COFF, udržuje stabilní dobu vypnutí a udržuje konstantní zvlnění.Zákazníci si mohou při navrhování obvodu rezervovat odpor ROFF2 mezi VCC/VDD a COFF, jak je znázorněno na obrázku 5, aby se později usnadnilo ladění.Současně datový list čipu TI obvykle uvádí konkrétní vzorec výpočtu ROFF2 podle vnitřního obvodu čipu, aby se zákazníkovi usnadnil výběr odporu.
Obrázek 5. Externí zlepšující obvod SHUNT FET ROFF2
Vezmeme-li jako příklad zkratovou výstupní poruchu TPS92515-Q1 na obrázku 3, upravená metoda na obrázku 5 se používá k přidání ROFF2 mezi VCC a COFF pro nabíjení COFF.
Výběr ROFF2 je dvoufázový proces.Prvním krokem je výpočet požadované doby vypnutí (tOFF-Shunt) při použití bočníkového rezistoru pro výstup, kde VSHUNT je výstupní napětí při použití bočníkového rezistoru pro zátěž.
Druhým krokem je použití tOFF-Shunt k výpočtu ROFF2, což je náboj z VCC do COFF přes ROFF2, vypočtený následovně.
Na základě výpočtu vyberte vhodnou hodnotu ROFF2 (50 kOhm) a připojte ROFF2 mezi VCC a COFF v případě poruchy na obrázku 3, když je výstup obvodu normální.Všimněte si také, že ROFF2 by měl být mnohem větší než ROFF1;pokud je příliš nízká, bude mít TPS92515-Q1 problémy s minimální dobou zapnutí, což povede ke zvýšenému proudu a možnému poškození čipového zařízení.
Obrázek 6. Proud a výstupní napětí induktoru TPS92515-Q1 (normální po přidání ROFF2)
Čas odeslání: 15. února 2022