Predstavljanje LED upravljačkog čipa
s brzim razvojem industrije automobilske elektronike, LED pogonski čipovi visoke gustoće sa širokim rasponom ulaznog napona naširoko se koriste u automobilskoj rasvjeti, uključujući vanjsku prednju i stražnju rasvjetu, unutarnju rasvjetu i pozadinsko osvjetljenje zaslona.
LED pogonski čipovi mogu se podijeliti na analogno prigušivanje i PWM prigušivanje prema metodi prigušivanja.Analogno zatamnjenje je relativno jednostavno, PWM zatamnjenje je relativno složeno, ali linearni raspon zatamnjenja je veći od analognog zatamnjenja.LED upravljački čip kao klasa čipa za upravljanje napajanjem, njegova topologija uglavnom Buck i Boost.izlazna struja buck kruga je kontinuirana tako da je valovitost izlazne struje manja, zahtijeva manji izlazni kapacitet, pogodniji za postizanje velike gustoće snage kruga.
Slika 1 Pojačanje izlazne struje u odnosu na Buck
Uobičajeni načini upravljanja LED upravljačkim čipovima su strujni način (CM), način COFT (kontrolirano vrijeme isključenja), način rada COFT & PCM (način vršne struje).U usporedbi s trenutnom kontrolom načina rada, način upravljanja COFT ne zahtijeva kompenzaciju petlje, što je pogodno za poboljšanje gustoće snage, dok ima brži dinamički odziv.
Za razliku od drugih načina upravljanja, čip načina upravljanja COFT ima zaseban COFF pin za podešavanje vremena isključivanja.Ovaj članak predstavlja konfiguraciju i mjere opreza za vanjski krug COFF-a koji se temelji na tipičnom COFT-kontroliranom Buck LED upravljačkom čipu.
Osnovna konfiguracija COFF-a i mjere opreza
Načelo upravljanja načinom rada COFT je da kada struja induktora dosegne razinu isključene struje, gornja cijev se isključuje, a donja uključuje.Kada vrijeme isključivanja dosegne tOFF, gornja cijev se ponovno uključuje.Nakon što se gornja cijev isključi, ostat će isključena konstantno vrijeme (tOFF).tOFF se postavlja pomoću kondenzatora (COFF) i izlaznog napona (Vo) na periferiji kruga.Ovo je prikazano na slici 2. Budući da je ILED čvrsto reguliran, Vo će ostati gotovo konstantan u širokom rasponu ulaznih napona i temperatura, što rezultira gotovo konstantnim tOFF-om, koji se može izračunati pomoću Vo.
Slika 2. kontrolni krug vremena isključenja i tOFF formula za izračun
Treba imati na umu da kada odabrana metoda prigušivanja ili krug prigušivanja zahtijevaju kratko spojeni izlaz, krug se u ovom trenutku neće pravilno pokrenuti.U to vrijeme valovitost struje induktora postaje velika, izlazni napon postaje vrlo nizak, daleko manji od postavljenog napona.Kada dođe do ovog kvara, struja induktora će raditi s maksimalnim vremenom isključenja.Obično maksimalno vrijeme isključenja postavljeno unutar čipa doseže 200us~300us.U ovom trenutku čini se da struja induktora i izlazni napon ulaze u režim štucanja i ne mogu izlaziti normalno.Slika 3 prikazuje abnormalni valni oblik struje induktora i izlaznog napona TPS92515-Q1 kada se za opterećenje koristi šant otpornik.
Slika 4 prikazuje tri vrste strujnih krugova koji mogu uzrokovati gore navedene kvarove.Kada se za prigušivanje koristi shunt FET, shunt otpornik je odabran za opterećenje, a opterećenje je sklop LED sklopne matrice, svi oni mogu kratko spojiti izlazni napon i spriječiti normalno pokretanje.
Slika 3 TPS92515-Q1 struja induktora i izlazni napon (kratki spoj izlaznog opterećenja otpornika)
Slika 4. Krugovi koji mogu uzrokovati kratki spoj na izlazu
Da bi se to izbjeglo, čak i kada je izlaz kratko spojen, i dalje je potreban dodatni napon za punjenje COFF-a.Paralelno napajanje za koje se VCC/VDD može koristiti puni COFF kondenzatore, održava stabilno vrijeme isključenja i održava konstantno valovitost.Kupci mogu rezervirati otpornik ROFF2 između VCC/VDD i COFF prilikom projektiranja sklopa, kao što je prikazano na slici 5, kako bi se olakšao kasniji rad na uklanjanju pogrešaka.U isto vrijeme, podatkovna tablica TI čipa obično daje specifičnu ROFF2 formulu za izračun prema unutarnjem krugu čipa kako bi se korisniku olakšao izbor otpornika.
Slika 5. Shunt FET vanjski ROFF2 krug za poboljšanje
Uzimajući izlazni kvar kratkog spoja TPS92515-Q1 na slici 3 kao primjer, modificirana metoda na slici 5 koristi se za dodavanje ROFF2 između VCC i COFF za punjenje COFF-a.
Odabir ROFF2 je proces u dva koraka.Prvi korak je izračunati potrebno vrijeme isključivanja (tOFF-Shunt) kada se za izlaz koristi šant otpornik, gdje je VSHUNT izlazni napon kada se šant otpornik koristi za opterećenje.
Drugi korak je korištenje tOFF-Shunt za izračunavanje ROFF2, što je naboj od VCC do COFF preko ROFF2, izračunat na sljedeći način.
Na temelju izračuna odaberite odgovarajuću vrijednost ROFF2 (50k Ohm) i spojite ROFF2 između VCC i COFF u slučaju greške na slici 3, kada je izlaz kruga normalan.Također imajte na umu da ROFF2 treba biti puno veći od ROFF1;ako je prenizak, TPS92515-Q1 će imati problema s minimalnim vremenom uključivanja, što će rezultirati povećanom strujom i mogućim oštećenjem čip uređaja.
Slika 6. Struja induktora TPS92515-Q1 i izlazni napon (normalno nakon dodavanja ROFF2)
Vrijeme objave: 15. veljače 2022