Introducció del xip del controlador LED
Amb el ràpid desenvolupament de la indústria de l'electrònica de l'automòbil, els xips de controladors LED d'alta densitat amb un ampli rang de voltatge d'entrada s'utilitzen àmpliament en la il·luminació d'automòbils, inclosa la il·luminació exterior frontal i posterior, il·luminació interior i retroil·luminació de la pantalla.
Els xips del controlador LED es poden dividir en atenuació analògica i atenuació PWM segons el mètode d'atenuació.La regulació analògica és relativament senzilla, la regulació PWM és relativament complexa, però el rang d'atenuació lineal és més gran que la regulació analògica.Xip de controlador LED com a classe de xip de gestió d'energia, la seva topologia principalment Buck i Boost.Corrent de sortida del circuit buck continu de manera que la seva ondulació de corrent de sortida sigui més petita, requerint una capacitat de sortida més petita, més propici per aconseguir una alta densitat de potència del circuit.
Figura 1 Augment del corrent de sortida vs Buck
Els modes de control habituals dels xips del controlador LED són el mode actual (CM), el mode COFT (temps d'apagat controlat), el mode COFT i PCM (mode de corrent màxima).En comparació amb el control del mode actual, el mode de control COFT no requereix compensació de bucle, cosa que ajuda a millorar la densitat de potència, alhora que té una resposta dinàmica més ràpida.
A diferència d'altres modes de control, el xip del mode de control COFT té un pin COFF separat per a la configuració del temps fora.Aquest article presenta la configuració i les precaucions per al circuit extern de COFF basat en un xip de controlador LED Buck controlat per COFT típic.
Configuració bàsica de COFF i precaucions
El principi de control del mode COFT és que quan el corrent de l'inductor arriba al nivell de corrent d'activació, el tub superior s'apaga i el tub inferior s'encén.Quan el temps d'apagat arriba a tOFF, el tub superior es torna a encendre.Després que el tub superior s'apaga, romandrà apagat durant un temps constant (tOFF).tOFF s'estableix pel condensador (COFF) i la tensió de sortida (Vo) a la perifèria del circuit.Això es mostra a la figura 2. Com que el ILED està estretament regulat, Vo es mantindrà gairebé constant en una àmplia gamma de voltatges i temperatures d'entrada, donant lloc a un tOFF gairebé constant, que es pot calcular mitjançant Vo.
Figura 2. circuit de control del temps d'apagada i fórmula de càlcul de tOFF
Cal tenir en compte que quan el mètode d'atenuació o el circuit d'atenuació seleccionat requereixen una sortida en curtcircuit, el circuit no s'iniciarà correctament en aquest moment.En aquest moment, la ondulació del corrent de l'inductor es fa gran, la tensió de sortida es torna molt baixa, molt inferior a la tensió establerta.Quan es produeixi aquesta fallada, el corrent de l'inductor funcionarà amb el temps màxim d'apagat.Normalment, el temps màxim d'apagada establert dins del xip arriba als 200 us ~ 300 us.En aquest moment, el corrent de l'inductor i la tensió de sortida semblen entrar en un mode de singlot i no poden sortir amb normalitat.La figura 3 mostra la forma d'ona anormal del corrent de l'inductor i la tensió de sortida del TPS92515-Q1 quan s'utilitza la resistència de derivació per a la càrrega.
La figura 4 mostra tres tipus de circuits que poden provocar els errors anteriors.Quan s'utilitza el FET de derivació per a la regulació, la resistència de derivació es selecciona per a la càrrega i la càrrega és un circuit de matriu de commutació LED, tots poden curtir la tensió de sortida i evitar l'arrencada normal.
Figura 3 TPS92515-Q1 Corrent de l'inductor i tensió de sortida (falla curta de sortida de càrrega de resistència)
Figura 4. Circuits que poden provocar curtcircuits de sortida
Per evitar-ho, fins i tot quan la sortida està en curtcircuit, encara es necessita una tensió addicional per carregar el COFF.El subministrament paral·lel que VCC/VDD es pot utilitzar com a càrrega dels condensadors COFF, manté un temps d'apagat estable i manté una ondulació constant.Els clients poden reservar una resistència ROFF2 entre VCC/VDD i COFF quan dissenyen el circuit, tal com es mostra a la figura 5, per facilitar el treball de depuració posterior.Al mateix temps, el full de dades del xip TI sol oferir la fórmula de càlcul ROFF2 específica segons el circuit intern del xip per facilitar l'elecció de la resistència del client.
Figura 5. Circuit de millora extern de SHUNT FET ROFF2
Prenent com a exemple l'error de sortida de curtcircuit de TPS92515-Q1 a la figura 3, el mètode modificat de la figura 5 s'utilitza per afegir un ROFF2 entre VCC i COFF per carregar el COFF.
La selecció de ROFF2 és un procés de dos passos.El primer pas és calcular el temps d'aturada necessari (tOFF-Shunt) quan s'utilitza la resistència de derivació per a la sortida, on VSHUNT és la tensió de sortida quan s'utilitza la resistència de derivació per a la càrrega.
El segon pas és utilitzar tOFF-Shunt per calcular ROFF2, que és la càrrega de VCC a COFF mitjançant ROFF2, calculada de la següent manera.
A partir del càlcul, seleccioneu el valor ROFF2 adequat (50 k Ohm) i connecteu ROFF2 entre VCC i COFF en el cas d'error de la figura 3, quan la sortida del circuit és normal.Tingueu en compte també que ROFF2 hauria de ser molt més gran que ROFF1;si és massa baix, el TPS92515-Q1 experimentarà problemes de temps d'encesa mínims, cosa que provocarà un augment del corrent i possibles danys al dispositiu xip.
Figura 6. TPS92515-Q1 corrent de l'inductor i tensió de sortida (normal després d'afegir ROFF2)
Hora de publicació: 15-feb-2022