Pagpapakilala ng LED driver chip
sa mabilis na pag-unlad ng industriya ng automotive electronics, ang high-density LED driver chips na may malawak na input voltage range ay malawakang ginagamit sa automotive lighting, kabilang ang exterior front at rear lighting, interior lighting at display backlighting.
Ang LED driver chips ay maaaring nahahati sa analog dimming at PWM dimming ayon sa dimming method.Ang analog dimming ay medyo simple, ang PWM dimming ay medyo kumplikado, ngunit ang linear dimming range ay mas malaki kaysa sa analog dimming.LED driver chip bilang isang klase ng power management chip, ang topology nito ay pangunahing Buck at Boost.buck circuit output kasalukuyang tuloy-tuloy upang ang output kasalukuyang ripple nito ay mas maliit, na nangangailangan ng mas maliit na output kapasidad, mas kaaya-aya upang makamit ang mataas na kapangyarihan density ng circuit.
Figure 1 Output Current Boost vs Buck
Ang mga karaniwang control mode ng LED driver chips ay kasalukuyang mode (CM), COFT (controlled OFF-time) mode, COFT at PCM (peak current mode) mode.Kung ikukumpara sa kasalukuyang mode control, ang COFT control mode ay hindi nangangailangan ng loop compensation, na nakakatulong sa pagpapabuti ng power density, habang may mas mabilis na dynamic na tugon.
Hindi tulad ng iba pang mga control mode, ang COFT control mode chip ay may hiwalay na COFF pin para sa off-time na setting.Ipinakilala ng artikulong ito ang pagsasaayos at pag-iingat para sa panlabas na circuit ng COFF batay sa isang tipikal na chip ng driver ng Buck LED na kontrolado ng COFT.
Pangunahing pagsasaayos ng COFF at mga pag-iingat
Ang prinsipyo ng kontrol ng COFT mode ay kapag ang inductor current ay umabot sa set off kasalukuyang antas, ang itaas na tubo ay lumiliko at ang mas mababang tubo ay naka-on.Kapag ang turn-off time ay umabot sa TOFF, ang itaas na tubo ay bubukas muli.Pagkatapos mag-off ang itaas na tubo, mananatili itong naka-off para sa isang pare-parehong oras (tOFF).Ang tOFF ay itinakda ng capacitor (COFF) at output voltage (Vo) sa paligid ng circuit.Ito ay ipinapakita sa Figure 2. Dahil ang ILED ay mahigpit na kinokontrol, ang Vo ay mananatiling halos pare-pareho sa isang malawak na hanay ng mga input voltage at temperatura, na nagreresulta sa isang halos pare-parehong tOFF, na maaaring kalkulahin gamit ang Vo.
Figure 2. off time control circuit at formula ng pagkalkula ng tOFF
Dapat tandaan na kapag ang napiling dimming method o dimming circuit ay nangangailangan ng shorted output, ang circuit ay hindi magsisimula ng maayos sa oras na ito.Sa oras na ito, ang kasalukuyang ripple ng inductor ay nagiging malaki, ang output boltahe ay nagiging napakababa, mas mababa kaysa sa nakatakdang boltahe.Kapag nangyari ang pagkabigo na ito, gagana ang kasalukuyang inductor sa maximum na oras ng pag-off.Karaniwan ang maximum na off time na itinakda sa loob ng chip ay umaabot sa 200us~300us.Sa oras na ito ang kasalukuyang inductor at output boltahe ay tila pumapasok sa isang hiccup mode at hindi maaaring mag-output nang normal.Ipinapakita ng Figure 3 ang abnormal na waveform ng inductor current at output voltage ng TPS92515-Q1 kapag ginamit ang shunt resistor para sa load.
Ipinapakita ng Figure 4 ang tatlong uri ng mga circuit na maaaring maging sanhi ng mga pagkakamali sa itaas.Kapag ang shunt FET ay ginagamit para sa dimming, ang shunt resistor ay pinili para sa load, at ang load ay isang LED switching matrix circuit, lahat ng ito ay maaaring maikli ang output boltahe at maiwasan ang normal na start-up.
Figure 3 TPS92515-Q1 Inductor Current at Output Voltage (Resistor Load Output Short Fault)
Figure 4. Mga circuit na maaaring magdulot ng output shorts
Upang maiwasan ito, kahit na maikli ang output, kailangan pa rin ng karagdagang boltahe para ma-charge ang COFF.Ang parallel na supply na magagamit ng VCC/VDD bilang sisingilin ang mga COFF capacitor, nagpapanatili ng stable na off time, at nagpapanatili ng pare-parehong ripple.Maaaring magreserba ang mga customer ng resistor ROFF2 sa pagitan ng VCC/VDD at COFF kapag nagdidisenyo ng circuit, tulad ng ipinapakita sa Figure 5, upang mapadali ang pag-debug sa ibang pagkakataon.Kasabay nito, ang datasheet ng TI chip ay karaniwang nagbibigay ng partikular na formula ng pagkalkula ng ROFF2 ayon sa panloob na circuit ng chip upang mapadali ang pagpili ng risistor ng customer.
Figure 5. SHUNT FET External ROFF2 Improvement Circuit
Isinasaalang-alang ang short-circuit output fault ng TPS92515-Q1 sa Figure 3 bilang isang halimbawa, ang binagong paraan sa Figure 5 ay ginagamit upang magdagdag ng ROFF2 sa pagitan ng VCC at COFF upang singilin ang COFF.
Ang pagpili sa ROFF2 ay isang dalawang hakbang na proseso.Ang unang hakbang ay upang kalkulahin ang kinakailangang shutdown time (tOFF-Shunt) kapag ang shunt resistor ay ginagamit para sa output, kung saan ang VSHUNT ay ang output voltage kapag ang shunt resistor ay ginagamit para sa load.
Ang ikalawang hakbang ay ang paggamit ng tOFF-Shunt upang kalkulahin ang ROFF2, na siyang singil mula sa VCC hanggang COFF sa pamamagitan ng ROFF2, na kinakalkula bilang mga sumusunod.
Batay sa pagkalkula, piliin ang naaangkop na halaga ng ROFF2 (50k Ohm) at ikonekta ang ROFF2 sa pagitan ng VCC at COFF sa kaso ng fault sa Figure 3, kapag ang output ng circuit ay normal.Tandaan din na ang ROFF2 ay dapat na mas malaki kaysa sa ROFF1;kung ito ay masyadong mababa, ang TPS92515-Q1 ay makakaranas ng pinakamababang mga problema sa oras ng pag-on, na magreresulta sa pagtaas ng kasalukuyang at posibleng pinsala sa chip device.
Figure 6. TPS92515-Q1 inductor current at output voltage (normal pagkatapos magdagdag ng ROFF2)
Oras ng post: Peb-15-2022