Pengenalan chip driver LED
dengan pesatnya perkembangan industri elektronik otomotif, chip driver LED kepadatan tinggi dengan rentang tegangan input lebar banyak digunakan dalam pencahayaan otomotif, termasuk pencahayaan eksterior depan dan belakang, pencahayaan interior, dan lampu latar layar.
Chip driver LED dapat dibagi menjadi peredupan analog dan peredupan PWM sesuai dengan metode peredupannya.Peredupan analog relatif sederhana, peredupan PWM relatif kompleks, namun rentang peredupan linier lebih besar daripada peredupan analog.Chip driver LED sebagai kelas chip manajemen daya, topologinya terutama Buck dan Boost.Arus keluaran rangkaian buck kontinu sehingga riak arus keluarannya lebih kecil, memerlukan kapasitansi keluaran yang lebih kecil, lebih kondusif untuk mencapai kepadatan daya rangkaian yang tinggi.
Gambar 1 Output Peningkatan Arus vs Buck
Mode kontrol umum chip driver LED adalah mode saat ini (CM), mode COFT (waktu MATI terkontrol), mode COFT & PCM (mode arus puncak).Dibandingkan dengan kontrol mode saat ini, mode kontrol COFT tidak memerlukan kompensasi loop, sehingga kondusif untuk meningkatkan kepadatan daya, sekaligus memiliki respons dinamis yang lebih cepat.
Tidak seperti mode kontrol lainnya, chip mode kontrol COFT memiliki pin COFF terpisah untuk pengaturan off-time.Artikel ini memperkenalkan konfigurasi dan tindakan pencegahan untuk sirkuit eksternal COFF berdasarkan chip driver Buck LED yang dikontrol COFT.
Konfigurasi dasar COFF dan tindakan pencegahan
Prinsip kontrol mode COFT adalah ketika arus induktor mencapai tingkat arus set off, tabung atas mati dan tabung bawah menyala.Ketika waktu mati mencapai OFF, tabung atas menyala kembali.Setelah tabung atas mati, tabung tersebut akan tetap mati selama waktu yang konstan (tOFF).tOFF diatur oleh kapasitor (COFF) dan tegangan keluaran (Vo) di pinggiran rangkaian.Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2. Karena ILED diatur dengan ketat, Vo akan tetap hampir konstan pada berbagai tegangan input dan suhu, sehingga menghasilkan tOFF yang hampir konstan, yang dapat dihitung menggunakan Vo.
Gambar 2. Rangkaian pengatur waktu mati dan rumus perhitungan tOFF
Perlu dicatat bahwa ketika metode peredupan atau rangkaian peredupan yang dipilih memerlukan keluaran korsleting, rangkaian tidak akan dimulai dengan benar pada saat ini.Pada saat ini, riak arus induktor menjadi besar, dan tegangan keluaran menjadi sangat rendah, jauh lebih kecil dari tegangan yang disetel.Bila kegagalan ini terjadi maka arus induktor akan bekerja dengan waktu mati maksimum.Biasanya waktu mati maksimum yang diatur di dalam chip mencapai 200us~300us.Pada saat ini arus induktor dan tegangan keluaran sepertinya memasuki mode cegukan dan tidak dapat menghasilkan keluaran secara normal.Gambar 3 menunjukkan bentuk gelombang abnormal arus induktor dan tegangan keluaran TPS92515-Q1 ketika resistor shunt digunakan untuk beban.
Gambar 4 menunjukkan tiga jenis sirkuit yang dapat menyebabkan gangguan di atas.Ketika FET shunt digunakan untuk peredupan, resistor shunt dipilih untuk beban, dan bebannya adalah rangkaian matriks switching LED, semuanya dapat menyebabkan arus pendek tegangan keluaran dan mencegah start-up normal.
Gambar 3 Arus Induktor TPS92515-Q1 dan Tegangan Output (Kesalahan Pendek Output Beban Resistor)
Gambar 4. Sirkuit yang dapat menyebabkan arus pendek keluaran
Untuk menghindari hal ini, meskipun output mengalami korsleting, tegangan tambahan masih diperlukan untuk mengisi COFF.Pasokan paralel yang VCC/VDD dapat digunakan sebagai pengisian kapasitor COFF, menjaga waktu mati tetap stabil, dan menjaga riak konstan.Pelanggan dapat memesan resistor ROFF2 antara VCC/VDD dan COFF saat mendesain sirkuit, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5, untuk memfasilitasi pekerjaan debugging nanti.Pada saat yang sama, lembar data chip TI biasanya memberikan rumus perhitungan ROFF2 spesifik sesuai dengan sirkuit internal chip untuk memudahkan pilihan resistor pelanggan.
Gambar 5. Sirkuit Peningkatan ROFF2 Eksternal SHUNT FET
Mengambil contoh kesalahan keluaran hubung singkat TPS92515-Q1 pada Gambar 3, metode yang dimodifikasi pada Gambar 5 digunakan untuk menambahkan ROFF2 antara VCC dan COFF untuk mengisi COFF.
Memilih ROFF2 adalah proses dua langkah.Langkah pertama adalah menghitung waktu shutdown yang diperlukan (tOFF-Shunt) ketika resistor shunt digunakan untuk output, dimana VSHUNT adalah tegangan output ketika resistor shunt digunakan untuk beban.
Langkah kedua menggunakan tOFF-Shunt untuk menghitung ROFF2 yaitu muatan dari VCC ke COFF melalui ROFF2 yang dihitung sebagai berikut.
Berdasarkan perhitungan, pilih nilai ROFF2 yang sesuai (50k Ohm) dan sambungkan ROFF2 antara VCC dan COFF pada kasus gangguan pada Gambar 3, ketika keluaran rangkaian normal.Perhatikan juga bahwa ROFF2 harus lebih besar dari ROFF1;jika terlalu rendah, TPS92515-Q1 akan mengalami masalah waktu penyalaan minimum, yang akan mengakibatkan peningkatan arus dan kemungkinan kerusakan pada perangkat chip.
Gambar 6. Arus induktor TPS92515-Q1 dan tegangan keluaran (normal setelah penambahan ROFF2)
Waktu posting: 15 Februari-2022