Introduction à la puce du pilote LED
Avec le développement rapide de l'industrie électronique automobile, les puces de commande de LED haute densité avec une large plage de tension d'entrée sont largement utilisées dans l'éclairage automobile, y compris l'éclairage extérieur avant et arrière, l'éclairage intérieur et le rétroéclairage des écrans.
Les puces de pilote de LED peuvent être divisées en gradation analogique et gradation PWM selon la méthode de gradation.La gradation analogique est relativement simple, la gradation PWM est relativement complexe, mais la plage de gradation linéaire est supérieure à la gradation analogique.Puce de pilote de LED en tant que classe de puce de gestion de l'alimentation, sa topologie est principalement Buck et Boost.Courant de sortie du circuit Buck continu de sorte que son ondulation du courant de sortie soit plus petite, nécessitant une capacité de sortie plus petite, plus propice à l'obtention d'une densité de puissance élevée du circuit.
Figure 1 Boost de courant de sortie vs Buck
Les modes de contrôle courants des puces de pilote de LED sont le mode courant (CM), le mode COFT (temps d'arrêt contrôlé), le mode COFT et PCM (mode courant de crête).Par rapport au mode de contrôle actuel, le mode de contrôle COFT ne nécessite pas de compensation de boucle, ce qui favorise l'amélioration de la densité de puissance, tout en ayant une réponse dynamique plus rapide.
Contrairement aux autres modes de contrôle, la puce du mode de contrôle COFT possède une broche COFF séparée pour le réglage du temps d'arrêt.Cet article présente la configuration et les précautions pour le circuit externe de COFF basé sur une puce de pilote de LED Buck typique contrôlée par COFT.
Configuration de base de COFF et précautions
Le principe de contrôle du mode COFT est que lorsque le courant d'inductance atteint le niveau de courant de déclenchement, le tube supérieur s'éteint et le tube inférieur s'allume.Lorsque le temps d'arrêt atteint tOFF, le tube supérieur se rallume.Une fois le tube supérieur éteint, il restera éteint pendant une durée constante (tOFF).tOFF est réglé par le condensateur (COFF) et la tension de sortie (Vo) à la périphérie du circuit.Ceci est illustré à la figure 2. L'ILED étant étroitement régulé, Vo restera presque constant sur une large plage de tensions d'entrée et de températures, ce qui entraînera un tOFF presque constant, qui peut être calculé à l'aide de Vo.
Figure 2. Circuit de contrôle du temps d'arrêt et formule de calcul tOFF
Il convient de noter que lorsque la méthode de gradation sélectionnée ou le circuit de gradation nécessite une sortie en court-circuit, le circuit ne démarrera pas correctement à ce moment-là.A ce moment, l'ondulation du courant d'inductance devient importante, la tension de sortie devient très faible, bien inférieure à la tension réglée.Lorsque cette panne se produit, le courant inducteur fonctionnera avec le temps d'arrêt maximum.Habituellement, le temps d'arrêt maximum défini à l'intérieur de la puce atteint 200 us à 300 us.À ce moment-là, le courant de l'inductance et la tension de sortie semblent entrer en mode hoquet et ne peuvent pas produire normalement.La figure 3 montre la forme d'onde anormale du courant d'inductance et de la tension de sortie du TPS92515-Q1 lorsque la résistance shunt est utilisée pour la charge.
La figure 4 montre trois types de circuits susceptibles de provoquer les défauts ci-dessus.Lorsque le shunt FET est utilisé pour la gradation, la résistance shunt est sélectionnée pour la charge et la charge est un circuit matriciel de commutation LED, tous peuvent court-circuiter la tension de sortie et empêcher le démarrage normal.
Figure 3 Courant et tension de sortie de l'inductance TPS92515-Q1 (défaut de court-circuit en sortie de charge de résistance)
Figure 4. Circuits pouvant provoquer des courts-circuits de sortie
Pour éviter cela, même lorsque la sortie est en court-circuit, une tension supplémentaire est toujours nécessaire pour charger le COFF.L'alimentation parallèle que VCC/VDD peut être utilisée charge les condensateurs COFF, maintient un temps d'arrêt stable et maintient une ondulation constante.Les clients peuvent réserver une résistance ROFF2 entre VCC/VDD et COFF lors de la conception du circuit, comme le montre la figure 5, pour faciliter le travail de débogage ultérieur.Dans le même temps, la fiche technique de la puce TI donne généralement la formule de calcul ROFF2 spécifique en fonction du circuit interne de la puce pour faciliter le choix de la résistance du client.
Figure 5. Circuit d'amélioration ROFF2 externe SHUNT FET
En prenant comme exemple le défaut de sortie de court-circuit du TPS92515-Q1 sur la figure 3, la méthode modifiée de la figure 5 est utilisée pour ajouter un ROFF2 entre VCC et COFF pour charger le COFF.
La sélection de ROFF2 est un processus en deux étapes.La première étape consiste à calculer le temps d'arrêt requis (tOFF-Shunt) lorsque la résistance shunt est utilisée pour la sortie, où VSHUNT est la tension de sortie lorsque la résistance shunt est utilisée pour la charge.
La deuxième étape consiste à utiliser tOFF-Shunt pour calculer ROFF2, qui est la charge de VCC à COFF via ROFF2, calculée comme suit.
Sur la base du calcul, sélectionnez la valeur ROFF2 appropriée (50 k Ohm) et connectez ROFF2 entre VCC et COFF dans le cas de défaut de la figure 3, lorsque la sortie du circuit est normale.Notez également que ROFF2 doit être beaucoup plus grand que ROFF1 ;s'il est trop faible, le TPS92515-Q1 connaîtra des problèmes de temps de mise en marche minimum, ce qui entraînera une augmentation du courant et d'éventuels dommages au dispositif à puce.
Figure 6. Courant de l'inductance TPS92515-Q1 et tension de sortie (normal après l'ajout de ROFF2)
Heure de publication : 15 février 2022