'

Универсальные драйверы светодиодов с управлением по среднему току HV9961 и HV9967 8 ноября 2010 г.

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Универсальные драйверы светодиодов с управлением по среднему току HV9961 и HV9967 8 ноября 2010 г.


Слайд 1

HV9961: Стабилизатор усредненного тока Характеристики q Точная 3% стабилизация выходного тока q Внешняя установка времени разомкнутого состояния ключа q Линейная ргулировка яркости аналоговым сигналом q Широтно-импульсная регулировка яркости q «Икающая» защита от К/З q Рабочая температура -40C /+125C q Совместимость цоколёвки с HV9910B


Слайд 2

Ошибка пикового тока индуктора Ошибка выходного тока ?IL(ERR) неотъемлимо присуща HV9910B, поскольку микросхема управляет пиковым током IL(PK) в то время, как задача состоит в стабилизации среднего тока IL(AVG).


Слайд 3

Разброс параметров схемы на HV9910B Время разомкнутого состояния ключа: Порог срабатывания CS: ±20% Задержка токочувствительного компаратора CS: Пренебрежем для простоты Типичный разброс индуктивности: ±10% ±10%


Слайд 4

Точность установки тока для HV9910B Ток светодиодов: Предполагая ?IL= IO ?40%, получим разброс тока светодиодов: ±20% Типичный разброс токочувствительного резистора: ±1%


Слайд 5

Срок службы vs. температура кристалла 7000 часов Желательная рабочая точка TJ=125?С(max)


Слайд 6

Влияние температурного сопротивления теплоотвода 7000 часов TJ=150?C TJ=125?C TA=66?C* *Консервативные данные


Слайд 7

Срок службы светодиодов и микросхема HV9910B Допустим, минимальная требуемая яркость светодиода задана в люменах при минимальном выходном токе драйвера. Тогда, при точности установки тока ±20%, срок службы в 50000 часов при 66 ?С достижим путем: увеличения количества светодиодов на 40%, т.е. питания светодиодов током в 0,56А ±20%; или увеличения эффективности теплоотвода с 15?С/Вт до 9 ?С/Вт, т.е. увеличение его площади на 67%.


Слайд 8

При использовании HV9910B необходим значительный допуск на разброс выходного тока. При заданной яркости осветительного устройства это увеличивает его стоимость. Вывод:


Слайд 9

Стабилизация ILED по выходному напряжению HV9961 HV9910B


Слайд 10

Стабилизация ILED по входному напряжению HV9961 HV9910B


Слайд 11

Авто-калибровка Основной функциональный блок стабилизации Защита от К/З Таймер разомкнутого состояния ключа и «икающего» режима Линейная регулировка с выключением по нижнему порогу Упрощенная блок-диаграмма HV9961


Слайд 12

Упрощенный алгоритм с постоянным TOFF Однако, алгоритм в таком упрощенном виде приводит к незатухающей 2-й субгармонике.


Слайд 13

Итеративный алгоритм управления


Слайд 14

Схема авто-калибровки Авто-калибровка устраняет влияние задержки распространения и входного напряжения смещения компаратора CS.


Слайд 15

Генератор пилы (таймер)


Слайд 16

Влияние ограничения D?0.75 (0.8 для HV9967) Ток iRT определяет TOFF: Размах пилы на CR1=CR2=CR: где Решая относительно Dmax, получаем: Допуская VR(max)=VRT, получим СТ=40пФ согласно спецификации HV9961. Эффективная емкость CR выбрана так, чтобы удовлетворить Dmax>0.75 при любых условиях в пределах допустимых режимов эксплуатации. Однако, превышение Dmax приводит лишь к некоторому падению тока светодиодов.


Слайд 17

Установка тока светодиодов в HV9961 По встроенному опорному напряжению: По входу LD: Отметим, что, в отличие от HV9910B, рабочий диапазон напряжения на LD установлен между 0V и 1.5V. Поэтому опорное напряжение на CS задается как VLD/5.5.


Слайд 18

Линейная регулировка тока (HV9910DB3) Граница DCM Остаточный ток вследствие TON(min) пороговое напр. 250мВ LD Input, V LED Current, A VIN = 24V


Слайд 19

Регулировочная характеристика по LD (HV9961DB1) Отсутствует остаточный ток при VLD=0 (ср. с HV9910B) Допустима ШИМ регулировка по входу LD


Слайд 20

HV9961: ШИМ димирование по входу LD При «смешанном» димировании, первое TOFF используется для инициализации Auto_ref=VLD. TOFF VLD IL


Слайд 21

HV9961: Отклик на PWMD При ШИМ димировании, there is no delay. Auto_ref=VLD initialized during PWMD=0. PWMD IL


Слайд 22

Проходная ВАХ HV9961DB1 2%


Слайд 23

Выходная ВАХ HV9961DB1 2%


Слайд 24

Выходная ВАХ с защитой от к/з Область «икающего» режима ~240В ~120В


Слайд 25

«Икающий» режим защиты от к/з 400мкс


Слайд 26

HV9961 – Constant TOFF Only Constant TOFF Not Supported where and


Слайд 27

HV9961 vs. HV9910B - Резюме


Слайд 28

HV9961 vs. HV9910B - Резюме


Слайд 29

ПРОСТОТА СХЕМНОГО РЕШЕНИЯ УВЕЛИЧЕНИЕ ЯРКОСТИ СВЕТОДИОДОВ ЗА СЧЕТ ТОЧНОСТИ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА (±3%) СОВМЕСТИМОСТЬ ЦОКОЛЁВКИ С HV9910 ШИМ РЕГУЛИРОВКА ТОКА ЛИНЕЙНАЯ РЕГУЛИРОВКА ТОКА НИЗКАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К РАЗБРОСУ ЧАСТОТЫ НИЗКАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К РАЗБРОСУ ИНДУКТИВНОСТИ ПРЕИМУЩЕСТВА HV9961:


Слайд 30

HV9967: 350мА драйвер со встроенным ключем на 60В 0.8? Характеристики Скоростная стабилизация выходного тока Питание через сток выходного транзистора Внешняя установка длительности разомкнутого состояния ключа Внешняя установка тока светодиолов Широтно-импульсная регулировка яркости «Икающая» защита от К/З Защита от перегрева Рабочая температура -40C /+125C Миниатюрный корпус MSOP-8


Слайд 31

Установки режимов в HV9967 Ток светодиодов: (RT устанавливается между выводами RT и VDD.) Длительность TOFF: Выводы AGND и PGND необходимо соединить при монтаже. Конденсатор между VDD и PGND 0.5?F(min). При выборе значения TOFF необходимо исходить из минимально возможного TON=800ns(max): Индуктивность дросселя:


Слайд 32

Основной функциональный блок стабилизации Аналогичный HV9961 Защита от К/З Таймер разомкнутого состояния ключа и «икающего» режима Упрощенная блок-диаграмма HV9967 60В 0,8? MOSFET Регулятор 5В с защитой от низкого напряжения Защита от перегрева


Слайд 33

HV9967: Каскодное соединение с DN2450 Новый полевой транзистор с обеднением затвора DN2450 7? 500В SOT-89 (DPAK по запросу) специализирован для HV9967.


Слайд 34

Управление Q1 по истоку


Слайд 35

Стабилизация тока светодиодов Режим «икающей» защиты


Слайд 36

HV9967: Квадратичный понижающий преобразователь HV9967 не требует внешнего источника питания VDD и может быть использован под «плавающим» потенциалом; Квадратичный понижающий преобразователь обеспечивает высокий коэффициент преобразования напряжения m=VOUT/VIN (например возможно включение1 светодиода 3В/350mA от сети).


Слайд 37

Напряжение на входе (Vd) и выходе (GND) ключа VIN=100B, VO=3В/300мA


Слайд 38

Напряжение на входе (Vd) и выходе (GND) ключа VIN=400B, VO=3В/300мA


Слайд 39

Режимы по постоянному току Коэффициент преобразования напряжения: Предполагаем VIN=100~400V, VO=2.8~3.5V, IO=350mA: Выбранное TOFF должно превышать: Выбираем TOFF=15µs. Тогда индуктивности дросселей: Дроссель L2 должен быть расчитан на ток 1.2·IO=0.42A, а L1 – на ток Dmax·IO=72mA. Заметим, что насыщение L1 не приводит к аварийному режиму ввиду запирания диода D2.


Слайд 40

Полупроводниковые элементы Диоды D1 и D2 должны быть рассчитаны на обратное напряжение Vr, равное максимальному входному напряжению VIN(max). Обратное напряжение на диоде D3 вообще говоря равно напряжению на С1: Однако, необходим определенный запас по напряжению на D3, связанный с выбросом напряжения на выходе GND U1 в результате перераспределения заряда между паразитными емкостями по входу и выходу каскода. Максимальное напряжение Q1 в выключенном состоянии HV9967 равно:


Слайд 41

Эквивалентная схема (без демпфирования) Передаточная функция разомкнутой петли: Коэффициент по постоянному напряжению равен: Резонансный полюс: Ноль в правой комплексной полуплоскости (RHPZ):


Слайд 42

ЛАФЧХ без демпфирования -180? Неустойчивость 0дБ


Слайд 43

Неустойчивость при низком входном напряжении VIN=85B Напряжение на С1


Слайд 44

Эквивалентная схема (с демпфированием) Передаточная функция разомкнутой петли: где Полагаем коэф. затухания: Полагаем также: (критическое демпфирование) Тогда:


Слайд 45

ЛАФЧХ с демпфированием С1 -180? ?=45? 0дБ


Слайд 46

ПРЕДЕЛЬНАЯ ПРОСТОТА СХЕМНОГО РЕШЕНИЯ ВЫСОКАЯ ТОЧНОСТЬ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА МНОГООБРАЗИЕ СХЕМ ПРИМЕНЕНИЯ: Низковольтный (60В) понижающий преобразователь; Каскодное соединение с DN2450 до 500В; Квадратичный конвертер ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРЕВА ЗАЩИТА ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ШИМ РЕГУЛИРОВКА ТОКА МИНИАТЮРНЫЙ КОРПУС MSOP-8 ПРЕИМУЩЕСТВА HV9967:


×

HTML:





Ссылка: