Kyle Lawrence, Analog Devices
Design Note 570
Введение
Светодиодная подсветка в автомобильных проекционных дисплеях, информационно-развлекательных системах и приборных панелях должна быть достаточно яркой, чтобы противостоять прямым солнечным лучам днем, и при этом быть способной снижать яркость на несколько порядков, чтобы не ослеплять водителя ночью. Обеспечить столь большую глубину диммирования с помощью обычных драйверов светодиодов очень сложно.
 |
||
| Рисунок 1. | Пиковый КПД 2-мегагерцового автомобильного драйвера светодиодов с внутренней ШИМ составляет 90% во всем диапазоне входных напряжений (порядка 91% без фильтров ЭМИ). |
|
Синхронный понижающий драйвер LT3932 с интегрированными высокоэффективными ключами, рассчитанными на напряжения до 36 В и токи до 2 А, предназначен для глубокого ШИМ регулирования яркости светодиодов. LT3932 выпускается в корпусе QFN размером 4 мм × 5 мм и может работать на частотах до 2 МГц, позволяя создавать компактные быстродействующие конструкции. Если большая глубина диммирования не требуется, и первостепенное значение имеет простота, целесообразно использовать внутренний ШИМ генератор, который с помощью внешнего управляющего постоянного напряжения может регулировать яркость в диапазоне 128:1. Защищенная от обрывов и коротких замыканий светодиодов, с уровнем электромагнитных излучений (ЭМИ), сниженным благодаря модуляции рабочей частоты шумоподобным сигналом, микросхема LT3932 отвечает всем строгим требованиям, предъявляемым к автомобильным и промышленным светодиодным источникам света (Рисунок 1).
Большая глубина ШИМ регулирования яркости
При частоте диммирования, равной 100 Гц, и частоте переключения 2 МГц глубина ШИМ регулирования яркости сильноточных светодиодов может достигать 5000:1. Кроме того, сочетание аналогового и ШИМ-диммирования может расширить диапазон регулирования до 20,000:1. Для приложений, требующих глубины ШИМ-диммирования, превышающей 5000:1, выпускается микросхема LT3932-1 – версия LT3932, отличающаяся более высокими характеристиками регулирования и не имеющая каких-либо ограничений минимального времени включения ШИМ в зависимости от частоты переключения. LT3932/-1 позволяют легко реализовать требования минимальной глубины регулировки яркости 10,000:1, предъявляемые к новейшим автомобильным дисплеям.
Технология Silent Switcher для снижения ЭМИ
Экстремальные требования к регулировке яркости светодиодов в автомобильных приложениях могут затруднить соблюдение стандартов CISPR в части уровня ЭМИ без добавления дорогих компонентов шумопонижения и общего усложнения конструкции. LT3932 позволяет достичь как большой глубины диммирования, так и низкого уровня излучаемых помех, благодаря встроенным функциям минимизации ЭМИ:
- Архитектура Silent Switcher, уменьшающая площадь горячих контуров;
- Модуляция частоты переключения для расширения спектра и снижения кондуктивных и излучаемых помех;
- Контроль скорости нарастания LT3932 для оптимизации КПД при одновременном сохранении низкого уровня шумов.
Эффективность технологии снижения электромагнитных помех, реализованной в LT3932, иллюстрируется Рисунком 2, полученным сканированием спектра излучений демонстрационной платы для LT3932 (DC2286A). Как по среднему, так и по пиковому уровню излучения, этот прибор соответствует требованиям Класса 5 стандарта CISPR 25.
 |
||
| Рисунок 2. | Микросхема LT3932 обеспечивает соответствие схемы на Рисунке 1 требованиям Класса 5 стандарта CISPR 25 по среднему уровню электромагнитных излучений. |
|
Приложения машинного зрения
В современных линиях поточной сборки используется автоматизированный оптический контроль, гарантирующий, что быстро движущиеся по линии детали отвечают заданным характеристикам. Дефектные детали, не прошедшие оптический контроль, помечаются и автоматически удаляются с конвейера, обеспечивая совместимость деталей. Используемые на таких сборочных линиях высокоскоростные камеры должны быть оборудованы импульсными фотовспышками, способными последовательно формировать световые вспышки фиксированной длительности, но с переменной продолжительностью паузы, определяемой скоростью линии сборки, а также расстоянием между деталями.
 |
||
| Рисунок 3. | КПД схемы на Рисунке 1 при токе светодиодов 1 А и частоте переключения 2 МГц остается высоким даже при наличии фильтров шумопонижения. |
|
Особенность LT3932 состоит в том, что после выборки состояний выходного конденсатора и конденсатора контура регулирования микросхема продолжает непрерывно подзаряжать эти компоненты, поддерживая на них неизменное напряжение даже в течение продолжительного отключения. Это позволяет LT3932 после любого времени простоя, пока уровень импульса ШИМ оставался низким, воспроизводить всегда одинаковые импульсы тока светодиода, не требуя никаких дополнительных схем. На Рисунке 4 показаны два формируемых LT3932 импульса включения тока светодиода фиксированной длительности, разделенных одним часом простоя, которые демонстрируют способность драйвера светодиодов поддерживать свой выходной заряд в течение сколь угодно продолжительного времени отсутствия сигнала ШИМ. Сохраняя состояние выхода неизменным, LT3932 генерирует импульсы тока постоянной формы, независящей от времени выключения ШИМ.
 |
||
| Рисунок 4. | LT3932 точно воспроизводит импульсы тока независимо от времени выключения ШИМ, что важно для приложений машинного зрения. |
|
Заключение
LT3932 позволяет создавать компактные сильноточные драйверы светодиодов с отличными характеристиками диммирования. Ряд встроенных функций упрощает процесс проектирования высокоэффективных автомобильных и промышленных приложений управления светодиодами.
Купить LT3932 на РадиоЛоцман.Цены
