Dans un précédentarticle de blog, j'ai introduit unConception de référence de contrôle d'éclairage LED pour la vision industrielle. Dans cet article, j'aimerais élaborer un peu à ce sujet, en suivant la même approche modulaire que notre équipe a suivie pendant le processus de conception.
Des bouchées faciles à digérer
Au cours du processus de conception, nous avons regroupé les détails dans des sous-circuits plus petits et avons donné à ces blocs des noms descriptifs, comme le montre la figure 1. Cela nous a aidés à convertir nos idées en circuit réel.
Un aller-retour à travers le design de référence
Commençons par lePouvoir communbloquer. Pour être honnête, c'est le bloc de circuit où je devais laisser son nom un peu vague, car le bloc Common Power est un assortiment d'au moins sept fonctions différentes.
La rumeur veut que j'ai simplement mis les sept fonctions dans ce bloc parce que je ne savais pas où les mettre d'autre. Ce n'est pas vrai : toutes ces fonctions sont liées au pouvoir. Le bloc d'alimentation commune abrite des dispositifs et des fonctions communs tels que le buck 5 V, le régulateur à faible chute (LDO) de 3,3 V, la référence de 2,5 V et le filtre d'interférence électromagnétique (EMI).
Si ce n'est pas assez excitant, je mets aussi unTPS26602eFuse dans le bloc. Cet appareil prend en charge l'entrée d'alimentation et fournit une protection d'entrée inverse presque sans perte. L'équipe a même compris comment modifier la limite actuelle de cet eFuse à la volée. Cette limite de courant d'entrée adaptative permet une limite de puissance d'entrée constante du système de 15 W sur la plage de tension d'entrée de 8 V à 36 V. Un canal d'un double convertisseur numérique-analogique (DAC) fournit la tension de commande pour cette fonction.
En avançant, leLED Buck et LED Boardles blocs combinent les fonctionnalités liées aux LED. Ils prennent en charge les stroboscopes LED ultra-courts de 200 ns avec des courants constants jusqu'à 2,4 A et des répétitions d'impulsions jusqu'à 10 kHz. La conduite d'une chaîne de cinq LED blanches haute puissance génère une puissance d'impulsion de 40 W à un niveau de courant de 2,4 A. La conception de référence prend en charge des durées d'impulsion plus longues (jusqu'à un fonctionnement continu des LED), des courants de LED et des fréquences d'images plus faibles également. Les temps de montée et de descente courts du courant LED et un délai de déclenchement court et constant de 10 µs sont activés à la fois par un schéma de contrôle spécial et par le 48 V utilisé pour alimenter leTPS92515HVConvertisseur buck LED.
QuatreTMP116des capteurs de température surveillent les températures de la carte ; ces capteurs sont capables d'éteindre les LED et d'autres composants pour protéger le système. Chacun des capteurs de température fournit 64 bits de mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM) programmable par l'utilisateur pour identifier les modules ou stocker les données d'étalonnage.
Une plaque de recouvrement LED dédiée minimise le risque de blessure aux yeux.
Êtes-vous confus par les 40W de puissance LED d'une entrée système de 15W, ou vous demandez-vous ce que nous avons fait avec le canal restant du double DAC ? Laissez-moi vous expliquer en discutant de laPré-Boostbloc, un autre circuit délicat. Le pré-boost fournit le 48V (utilisé par le buck LED)de la tension d'entrée du système de 8 V à 36 V. La sortie de ce sous-circuit est tamponnée par une banque de condensateurs pour supporter les impulsions de 40W. Le pré-boost fonctionne avec une limite de courant d'entrée moyenne adaptative (contrôlée par le deuxième canal du double DAC) et consomme 10 W constant lorsqu'il est activé.
En regardant le schéma de conception de référence du contrôle d'éclairage LED, vous vous demandez peut-être pourquoi nous avons utilisé un contrôleur de suralimentation à gradation de phase et à un étage comme leTPS92561. La réponse est en raison de son contrôle de courant d'entrée simple.
Par rapport à toutes les modifications que nous avons apportées à ces blocs que j'ai décrites jusqu'à présent, les deux blocs de circuit restants font ce que leur nom implique. LesMicrocontrôleur (MCU)bloc contient unMSP430F5172MCU avec une minuterie haute résolution et fournit le contrôle principal pour la conception de référence complète, y compris la supervision, la surveillance, la synchronisation et la communication avec un programme de terminal sur le PC d'un utilisateur.
LesInterface d'alimentation et de données isoléebloc comprend unISOW7842Isolateur numérique avec convertisseur de puissance intégré et brise les boucles de terre indésirables et fournit une solution pour un déclenchement et une communication externes sans problème.
La figure 2 représente graphiquement tout ce que j'ai expliqué jusqu'à présent.
Comme vous pouvez le voir, seuls deux des six blocs ont un lien étroit avec l'éclairage LED.C'est pourquoi j'espère que mon explication vous incitera à réutiliser ces sous-circuits dans d'autres conceptions et d'autres applications. Pour plus de détails, n'hésitez pas à consulter en détail les documents fournis avec ceConception de référence de contrôle d'éclairage à LED.
