Презентация 2009 год. Москва. Универсальные драйверы
advertisement
HV9961 Универсальный драйвер светодиодов со стабилизацией по среднему тока индуктора HV9961: Универсальный драйвер светодиодов со стабилизацией по среднему току индуктора Характеристики VIN VO q Скоростная стабилизация выходного тока q Внешняя установка времени разомкнутого состояния ключа q Линейная ргулировка яркости аналоговым сигналом q Широтно-импульсяная регулировка яркости q «Икающая» защита от К/З q Рабочая температура -40C /+125C q Совместимость цоколёвки с HV9910B 1 L VIN 5 PWMD GATE HV9961 or CS HV9910B 6 VDD VLD 7 LD RT GND 3 4 2 RCS 8 RT Ошибка среднего тока индуктора ΔtCS IL(PK) IL(CS) IL(AVG) ΔIL(ERR) ON I L ( ERR) ΔIL OFF VOTOFF 2VIN tCS 2L ON 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). Прямое напряжение VF на светодиодах -4mV·100C=0.4V 13% +9% / -7% Разброс с учетом темп. зависимости: 29% Разброс параметров схемы на HV9910B Время разомкнутого состояния ключа: ±20% Задержка токочувствительного компаратора CS: Пренебрежем Для простоты Типичный разброс индуктивности: ±10% Порог срабатывания CS: ±10% Точность установки тока для HV9910B Ток светодиодов: IO VCS V VT I L CS O OFF RSENSE 2 RSENSE 2L Типичный разброс токочувствительного резистора: ±1% Предполагая IL= IO 40%, получим разброс тока светодиодов: ±20% Срок службы светодиодов vs. температура кристалла Желательная рабочая точка TJ=125С(max) 7000 часов Влияние температурного сопротивления теплоотвода TJ=125C TJ=150C TRISE VF I LED RCA 3.4V 0.7 A 15C / W 36 TA 125C 23C TJC TRISE 66C 7000 часов TA=66C* *Консервативные данные Срок службы светодиодов vs. 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: 1) увеличения количества светодиодов на 40%, т.е. питания светодиодов током в 0,56А ±20%; или 2) увеличения эффективности теплоотвода с 15С/Вт до 9 С/Вт, т.е. увеличение его площади на 67%. При использовании HV9910B необходим значительный допуск на разброс выходного тока. При заданной яркости осветительного устройства это увеличивает его стоимость. Выходные ВАХ HV9961 HV9910B Зависимость от вх. напряжения HV9910B HV9961 Блок-диаграмма Линейная регулировка с выключением по нижнему порогу VIN VDD Regulator UVLO 0.15V/0.2V LD POR Основной функциональный блок стабилизации MIN(LD/5.5, 0.27V) Автокалибровка GATE Auto-REF CS L/E Blanking Average Current Control Logic IN OUT Защита от К/З PWMD R Q GND 0.43V S Q CLK TOFF Timer 400us HV9961 i Current Mirror RT Таймер разомкнутого состояния и «икающего» режима Установка тока светодиодов По встроенному опорному напряжению: По входу LD: I LED I LED 0.272V 3% RCS VLD 3% 5.5 RCS 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. Линейная регулировка тока (HV9910DB3) пороговое напр. 250мВ LED Current, A 0.73 0.8 VIN = 24V 0.6 ILED i 0.4 Остаточный ток 0.2 вследствие TON(min) 710 Граница DCM 3 0 0 0 0.05 0.1 0.15 LDi 0.2 0.25 LD Input, V 0.3 Регулировочная характеристика по LD (HV9961DB1) • Отсутствует остаточный ток при VLD=0 (ср. с HV9910B) • Допустима ШИМ регулировка по входу LD Выходная характеристика HV9961DB1 2% Зависимость от входного напряжения (HV9961DB1) 2% Защита от к/з в нагрузке HV 9961 : tON (min) 1s(max) HV 9910 B : tON (min) 470ns HV9910B tON (min) 430ns (max) ILIM HV9961 SHORT 400us HV9961 обеспечивает защиту от «ступенчатого» насыщения индуктора путем включения дополнительного порога тока ключа ILIM=0.44V/RCS. Выходная ВАХ с защитой от к/з Область защиты «Икающий» режим при к/з 400µs HV9910 – Два режима осциллятора Connected to GND R1 Vi n Vdd Connected to GATE Vd d HV9910 LD Rosc HV99 10 Q1 G ate PW MD C2 R1 Vin Ro sc LD Ga te PW MD CS C2 G ND CS GND R2 R2 С фиксированной частотой С фиксированным временем разомкнутого состояния TS R1 Ceff d TOFF R1 Ceff d где Ceff 40 pF Q1 и d 880ns HV9961 – Только фиксированное TOFF Connected to GND R1 Vi n Vdd Connected to GATE Vd d HV9910 LD Rosc HV99 10 G ate PW MD C2 R1 Vin Ro sc Q1 LD Ga te PW MD CS C2 G ND CS GND R2 Фиксированное TOFF TS R1 Ceff d где Q1 R2 Соединение с GATE не допускается Ceff 40 pF и d 300ns ШИМ-регулировка тока индуктора HV9961 HV9910B PWMD ШИМ-регулировка тока светодиодов (HV9961DB1) HV9961 vs. HV9910B - Резюме Характеристика HV9910B HV9961 Режим с постоянной частотой Резистор между RT и GND Не предусмотрен Режим с постоянным tOFF Резистор между RT и GATE Резистор между RT и GND (корректировка номинала при переходе к HV9961) Пороговое опорное напряжение, мВ 250 или VLD (пиковое) 272 или VLD/5,5 (усредненное) Разброс опорного напряжения 10% Авто-калибровка Зависит от разброса индуктивности и частоты Не зависит от разброса индуктивности и частоты Разброс тока светодиодов HV9961 vs. HV9910B - Резюме Характеристика HV9910B HV9961 Стабилизация тока светодиодов Неудовлетворительная во многих случаях, ток светодиодов зависит от входного и выходного напряжений Отличная Диапазон напряжения на LD 0–250 мВ 0,2(0,15) – 1,5 В Остаточный ток светодиодов при VLD = GND, мВ 5% (тип.) от ILED при VLD = 250 0 Порог защиты от короткого замыкания, мВ Не предусмотрен 440 Пауза после срабатывания защиты, мкс Не предусмотрена 400 Min длительность tON, нс 465 1000 Мах скважность 0,5 (пост. част.), 0,8 (пост. tOFF) 0,75 ПРЕИМУЩЕСТВА HV9961: • 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
