I en tidligereblogindlæg, jeg introducerede enLED Lighting Control Reference Design for Machine Vision. I dette indlæg vil jeg gerne uddybe lidt om det, efter den samme modulære tilgang, som vores team fulgte under designprocessen.
Letfordøjelige godbidder
Under designprocessen pakkede vi detaljer ind i mindre underkredsløb og gav disse blokke beskrivende navne, som vist i figur 1. Dette hjalp os med at konvertere vores ideer til det faktiske kredsløb.
En rundtur gennem referencedesignet
Lad os starte medFælles Magtblok. For at være ærlig er dette kredsløbsblokken, hvor jeg var nødt til at lade navnet være lidt vagt, fordi Common Power-blokken er et smørebord med mindst syv forskellige funktioner.
Rygterne siger, at jeg simpelthen har lagt alle syv funktioner ind i denne blok, fordi jeg ikke vidste, hvor jeg ellers skulle placere dem. Ikke sandt: alle disse funktioner vedrører magt. Common Power-blokken er hjemsted for almindelige enheder og funktioner som 5V buck, 3,3V low-dropout regulator (LDO), 2,5V reference og elektromagnetisk interferens (EMI) filter.
Hvis det ikke er spændende nok, sætter jeg også enTPS26602eFuse ind i blokken. Denne enhed tager sig af strømtilførslen og giver næsten tabsfri omvendt inputbeskyttelse. Holdet fandt endda ud af, hvordan man ændrer den nuværende grænse for denne eFuse i farten. Denne adaptive indgangsstrømgrænse muliggør en konstant systemindgangseffektgrænse på 15W over 8V-til-36V indgangsspændingsområdet. En kanal af en dobbelt digital-til-analog konverter (DAC) leverer styrespændingen for denne funktion.
Bevæger sig medLED Buck og LED Boardblokke kombinerer LED-relateret funktionalitet. De understøtter de ultrakorte 200ns LED-strober med konstante strømme op til 2,4A og pulsgentagelser op til 10kHz. At drive en række af fem hvide højeffekt LED'er resulterer i 40W pulseffekt ved et 2,4A strømniveau. Referencedesignet understøtter længere pulstider (op til kontinuerlig LED-drift), lavere LED-strømme og lavere billedhastigheder. Korte stignings- og faldtider for LED-strømmen og en kort og konstant udløsningsforsinkelse på 10µs er muliggjort af både et særligt kontrolskema og af 48V, der bruges til at driveTPS92515HVLED buck konverter.
FireTMP116temperatursensorer overvåger bordtemperaturerne; disse sensorer er i stand til at slukke lysdioderne og andre komponenter for at beskytte systemet. Hver af temperatursensorerne giver 64 bits brugerprogrammerbar, elektrisk sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse (EEPROM) til at identificere moduler eller gemme kalibreringsdata.
En dedikeret LED-dækplade minimerer risikoen for øjenskader.
Er du forvirret over de 40W LED-effekt fra en 15W systemindgang, eller spørger du dig selv, hvad vi gjorde med den resterende kanal i den dobbelte DAC? Lad mig forklare ved at diskuterePre-boostblok, endnu et vanskeligt kredsløb. Forboostet giver 48V (brugt af LED-bukken)fra 8V-til-36V-systemets indgangsspænding. Udgangen af dette underkredsløb bufferes af en række kondensatorer for at understøtte 40W-impulserne. Pre-boosten fungerer med en adaptiv gennemsnitlig indgangsstrømgrænse (styret af den anden kanal af den dobbelte DAC) og forbruger konstant 10W, når den er aktiveret.
Når du ser på LED-lysstyringens referencedesignskema, kan du undre dig over, hvorfor vi brugte en fasedæmpbar, et-trins boost-controller somTPS92561. Svaret er på grund af dens enkle indgangsstrømstyring.
Sammenlignet med alle de ændringer, vi har lavet for disse blokke, som jeg har beskrevet indtil videre, gør de resterende to kredsløbsblokke, hvad deres navne antyder. DetMikrocontroller (MCU)blok indeholder enMSP430F5172MCU med en højopløselig timer og giver hovedstyring til det komplette referencedesign, herunder overvågning, overvågning, timing og kommunikation med et terminalprogram på en brugers pc.
DetIsoleret strøm- og datagrænsefladeblok indeholder enISOW7842digital isolator med integreret strømomformer og bryder uønskede jordsløjfer og giver en løsning til problemfri ekstern triggering og kommunikation.
Figur 2 viser grafisk alt, hvad jeg har forklaret indtil videre.
Som du kan se, har kun to af de seks blokke en stærk binding til LED-belysning.Derfor håber jeg, at min forklaring vil inspirere dig til at genbruge disse underkredsløb i andre designs og andre applikationer. For flere detaljer, er du velkommen til at få et detaljeret kig på de dokumenter, der følger med detteLED-lysstyringsreferencedesign.
