In einem früherenBlogeintrag, ich stellte a . vorReferenzdesign für LED-Beleuchtungssteuerung für Machine Vision. In diesem Beitrag möchte ich etwas näher darauf eingehen, indem ich dem gleichen modularen Ansatz folge, den unser Team während des Designprozesses verfolgte.
Leicht verdauliche Leckerbissen
Während des Designprozesses haben wir Details in kleinere Teilschaltungen verpackt und diesen Blöcken beschreibende Namen gegeben, wie in Abbildung 1 gezeigt. Dies half uns, unsere Ideen in die eigentliche Schaltung umzusetzen.
Ein Rundgang durch das Referenzdesign
Beginnen wir mit demGemeinsame MachtBlock. Um ehrlich zu sein, dies ist der Schaltungsblock, bei dem ich seinen Namen etwas vage lassen musste, da der Common Power-Block ein Sammelsurium von mindestens sieben verschiedenen Funktionen ist.
Gerüchten zufolge habe ich einfach alle sieben Funktionen in diesen Block gepackt, weil ich nicht wusste, wo ich sie sonst platzieren sollte. Stimmt nicht: Alle diese Funktionen beziehen sich auf Macht. Der Common Power Block ist die Heimat von gängigen Geräten und Funktionen wie dem 5V Buck, dem 3,3V Low-Dropout-Regler (LDO), der 2,5V Referenz und dem elektromagnetischen Interferenzfilter (EMI).
Wenn das nicht aufregend genug ist, setze ich auch einTPS26602eFuse in den Block. Dieses Gerät kümmert sich um die Stromaufnahme und bietet einen nahezu verlustfreien Verpolungsschutz. Das Team hat sogar herausgefunden, wie man das aktuelle Limit dieser eFuse im Handumdrehen ändern kann. Diese adaptive Eingangsstrombegrenzung ermöglicht eine konstante Eingangsleistungsgrenze des Systems von 15 W über den Eingangsspannungsbereich von 8 V bis 36 V. Ein Kanal eines dualen Digital-Analog-Wandlers (DAC) liefert die Steuerspannung für diese Funktion.
Weiter geht's, dieLED Buck und LED BoardBlöcke kombinieren LED-bezogene Funktionalität. Sie unterstützen die ultrakurzen 200ns LED Strobes mit Konstantströmen bis 2,4A und Pulswiederholungen bis 10kHz. Das Ansteuern einer Reihe von fünf weißen Hochleistungs-LEDs führt zu einer Impulsleistung von 40 W bei einer Stromstärke von 2,4 A. Das Referenzdesign unterstützt längere Pulszeiten (bis hin zum LED-Dauerbetrieb), niedrigere LED-Ströme und auch niedrigere Bildraten. Kurze Anstiegs- und Abfallzeiten des LED-Stroms und eine kurze und konstante Triggerverzögerung von 10µs werden sowohl durch ein spezielles Steuerungsschema als auch durch die 48V zur Stromversorgung derTPS92515HVLED-Abwärtswandler.
VierTMP116Temperatursensoren überwachen die Platinentemperaturen; Diese Sensoren sind in der Lage, die LEDs und andere Komponenten zum Schutz des Systems auszuschalten. Jeder der Temperatursensoren bietet 64 Bit an benutzerprogrammierbaren elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), um Module zu identifizieren oder Kalibrierungsdaten zu speichern.
Eine spezielle LED-Abdeckplatte minimiert das Risiko von Augenverletzungen.
Sind Sie verwirrt über die 40 W LED-Leistung bei 15 W Systemeingang oder fragen Sie sich, was wir mit dem verbleibenden Kanal des Dual-DAC gemacht haben? Lassen Sie es mich erklären, indem Sie diePre-BoostBlock, eine weitere knifflige Schaltung. Der Pre-Boost liefert die 48V (wird vom LED-Buck verwendet)von der 8V bis 36V Systemeingangsspannung. Der Ausgang dieser Teilschaltung wird durch eine Kondensatorbank gepuffert, um die 40-W-Impulse zu unterstützen. Der Pre-Boost arbeitet mit einer adaptiven durchschnittlichen Eingangsstrombegrenzung (gesteuert vom zweiten Kanal des Dual-DAC) und verbraucht bei Aktivierung konstant 10 W.
Wenn Sie sich das Referenzdesign-Schema für die LED-Beleuchtungssteuerung ansehen, fragen Sie sich vielleicht, warum wir einen phasendimmbaren, einstufigen Boost-Controller wie den . verwendet habenTPS92561. Die Antwort liegt an seiner einfachen Eingangsstromsteuerung.
Im Vergleich zu all den Modifikationen, die wir an diesen Blöcken vorgenommen haben, die ich bisher beschrieben habe, tun die verbleibenden beiden Schaltungsblöcke, was ihre Namen vermuten lassen. DieMikrocontroller (MCU)Block enthält aMSP430F5172MCU mit einem hochauflösenden Timer und bietet die Hauptsteuerung für das gesamte Referenzdesign, einschließlich Überwachung, Überwachung, Timing und Kommunikation mit einem Terminalprogramm auf dem PC des Benutzers.
DieIsolierte Strom- und DatenschnittstelleBlock enthält eineISOW7842digitaler Isolator mit integriertem Leistungswandler und unterbricht unerwünschte Masseschleifen und bietet eine Lösung für eine problemlose externe Triggerung und Kommunikation.
Abbildung 2 zeigt grafisch alles, was ich bisher erklärt habe.
Wie Sie sehen, haben nur zwei der sechs Blöcke einen starken Bezug zur LED-Beleuchtung.Deshalb hoffe ich, dass meine Erklärung Sie dazu inspirieren wird, diese Teilschaltungen in anderen Designs und anderen Anwendungen wiederzuverwenden. Für weitere Details können Sie sich gerne die mitgelieferten Dokumente genau ansehenReferenzdesign für LED-Beleuchtungssteuerung.
