#LED驅動器 #PWM調光 #擴展頻譜頻率調變SSFM #汽車照明 #工業機器視覺
【機器視覺和頻閃因關斷時間,驅動 LED 的洩漏電流將大增!】
LED 的應用範圍不斷擴大,對 LED 驅動器的設計要求也隨之提高。內建開關和內部脈寬調變 (PWM) 調光能力和同步電源開關的 LED 驅動器,可配置為升壓、降壓或升降壓模式;能在很小的封裝尺寸提供大功率,同時控制邊緣速度並降低不想要的場致輻射並消除高頻振鈴,在高效率和低雜訊之間提供恰當平衡。LED 燈串由受控的電流驅動,該電流不必直接返回地,LED+ 和 LED- 或其中任一端子可連至非地電位,為浮動輸出 DC/DC LED 驅動器拓樸創造機會。
高壓側 PWM-TG (傳輸閘) 驅動器和同步開關可配置為升壓、降壓或升降壓模式 LED 驅動器,且 IC 所有功能都可用;意即內部 PWM 調光、SSFM (擴展頻譜頻率調變)、低電磁干擾 (EMI)、ISMON 輸出電流監視器和輸出故障保護功能,從標準升壓拓樸到降壓/升降壓拓樸都能提供。PWM-TG 驅動器簡化了用於 PWM 調光的 MOSFET 連接,在浮動 LED 拓樸中,開路和短路保護不受影響。因此,可滿足汽車白天行車燈、訊號指示燈或尾燈 LED 驅動器的要求。
為防止受到 LED 串短路和開路的影響,需要保護電路,而該元件固有的彈性和內建故障保護功能有助於減少保護電路所需的元件數。當然,恰當的佈局和少量鐵氧體珠濾波也要使用,以獲得最佳 EMI 結果;若需進一步降低 EMI,還可為輸入端增加一個較大的 LC 濾波器。迄今為止,PWM 調光需要一個外部時脈或微訊號;不過,具內部產生 PWM 調光訊號的 LED 驅動器,僅需在 PWM 針腳加上一個外部電壓設定工作週期,就可實現 128:1 PWM 調光比。
PWM 週期 (例如 122Hz) 是由 RP 針腳上的單個電阻設定的。對於具冗餘燈組的車輛而言,有必要保證 LED 電流的準確度、兩側燈的亮度必須匹配;但以同樣方式製造出來的 LED 在採用同樣驅動電流時,產生的亮度可能不同。內部調光功能可用來在接近或幾乎達到 100% 工作週期時微調亮度,然後設定準確的 10:1 或 100:1 調光比。這可使燈組製造商避免因特別分級 LED 而提高成本:當需要較高調光比時,可從外部以通常方式調光。
在有些應用中,甚至可設定為以 5000:1 的外部 PWM 調光比運行,PWM 調光還可以與驅動器的類比調光相結合,提供超過 50000:1 的亮度控制。在工業流水線應用中,機器視覺運用高速數位攝影和數位成像處理,快速提供有關設備的視覺回饋資訊。這有助於在無需或很少需要人工檢查的情況下,迅速發現並隔離有缺陷的產品。機器視覺系統的照明必須與流水線的速度同步,同時能夠針對無限期的關斷時間產生一致的光脈衝。
由於輸出電容會逐漸放電,常規 LED 驅動器只要 PWM 輸入訊號保持低位準,無論時間長短、都無法維持輸出電壓,故通用 LED 驅動器不適合機器視覺這類應用。但本文提及的新型驅動器在 PWM 訊號下降沿時,以數位方式對轉換器的輸出狀態採樣,後透過在 PWM 關斷且 LED 被高壓側 PMOS 斷開時執行「保持切換」,故能在長時間關斷時保持輸出電壓,不會拉走太大的漏電流,可解決機器視覺和頻閃因關斷時間、導致洩漏電流增大數十至數百倍的問題!
延伸閱讀:
《同步、低 EMI LED 驅動器具內建開關和內部 PWM 調光能力》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0401/35077.html
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#氮化鎵GaN #電源管理 #功率因數校正PFC #Cascode #聯結構電晶體
#圖騰柱TotemPole #總諧波失真THD #過流保護OCP
【GaN 功率元件強勢降臨】
被稱為第三代半導體材料的「氮化鎵」(GaN) 新興工藝技術,用於功率因數校正 (PFC)、軟式切換 DC-DC 等電源系統設計,以及電源轉接器、太陽能逆變器、伺服器和通訊電源等各種終端應用,可實現矽元件難以達到的高電源轉換效率和功率密度水準,為交換式電源供應器和其他在能效及功率密度至關重要的應用,帶來性能的飛躍。GaN 具備出色的擊穿能力、更高的電子密度及速度,能負載的工作溫度也更高。
GaN 提供高電子遷移率,意味著切換過程的反向恢復時間可忽略不計,故擁有低損耗、高切換頻率優點。前者加上寬頻元件的高結溫特性,可降低散熱量;後者則可減少濾波器和無源元件的使用 (如:變壓器、電容、電感等),進而減少系統尺寸和重量、提升功率密度,有助設計人員實現緊湊的高能效電源方案。同為寬頻元件,GaN 比 SiC 成本更低、更易於商業化,具備廣泛採用的潛力,包括:工業、電腦、通訊、LED照明及網路領域的各種高壓應用。
採用單排直插 TO-220 封裝,更易於根據客戶現有製板能力進行整合。基於同一導通電阻等級,與高壓矽 MOSFET 相較,第一代 600 V 矽基 GaN (GaN-on-Si) 元件即可提供 4 倍以上的閘極電荷、更優的輸出電荷、同級輸出電容和 20 倍以上的反向恢復電荷,未來技術水準將持續演進。Cascode 相當於由 GaN HEMT 和低壓 MOSFET 組成:GaN HEMT 可承受高電壓,過電壓能力達到 750 V,並提供低導通電阻;低壓 MOSFET 則提供低閘極驅動和低反向恢復。
HEMT 是高電子遷移率電晶體的英文縮寫,通過二維電子氣在橫向傳導電流下進行傳導。使用 600 V GaN Cascode 的三大好處是:
★具有卓越的自體二極體特性:串接建立在低壓矽技術上,且反向恢復特別低;
★容易驅動:設計人員可使用像普通 MOSFET 一樣的傳統閘極驅動器,採用電壓驅動,且驅動由低壓矽 MOSFET 的閾值電壓和閘極電荷決定;
★高可靠性:透過長期應用級測試,且符合 JEDEC 行業標準——零個擊穿、最終的漏電流和導通電阻皆低於規格門檻。
在連續導電模式 (CCM) 升壓 PFC 拓墣中,在 200 KHz 和 120 Vac 輸入的條件下,Cascode GaN 較超結合Si (SJ Si) 提升近 1% 的效率;隨著頻率升高,GaN 的優勢將更明顯。採用 GaN還可實現「圖騰柱」(Totem Pole) 電路,較傳統 CCM 升壓 PFC 提供更高能效。高能效的電源轉換有利於軟切換電路拓墣結構回收能量,如:相移全橋、半橋或全橋 LLC、同步升壓等。受惠技術發展和市場成長,有望降低 GaN 的採用成本。
延伸閱讀:
《安森美半導體推進更快、更智慧和更高能效的GaN電晶體》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2016/0428/31784.html
#安森美半導體OnSemiconductor #Transphorm #NTP8G202N #NTP8G206N #TO-220封裝 #NCP1654控制器 #NCP1397 #NCP4304
圖檔取材:pixabay.com
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過去電子學沒有學得很好
想請問懂電子學的人可以指證我這想法是否有誤
以MOS為例,
1.當漏電流(subthreshold current)產生時,是因為MOS不導通,
D端和S端的電壓差造成漏電流。
2.當漏電流(gate-oxide current)產生時,是因為氧化層太薄,當MOS導通時
會產生閘極漏電流(Igd,Igs,Igb)
總結:MOS導通=>Igate,MOS不導通=>Isub
以上的觀念是否有誤呢??
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推 weltschmerz:超可愛,快轉可愛版 02/25 08:32
→ l1l1l1l1:可愛版是什麼鬼?不會真有這種版吧? 02/25 09:20
※ l1l1l1l1:轉錄至看板 cute 02/25 12:18
推 l1l1l1l1:幹,還真的有這種版 02/25 12:18
推 ntitgavin:那是中國科技大學版 02/25 12:41
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 1.172.188.42
想先釐清就以總結的那樣想法去做Body-bias會不會有問題?
而我的想法是說 Pull-down 的NMOS(Standard Vth)在不導通的時候維持Standard vth
在導通的時候,Body給予一個正電壓使得Vth下降,可以讓 pull-down 速度更快
那這樣的方式有沒有誤呢
※ 編輯: bbogod 來自: 1.172.188.42 (03/22 01:02)
依照我這樣說的方式加入body-bias機制,應該會得到1.速度加快 2.漏電流可能會增加
但我模擬出來的數據卻不是我說的這樣@@"所以我才懷疑是不是我觀念哪邊有誤
※ 編輯: bbogod 來自: 1.172.188.42 (03/22 01:36)
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