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PIC12HV752 MCU解决LED驱动器的降低传感损耗问题

已有 131 次阅读  2018-12-30 20:11

PIC12HV752是一款小型且经济的混合信号单片机,专为满足LED照明设计人员的需求而设计。

更具体地说,这类工程师正在寻找新颖和创新的固态照明(SSL)解决方案以获得更高能效。他们还希望通过“为照明增加智能”来帮助其公司创造竞争优势。无论他们打算如何实现这一目标(通过提供通信功能、高级传感功能、触摸输入或只是更多的灵活性),关键的新要求都是要以小型闪存单片机的形式提供智能。

不幸的是(或者说是幸运的?),由于这些应用很可能大量使用,设计人员总是极其关注解决方案的总成本,通常情况下,人们往往更在乎体积。

下列特性最终都会显著降低整个电路的成本及尺寸,这不应让人感到惊讶。

为简单起见,本文中将以降压或反激转换器为例阐述大部分注意事项。读者中的专家们一定能将这些注意事项活用到他们选择的(更先进的)拓扑中。

让我们开始吧!

降低传感损耗

PIC12HV752可提供5位“有限量程”的DAC模块,将其设计为与比较器配合工作并采用典型降压或反激转换器拓扑,在所有内部连接均正常时,可用作反馈电路中的峰值电流检测器。

现在,如果您认为5位可能不能满足除了最基本稳压应用之外的所有应用,那么我来解释下该模块的实际工作原理。由于效率原因,检测电流(峰值)的方式是在负载(LED串)上串联尽可能小的电阻。

为了符合实际,应选择能提供几百(300)mV反馈的电阻值。高于该值会浪费能源;低于该值会导致信噪比不佳。

如果将该信号施加到(快速)比较器的一个输入端,同时将DAC的输出连接到比较器的另一个输入端以设置跳变点,则DAC模块具体应提供0到300 mV范围内的最大分辨率。这正是PIC12HV752 “有限量程”模式的工作原理,为您提供相当于9位DAC能够提供的有效分辨率(10 mV@5V),但无需相应成本。

#5 降低开关损耗

将同步开关拓扑用于直流/直流转换器设计,以便在输出电压相对较低(短串或单个LED)时提高效率(并降低所谓的开关损耗)。

基本上,可将所有降压和升压拓扑中都存在的“反激”二极管正向压降视为损耗源。通过将其替换为其他有源元件,我们可以降低此类损耗,但代价是增加一个MOSFET和一小段电路以适当(互补)时序驱动该元件。

实际上,PIC12HV752可以轻松地补偿开关损耗,因为比较器(或PWM模块)的输出可馈入一个称为互补输出发生器(COG)的小型模块,这将提供两个互补的输出信号来驱动MOSFET对。

COG模块提供了对两个输出信号的额外控制,以提供所谓的死区;这是防止两个MOSFET栅极的电容产生危险横杆效应(击穿)的一项措施。

实际上,COG还有许多特性可确保安全控制同步输出,包括:

1、 输入消隐,避免电流反馈中的噪声并产生多次换流

2、 相位延时,用于稳定系统,无需外部补偿网络

3、 可选的上升沿和下降沿源输入(PWM、比较器和引脚)

4、 独立的上升沿和下降沿死区控制

5、 可选的关闭源

6、 自动重启使能

7、 自动关闭引脚改写控制

所有这些特性都提供了灵活性,帮助您实现元件数、成本和效率之间的理想平衡。

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