ఆటోమోటివ్ LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్లు - డిజైన్ విశ్లేషణ

కార్లు లేదా ఆటోమొబైల్స్లో, LED లు లైటింగ్ యొక్క ఇష్టపడే ఎంపికగా పెరిగాయి. దిగువ మూర్తి 1 లో సూచించిన విధంగా ఇది వెనుక తోక-లైట్లు లేదా క్లస్టర్‌లోని టెల్-టేల్ సూచికలు అయినా, ఈ రోజుల్లో అన్నీ LED లను కలిగి ఉంటాయి. వారి కాంపాక్ట్ కొలతలు రూపకల్పనలో బహుముఖ ప్రజ్ఞకు సహాయపడతాయి మరియు వాహనం యొక్క ఆయుర్దాయం వలె మన్నికైనదిగా భావిస్తుంది.

మూర్తి # 1

మరోవైపు, LED లు అత్యంత సమర్థవంతమైన పరికరాలు అయినప్పటికీ, అవి క్రమబద్ధీకరించని వోల్టేజ్, ప్రస్తుత మరియు ఉష్ణోగ్రత పారామితుల నుండి క్షీణతకు గురవుతాయి, ముఖ్యంగా కఠినమైన ఆటోమోటివ్ పర్యావరణ వ్యవస్థలో.

LED కాంతి సామర్థ్యం మరియు శాశ్వతతను పెంచడానికి, LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్ డిజైన్ జాగ్రత్తగా విశ్లేషణ కోరుతుంది.

LED డ్రైవర్లుగా వర్తించే ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్లు ప్రాథమికంగా ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించుకుంటాయి. LED డ్రైవర్లలో తరచుగా ఉపయోగించే ఒక ప్రామాణిక సర్క్యూట్ టోపోలాజీ లీనియర్ టోపోలాజీగా ఉంటుంది, ఇక్కడ ట్రాన్సిస్టర్ సరళ ప్రాంతంలో పనిచేయడానికి రూపొందించబడింది.

ఈ టోపోలాజీ మాకు తయారీ ఎంపికను ఇస్తుంది డ్రైవర్ సర్క్యూట్లు ట్రాన్సిస్టర్‌ల ద్వారా మాత్రమే లేదా అంతర్నిర్మిత ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు అదనపు LED మెరుగుదల లక్షణాలతో ప్రత్యేకమైన IC లను ఉపయోగించడం.

వివిక్త అనువర్తనాల్లో, అధిక ప్రాప్యత కలిగిన వస్తువుల ఉత్పత్తులు అయిన బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు (బిజెటిలు) ఇష్టమైనవి.

సర్క్యూట్ దృక్కోణం నుండి కాన్ఫిగర్ చేయడానికి BJT లు సరళమైనవి అయినప్పటికీ, ప్రస్తుత నియంత్రణ ఖచ్చితత్వం, పిసిబి పరిమాణం, ఉష్ణ నిర్వహణ మరియు తప్పు నిర్ధారణను నెరవేర్చగల మొత్తం LED డ్రైవర్ పరిష్కారాన్ని సృష్టించేటప్పుడు పెద్ద సమస్యలను కనుగొనవచ్చు, ఇవి అంతటా కొన్ని ముఖ్యమైన అవసరాలు మొత్తం పని సరఫరా వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత పరిధి.

ఇంకా, గా LED ల పరిమాణం పెరుగుతుంది , వివిక్త BJT దశలను ఉపయోగించి సర్క్యూట్ డిజైన్ మరింత అధునాతనమవుతుంది.

వివిక్త భాగాలతో పోలిస్తే, దరఖాస్తు ఐసి ఆధారిత ప్రత్యామ్నాయాలు సర్క్యూట్ లేఅవుట్ విషయంలో మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉన్నట్లు అనిపిస్తుంది, కానీ అదనంగా డిజైన్ మరియు మూల్యాంకన విధానాలు.

అలా కాకుండా, సాధారణ పరిహారం మరింత సరసమైనది కావచ్చు.

ఆటోమోటివ్ LED డ్రైవర్ల రూపకల్పనకు పారామితులు

అందువల్ల, ఒక కోసం LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్లను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు ఆటోమోటివ్ లైటింగ్ అప్లికేషన్, LED ఫోకల్ పాయింట్లను ఆలోచించడం, సర్క్యూట్ డిజైన్ ప్రత్యామ్నాయాలను అంచనా వేయడం మరియు సిస్టమ్ డిమాండ్లలో కారకాలు అవసరం.

ఎల్‌ఈడీ వాస్తవానికి పి-టైప్ ఎన్-టైప్ (పిఎన్) జంక్షన్ డయోడ్, ఇది కరెంట్‌ను ఒకే దిశలో మాత్రమే తరలించడానికి అనుమతిస్తుంది. LED అంతటా వోల్టేజ్ కనీస ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ (VF) కి చేరుకున్న వెంటనే కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది.

LED యొక్క ప్రకాశం లేదా ప్రకాశం ఫార్వర్డ్ కరెంట్ (IF) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, అయితే LED ఎంత కరెంట్ తీసుకుంటుందో LED అంతటా వర్తించే వోల్టేజ్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.

LED ప్రకాశం మరియు ఫార్వర్డ్ కరెంట్ IF సరళంగా సంబంధం ఉన్నప్పటికీ, LED అంతటా ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ VF లో స్వల్ప పెరుగుదల కూడా LED యొక్క ప్రస్తుత తీసుకోవడం వేగంగా పెరుగుతుంది.

వేర్వేరు రంగు స్పెసిఫికేషన్లతో ఉన్న LED లు వాటి నిర్దిష్ట సెమీకండక్టర్ పదార్థాల కారణంగా వేర్వేరు VF మరియు IF స్పెసిఫికేషన్లను కలిగి ఉంటాయి (మూర్తి 2). ప్రతి LED యొక్క డేటాషీట్ స్పెక్స్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం, ప్రత్యేకంగా ఒకే సర్క్యూట్లో వేర్వేరు రంగు LED లను వర్తించేటప్పుడు.

మూర్తి # 2

ఉదాహరణకు, అభివృద్ధి చేస్తున్నప్పుడు ఎరుపు-ఆకుపచ్చ-నీలం (RGB) లైటింగ్ , ఎరుపు LED సుమారు 2 V యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ రేటింగ్‌తో రావచ్చు, అయితే నీలం మరియు ఆకుపచ్చ LED లకు 3 నుండి 4 V వరకు ఉంటుంది.

మీరు ఈ LED లను ఒకే సాధారణ వోల్టేజ్ సరఫరా నుండి నిర్వహిస్తున్నారని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, మీకు బాగా లెక్కించాల్సిన అవసరం ఉంది ప్రస్తుత-పరిమితం చేసే నిరోధకం LED క్షీణతను నివారించడానికి, రంగు రంగుల ప్రతి LED లకు.

ఉష్ణ మరియు శక్తి సామర్థ్యం

సరఫరా వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత పారామితులు కాకుండా, ఉష్ణోగ్రత మరియు శక్తి సామర్థ్యం కూడా జాగ్రత్తగా విశ్లేషణను కోరుతాయి. అయినప్పటికీ, ఎల్‌ఈడీలో వర్తించే కరెంట్‌లో ఎక్కువ భాగం ఎల్‌ఈడీ లైట్‌గా మార్చబడినప్పటికీ, పరికరం యొక్క పిఎన్ జంక్షన్ లోపల కొద్దిపాటి శక్తి వేడిగా మారుతుంది.

LED జంక్షన్ అంతటా ఉత్పన్నమయ్యే ఉష్ణోగ్రత కొన్ని బాహ్య పారామితుల ద్వారా తీవ్రంగా ప్రభావితమవుతుంది:

• వాతావరణ ఉష్ణోగ్రత (TA) ద్వారా,
• LED జంక్షన్ మరియు పరిసర గాలి (RθJA) మధ్య ఉష్ణ నిరోధకత ద్వారా,
• మరియు శక్తి వెదజల్లడం (PD) ద్వారా.

కింది సమీకరణం 1 LED యొక్క శక్తి వెదజల్లే స్పెక్ PD ని వెల్లడిస్తుంది:

PD = VF × IF ------------ Eq # 1

పై సహాయంతో, LED యొక్క జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత (TJ) ను లెక్కించే కింది సమీకరణాన్ని మనం మరింత పొందవచ్చు:

TJ = TA + RθJA × PD ---------- Eq # 2

TJ ను సాధారణ పని పరిస్థితులలోనే కాకుండా, చెత్త-దృష్టాంత ఆందోళనలకు సంబంధించి, డిజైన్ యొక్క సంపూర్ణ గరిష్ట పరిసర ఉష్ణోగ్రత TA కింద కూడా నిర్ణయించడం చాలా అవసరం.

LED జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత TJ పెరిగేకొద్దీ, దాని పని సామర్థ్యం క్షీణిస్తుంది. LED యొక్క ఫార్వర్డ్ కరెంట్ IF మరియు జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత TJ డేటాషీట్లచే వర్గీకరించబడినట్లుగా, వాటి సంపూర్ణ గరిష్ట రేటింగ్‌ల కంటే తక్కువగా ఉండాలి, తద్వారా విధ్వంసం నుండి రక్షించడానికి (మూర్తి 3).

మూర్తి # 3

LED లతో పాటు, మీరు రెసిస్టర్‌ల యొక్క శక్తి సామర్థ్యాన్ని మరియు BJT లు మరియు ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్లు (op amps) వంటి డ్రైవింగ్ ఎలిమెంట్స్‌ను కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి, ప్రత్యేకంగా వివిక్త భాగాల పరిమాణం పెరుగుతుంది.

డ్రైవర్ దశల యొక్క తగినంత శక్తి సామర్థ్యం, ​​LED ఆన్-టైమ్ పీరియడ్ మరియు / లేదా పరిసర ఉష్ణోగ్రత ఈ కారకాలన్నీ పరికరం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలకు దారితీయవచ్చు, BJT డ్రైవర్ యొక్క ప్రస్తుత ఉత్పత్తిని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు LED ల యొక్క VF డ్రాప్‌ను తగ్గిస్తుంది .

ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల LED లను ముందుకు వోల్టేజ్ డ్రాప్ తగ్గిస్తుంది కాబట్టి, LED యొక్క ప్రస్తుత వినియోగ రేటు పెరుగుతుంది, ఇది నిష్పత్తిలో పెరిగిన విద్యుత్ వెదజల్లడానికి PD మరియు ఉష్ణోగ్రతకు దారితీస్తుంది మరియు ఇది LED యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ VF లో మరింత తగ్గింపుకు కారణమవుతుంది.

ఉష్ణోగ్రత యొక్క నిరంతర పెరుగుదల యొక్క ఈ చక్రం, 'థర్మల్ రన్అవే' అని కూడా పిలువబడుతుంది, LED లు వాటి వాంఛనీయ ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా పనిచేయడానికి బలవంతం చేస్తాయి, వేగంగా క్షీణతకు కారణమవుతాయి మరియు పరికరం యొక్క ఏదో ఒక సమయంలో వైఫల్యం, ఎందుకంటే IF వినియోగం పెరిగిన స్థాయి .

లీనియర్ LED డ్రైవర్లు

ట్రాన్సిస్టర్‌లు లేదా ఐసిల ద్వారా ఎల్‌ఈడీలను సరళంగా ఆపరేట్ చేయడం వాస్తవానికి చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. అన్ని అవకాశాలలో, LED ని నియంత్రించడానికి చాలా సరళమైన విధానం సాధారణంగా సరఫరా వోల్టేజ్ సోర్స్ (VS) అంతటా కనెక్ట్ చేయడం.

సరైన కరెంట్-పరిమితం చేసే రెసిస్టర్‌ను కలిగి ఉండటం పరికరం యొక్క ప్రస్తుత డ్రాను పరిమితం చేస్తుంది మరియు LED కోసం ఖచ్చితమైన వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను పరిష్కరిస్తుంది. సిరీస్ రెసిస్టర్ (RS) విలువను పని చేయడానికి క్రింది సమీకరణం 3 ను ఉపయోగించవచ్చు:

RS = VS - VF / IF ---------- Eq # 3

మూర్తి # 4 ను ప్రస్తావిస్తూ, 3 ఎల్‌ఈడీలు సిరీస్‌లో ఉపయోగించబడుతున్నాయని, 3 ఎల్‌ఈడీలలోని మొత్తం వోల్టేజ్ డ్రాప్ విఎఫ్‌ను విఎఫ్ లెక్కింపు ద్వారా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి (ఎల్‌ఇడి ఫార్వర్డ్ కరెంట్ ఐఎఫ్ స్థిరంగా ఉంటుంది.)

మూర్తి # 4

ఇది సరళమైన LED డ్రైవర్ కాన్ఫిగరేషన్ అయినప్పటికీ, నిజ జీవిత అమలులో ఇది చాలా అసాధ్యమైనది కావచ్చు.

విద్యుత్ సరఫరా, ముఖ్యంగా ఆటోమోటివ్ బ్యాటరీలు వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతాయి.

సరఫరా ఇన్‌పుట్‌లో స్వల్ప పెరుగుదల ఎల్‌ఈడీని అధిక మొత్తంలో కరెంట్‌ను గీయడానికి ప్రేరేపిస్తుంది మరియు తత్ఫలితంగా నాశనం అవుతుంది.

ఇంకా, రెసిస్టర్‌లో అధిక శక్తి వెదజల్లడం పిడి పరికర ఉష్ణోగ్రతని పెంచుతుంది, ఇది థర్మల్ రన్‌అవేకు దారితీస్తుంది.

ఆటోమోటివ్ అప్లికేషన్ కోసం వివిక్త స్థిరమైన-ప్రస్తుత LED డ్రైవర్లు

స్థిరమైన ప్రస్తుత లక్షణాన్ని ఉపయోగించినప్పుడు, ఇది మెరుగైన శక్తి-సమర్థవంతమైన మరియు నమ్మదగిన లేఅవుట్‌ను నిర్ధారిస్తుంది. ఎల్‌ఈడీని ఆపరేట్ చేయడానికి అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందిన టెక్నిక్ ఆన్ మరియు ఆఫ్ స్విచింగ్ ద్వారా, ట్రాన్సిస్టర్ బాగా నియంత్రించబడిన ప్రస్తుత సరఫరాను ప్రారంభిస్తుంది.

మూర్తి # 5

పైన ఉన్న మూర్తి 5 ని సూచిస్తూ, LED కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత స్పెసిఫికేషన్ల ఆధారంగా BJT లేదా MOSFET కోసం వెళ్ళడం సాధ్యమవుతుంది. రెసిస్టర్‌తో పోలిస్తే ట్రాన్సిస్టర్‌లు పెద్ద శక్తిని సులభంగా నిర్వహిస్తాయి, అయినప్పటికీ వోల్టేజ్ హెచ్చు తగ్గులు మరియు ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాలకు గురవుతాయి. ఉదాహరణకు, BJT చుట్టూ వోల్టేజ్ పెరిగినప్పుడు, దాని కరెంట్ కూడా దామాషా ప్రకారం పెరుగుతుంది.

అదనపు స్థిరత్వానికి హామీ ఇవ్వడానికి, సరఫరా వోల్టేజ్‌లో అసమతుల్యత ఉన్నప్పటికీ స్థిరమైన విద్యుత్తును అందించడానికి ఈ BJT లేదా MOSFET సర్క్యూట్‌లను అనుకూలీకరించడం సాధ్యపడుతుంది.

LED కరెంట్ సోర్స్ రూపకల్పన

6 నుండి 8 గణాంకాలు ప్రస్తుత-మూల సర్క్యూట్ దృష్టాంతాలను ప్రదర్శిస్తాయి.

మూర్తి 6 లో, జెనర్ డయోడ్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క బేస్ లోకి స్థిరమైన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ప్రస్తుత-పరిమితం చేసే రెసిస్టర్ RZ జెనర్ డయోడ్ సరిగ్గా పనిచేయడానికి వీలుగా నియంత్రిత ప్రవాహాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

సరఫరా వోల్టేజ్‌లో హెచ్చుతగ్గులు ఉన్నప్పటికీ జెనర్ డయోడ్ అవుట్పుట్ స్థిరమైన వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఉద్గారిణి నిరోధకం RE పై వోల్టేజ్ డ్రాప్ జెనర్ డయోడ్ యొక్క వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను పూర్తి చేయాలి, అందువల్ల ట్రాన్సిస్టర్ కలెక్టర్ కరెంట్‌ను సర్దుబాటు చేస్తుంది, ఇది LED ల ద్వారా ప్రస్తుతము ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుందని నిర్ధారిస్తుంది.

Op Amp అభిప్రాయాన్ని ఉపయోగించడం

దిగువ మూర్తి 7 లో, ఆదర్శవంతమైన ఆటోమోటివ్ LED కంట్రోలర్ సర్క్యూట్ చేయడానికి ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌తో కూడిన ఆప్ ఆంప్ సర్క్యూట్ చూపబడుతుంది. ఫీడ్బ్యాక్ కనెక్షన్ దాని ప్రతికూల ఇన్పుట్ వద్ద అభివృద్ధి చేయబడిన సంభావ్యత దాని సానుకూల సూచన ఇన్పుట్కు సమానంగా ఉండటానికి అవుట్పుట్ స్వయంచాలకంగా సర్దుబాటు చేయబడిందని నిర్ధారిస్తుంది.

ఆప్ ఆంప్ యొక్క నాన్-ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ వద్ద రిఫరెన్స్ వోల్టేజ్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి జెనర్ డయోడ్ బిగించబడుతుంది. ఒకవేళ LED ల కరెంట్ ముందుగా నిర్ణయించిన విలువను మించి ఉంటే, ఇది సెన్స్ రెసిస్టర్ RS అంతటా అనులోమానుపాతంలో వోల్టేజ్‌ను అభివృద్ధి చేస్తుంది, ఇది జెనర్ రిఫరెన్స్ విలువను అధిగమించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది.

ఇది ఆప్ ఆంప్ యొక్క నెగటివ్ ఇన్వర్టింగ్ ఇన్పుట్ వద్ద వోల్టేజ్ పాజిటివ్ రిఫరెన్స్ జెనర్ విలువను మించిపోయేలా చేస్తుంది కాబట్టి, ఆప్ ఆంప్ అవుట్పుట్ ఆఫ్ స్విచ్లకు బలవంతం చేస్తుంది, దీని వలన LED కరెంట్ మరియు RS అంతటా వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది.

ఈ పరిస్థితి మళ్లీ ఆప్ ఆంప్ అవుట్‌పుట్‌ను ఆన్ స్టేట్‌లోకి మార్చడానికి మరియు ఎల్‌ఈడీని సక్రియం చేస్తుంది, మరియు ఆప్ ఆంప్ యొక్క ఈ స్వీయ సర్దుబాటు చర్య ఎల్‌ఈడీ కరెంట్ లెక్కించిన అసురక్షిత స్థాయిని మించదని నిర్ధారిస్తుంది.

పైన ఉన్న మూర్తి 8 రెండు BJT లను ఉపయోగించి సాధించిన మరో ఫీడ్‌బ్యాక్ ఆధారిత డిజైన్‌ను వివరిస్తుంది. ఇక్కడ, ప్రస్తుతము R1 ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, ఆన్ ట్రాన్సిస్టర్ Q1 ని మారుస్తుంది. ప్రస్తుతము R2 ద్వారా ప్రయాణించడం కొనసాగిస్తుంది, ఇది LED ల ద్వారా సరైన కరెంట్‌ను పరిష్కరిస్తుంది.

ఒకవేళ R2 ద్వారా ఈ LED కరెంట్ ముందుగా నిర్ణయించిన విలువను మించటానికి ప్రయత్నిస్తే, R2 అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ కూడా దామాషా ప్రకారం పెరుగుతుంది. ఈ వోల్టేజ్ డ్రాప్ ట్రాన్సిస్టర్ Q2 యొక్క బేస్-టు-ఎమిటర్ వోల్టేజ్ (Vbe) వరకు పెరిగిన క్షణం, Q2 ఆన్ చేయడం ప్రారంభిస్తుంది.

Q2 ఆన్ చేయబడినప్పుడు ఇప్పుడు R1 ద్వారా కరెంట్ గీయడం మొదలవుతుంది, Q1 ఆపివేయడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు ఈ పరిస్థితి LED ద్వారా విద్యుత్తును సర్దుబాటు చేస్తుంది. LED కరెంట్ ఎప్పుడూ అసురక్షిత స్థాయికి మించి ఉండదని నిర్ధారిస్తుంది ..

ఇది ట్రాన్సిస్టరైజ్డ్ ప్రస్తుత పరిమితి ఫీడ్బ్యాక్ లూప్ R2 యొక్క లెక్కించిన విలువ ప్రకారం LED లకు స్థిరమైన ప్రస్తుత సరఫరాకు హామీ ఇస్తుంది. పై ఉదాహరణలో BJT లు అమలు చేయబడతాయి, అయినప్పటికీ అధిక ప్రస్తుత అనువర్తనాల కోసం, ఈ సర్క్యూట్లో MOSFET లను ఉపయోగించడం కూడా సాధ్యమే.

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లను ఉపయోగించి స్థిరమైన ప్రస్తుత LED డ్రైవర్లు

ఈ ముఖ్యమైన ట్రాన్సిస్టర్ ఆధారిత బిల్డింగ్ బ్లాక్స్, మూర్తి 9 లో చూపిన విధంగా, LED యొక్క అనేక తీగలను ఆపరేట్ చేయడానికి సులభంగా ప్రతిరూపం చేయవచ్చు.

యొక్క సమూహాన్ని నియంత్రించడం LED తీగలను కాంపోనెంట్ కౌంట్ త్వరగా పెరగడానికి కారణమవుతుంది, అధిక పిసిబి స్థలాన్ని ఆక్రమిస్తుంది మరియు ఎక్కువ సంఖ్యలో సాధారణ-ప్రయోజన ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్ (జిపిఐఓ) పిన్నులను తీసుకుంటుంది.

అంతేకాకుండా, ఇటువంటి నమూనాలు ప్రాథమికంగా ప్రకాశం నియంత్రణ మరియు తప్పు విశ్లేషణ పరిగణనలు లేకుండా ఉంటాయి, ఇవి చాలా శక్తి LED అనువర్తనాలకు అవసరమైన అవసరాలు.

ప్రకాశం నియంత్రణ మరియు తప్పు విశ్లేషణ వంటి ప్రత్యేకతలను చేర్చడానికి అదనపు సంఖ్యలో వివిక్త భాగాలు మరియు అదనపు డిజైన్ విశ్లేషణ విధానాలు అవసరం.

వీటిలో LED నమూనాలు ఉన్నాయి అధిక సంఖ్యలో LED లు , వివిక్త సర్క్యూట్ డిజైన్లను అధిక సంఖ్యలో భాగాలను కలిగి ఉండటానికి కారణమవుతుంది, సర్క్యూట్ యొక్క సంక్లిష్టతను పెంచుతుంది.

రూపకల్పన ప్రక్రియను క్రమబద్ధీకరించడానికి, వర్తింపచేయడం చాలా ప్రభావవంతంగా పరిగణించబడుతుంది LED డ్రైవర్లుగా పనిచేయడానికి ప్రత్యేక IC లు . మూర్తి 9 లో సూచించినట్లుగా వివిక్త భాగాలు చాలా మూర్తి 10 లో వెల్లడించిన విధంగా IC ఆధారిత LED డ్రైవర్‌తో సులభతరం చేయబడతాయి.

మూర్తి # 10

ఎల్‌ఈడీ డ్రైవర్ ఐసిలు ప్రత్యేకంగా క్లిష్టమైన వోల్టేజ్, ఎల్‌ఈడీల ప్రస్తుత మరియు ఉష్ణోగ్రత వివరాలను పరిష్కరించడానికి మరియు పార్ట్ కౌంట్ మరియు బోర్డు కొలతలు తగ్గించడానికి కూడా రూపొందించబడ్డాయి.

ఇంకా, LED డ్రైవర్ IC లు ప్రకాశం నియంత్రణ మరియు డయాగ్నస్టిక్స్ కోసం అదనపు లక్షణాలను కలిగి ఉండవచ్చు, వీటిలో ఉష్ణోగ్రత రక్షణతో సహా. వివిక్త BJT ఆధారిత డిజైన్లను ఉపయోగించి పైన పేర్కొన్న అధునాతన లక్షణాలను సాధించడం సాధ్యమవుతుందని, అయితే, IC లు తులనాత్మకంగా, సులభమైన ప్రత్యామ్నాయంగా కనిపిస్తాయి.

ఆటోమోటివ్ ఎల్‌ఈడీ అనువర్తనాల్లో సవాళ్లు

అనేక ఆటోమోటివ్ LED అమలులో, ప్రకాశం నియంత్రణ తప్పనిసరి అవసరం అవుతుంది.

LED ద్వారా ఫార్వర్డ్ కరెంట్ IF ను సర్దుబాటు చేయడం వలన ప్రకాశం స్థాయిని దామాషా ప్రకారం సర్దుబాటు చేస్తుంది కాబట్టి, ఫలితాలను సాధించడానికి అనలాగ్ డిజైన్లను ఉపయోగించవచ్చు. LED ప్రకాశం నియంత్రణ యొక్క డిజిటల్ పద్ధతి PWM లేదా పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ ద్వారా. కింది వివరాలు రెండు భావనలను విశ్లేషిస్తాయి మరియు వాటిని ఆటోమోటివ్ LED అనువర్తనాల కోసం ఎలా అన్వయించవచ్చో చూపిస్తుంది

అనలాగ్ మరియు పిడబ్ల్యుఎం ఎల్‌ఇడి ప్రకాశం నియంత్రణ మధ్య వ్యత్యాసం

LED ప్రకాశాన్ని నియంత్రించే అనలాగ్ మరియు డిజిటల్ పద్ధతుల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసాన్ని మూర్తి 11 అంచనా వేస్తుంది.

మూర్తి # 11

అనలాగ్ LED ప్రకాశం నియంత్రణను ఉపయోగించడం ద్వారా, ప్రవహించే ప్రస్తుత పెద్ద ప్రస్తుత ఫలితాల పరిమాణం ద్వారా LED ప్రకాశం మారుతుంది, ఇది ప్రకాశం పెరుగుతుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది.

కానీ, అనలాగ్ మసకబారడం లేదా ప్రకాశం నియంత్రణ యొక్క నాణ్యత సంతృప్తికరంగా లేదు, ప్రత్యేకంగా తక్కువ ప్రకాశం పరిధిలో. RGB లైటింగ్ లేదా స్థితి సూచికల వంటి రంగు ఆధారిత LED అనువర్తనాలకు అనలాగ్ మసకబారడం సాధారణంగా తగినది కాదు, ఎందుకంటే వివిధ రకాల IF LED యొక్క రంగు ఉత్పత్తిని ప్రభావితం చేస్తుంది, దీని వలన RGB LED ల నుండి తక్కువ రంగు రిజల్యూషన్ వస్తుంది.

దీనికి విరుద్ధంగా, పిడబ్ల్యుఎం ఆధారిత ఎల్‌ఈడీ డిమ్మర్లు LED ఫార్వర్డ్ కరెంట్ IF లో తేడా లేదు, బదులుగా LED లను ఆన్ / ఆఫ్ స్విచ్చింగ్ రేట్ ద్వారా తేడాను నియంత్రిస్తుంది. అప్పుడు, సగటు ON టైమ్ LED కరెంట్ LED లో అనుపాత ప్రకాశాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. దీనిని డ్యూటీ సైకిల్ (పిడబ్ల్యుఎం యొక్క పల్స్ విరామంలో పల్స్ వెడల్పు నిష్పత్తి) అని కూడా పిలుస్తారు. పిడబ్ల్యుఎం ద్వారా, అధిక విధి చక్రం ఎల్‌ఇడి ద్వారా అధిక సగటు ప్రవాహాన్ని కలిగిస్తుంది, దీనివల్ల అధిక ప్రకాశం వస్తుంది మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది.

మీరు విధి చక్రంను వివిధ ప్రకాశం శ్రేణులకు చక్కగా సర్దుబాటు చేయగలగడం వల్ల, అనలాగ్ డిమ్మింగ్‌తో పోల్చితే పిడబ్ల్యుఎం మసకబారడం చాలా విస్తృత మసక నిష్పత్తిని సాధించడానికి సహాయపడుతుంది.

PWM మెరుగైన ప్రకాశం నియంత్రణ అవుట్‌పుట్‌కు హామీ ఇస్తున్నప్పటికీ, దీనికి మరింత డిజైన్ విశ్లేషణ అవసరం. పిడబ్ల్యుఎం ఫ్రీక్వెన్సీ మన దృష్టి గ్రహించగల దానికంటే చాలా ఎక్కువ ఉండాలి, లేకుంటే ఎల్‌ఇడిలు మినుకుమినుకుమనే విధంగా కనిపిస్తాయి. ఇంకా, PWM మసకబారిన సర్క్యూట్లు విద్యుదయస్కాంత జోక్యం (EMI) ను ఉత్పత్తి చేయడంలో అపఖ్యాతి పాలయ్యాయి.

LED డ్రైవర్ల నుండి జోక్యం

సరిపోని EMI నియంత్రణతో నిర్మించిన ఆటోమోటివ్ LED డ్రైవర్ సర్క్యూట్ ఇతర పొరుగు ఎలక్ట్రానిక్ సాఫ్ట్‌వేర్‌లను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది, రేడియోలో సందడి చేసే శబ్దం లేదా ఇలాంటి సున్నితమైన ఆడియో పరికరాలు.

ప్రోగ్రామబుల్ స్లీవ్ రేట్, లేదా అవుట్పుట్ ఛానల్ ఫేజ్-షిఫ్ట్ లేదా గ్రూప్ ఆలస్యం వంటి EMI ని పరిష్కరించడానికి అనుబంధ ఫంక్షన్లతో పాటు LED డ్రైవర్ IC లు మీకు అనలాగ్ మరియు PWM మసకబారిన లక్షణాలను ఖచ్చితంగా అందించగలవు.

LED డయాగ్నస్టిక్స్ మరియు ఫాల్ట్ రిపోర్టింగ్

ఓవర్-హీటింగ్, షార్ట్-సర్క్యూట్ లేదా ఓపెన్ సర్క్యూట్‌ను కలిగి ఉన్న LED డయాగ్నస్టిక్స్ ఒక ప్రసిద్ధ డిజైన్ అవసరం, ప్రత్యేకించి అప్లికేషన్ బహుళ LED ఆపరేషన్‌ను కోరినప్పుడు. LED లోపం యొక్క ప్రమాదాన్ని తగ్గించడం, LED డ్రైవర్లు ట్రాన్సిస్టర్ ఆధారిత వివిక్త డ్రైవర్ టోపోల్జీల కంటే ఎక్కువ ఖచ్చితత్వంతో నియంత్రిత అవుట్పుట్ కరెంట్‌ను కలిగి ఉంటాయి.

దీనితో పాటు, ఎల్‌ఈడీలు మరియు డ్రైవర్ సర్క్యూట్ యొక్క అధిక కార్యాచరణ ఆయుర్దాయం నిర్ధారించడానికి ఐసి డ్రైవర్లు అదనంగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత రక్షణను కలిగి ఉంటాయి.

ఆటోమొబైల్స్ కోసం రూపొందించిన LED డ్రైవర్లు తప్పకుండా లోపాలను గుర్తించడానికి అమర్చాలి, ఉదాహరణకు LED ఓపెన్ లేదా షార్ట్ సర్క్యూట్. గుర్తించిన లోపాన్ని ఎదుర్కోవటానికి కొన్ని అనువర్తనాలు ఫాలోఅప్ చర్యలను కూడా అవసరం.

ఉదాహరణగా, కారు వెనుక లైట్ మాడ్యూల్ టెయిల్ లైట్లు మరియు బ్రేక్ లైట్లను ప్రకాశవంతం చేయడానికి అనేక LED ల తీగలను కలిగి ఉంటుంది. ఎల్‌ఈడీ తీగల్లో ఒకదానిలో బస్టెడ్ ఎల్‌ఈడీ లోపం కనుగొనబడిన సందర్భంలో, సర్క్యూట్ ఎల్‌ఈడీల యొక్క మొత్తం శ్రేణిని ఆపివేయగలగాలి, తద్వారా మిగిలిన ఎల్‌ఈడీలకు మరింత నష్టం జరగకుండా చూసుకోవాలి.

ప్రామాణికం కాని అధోకరణం చెందిన LED మాడ్యూల్ గురించి ఈ చర్య వినియోగదారుని హెచ్చరిస్తుంది, ఇది అన్‌ఇన్‌స్టాల్ చేసి తయారీదారుకు నిర్వహణ కోసం పంపాలి.

శరీర నియంత్రణ గుణకాలు (BCM)

కారు వినియోగదారుకు డయాగ్నస్టిక్స్ హెచ్చరికను అందించడానికి, ఒక తెలివైన హై-సైడ్ స్విచ్ శరీర నియంత్రణ మాడ్యూల్ (BCM) పై మూర్తి 12 లో వివరించిన విధంగా వెనుక-కాంతి మూలకం ద్వారా లోపం నమోదు చేస్తుంది.

బిసిఎం ద్వారా ఎల్‌ఇడి లోపాన్ని గుర్తించడం క్లిష్టంగా ఉంటుందని చెప్పారు. అప్పుడప్పుడు మీరు ప్రామాణిక ప్రకాశించే బల్బ్-ఆధారిత సర్క్యూట్రీ లేదా LED- ఆధారిత వ్యవస్థను గుర్తించడానికి అదే BCM బోర్డ్ డిజైన్‌ను ఉపయోగించవచ్చు, ఎందుకంటే LED కరెంట్ ప్రకాశించే బల్బ్ వినియోగానికి భిన్నంగా గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది, తార్కిక LED లోడ్ మధ్య భేదం ఉంటుంది.

ముగింపు

ప్రస్తుత-సెన్స్ డయాగ్నస్టిక్స్ ఖచ్చితంగా రూపొందించబడకపోతే ఓపెన్ లేదా డిస్‌కనెక్ట్ చేయబడిన లోడ్‌ను గుర్తించడం కష్టం. వ్యక్తిగత ఓపెన్ ఎల్‌ఈడీ స్ట్రింగ్‌ను కలిగి ఉండటానికి బదులుగా, ఎల్‌ఈడీ తీగల మొత్తం స్ట్రింగ్‌ను ఆపివేయడం ఓపెన్ లోడ్ పరిస్థితిని నివేదించడానికి బిసిఎమ్‌కి మరింత సులభంగా గుర్తించగలదు. వన్-ఎల్ఈడి-ఫెయిల్ అయితే ఒకే ఎల్‌ఈడీ లోపాన్ని గుర్తించడంలో అన్ని ఎల్‌ఈడీలను మూసివేసేందుకు ఆల్-ఎల్‌ఈడీ-ఫెయిల్ ప్రమాణాన్ని అమలు చేయవచ్చని నిర్ధారిస్తుంది. ఆటోమోటివ్ లీనియర్ LED డ్రైవర్లు ఒక-ఫెయిల్-ఆల్-ఫెయిల్ రియాక్షన్‌ను అనుమతించే లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు బహుళ IC ల కాన్ఫిగరేషన్‌లలో సాధారణ లోపం బస్సును గుర్తించగలవు.