Aktif akım amplifatörleri, Led ve Ekran Sürücü Devreleri için Op Amps ile uygulama

LED ve Ekran Sürücüleri için Active Current Amplifiers

Modern LED ve ekran sistemleri, sabit renk ısısını korumak için kesin, istikrarlı bir düzenleme talep eder ve uzun operasyonel yaşam sağlar.Mevcut-enerji veya yüksek çözünürlükte uygulamalar için genellikle yeterli değildir, tedarik gerilim dalgalanmaları, sıcaklık değişiklikleri ve üretim toleransları, operasyonel yükselteçlerle inşa edilebilir yükselteçler (ops) mevcut yükseltilebilirlik ve düşük performanslı ekran görüntüleri için performans gösterir.

Active Current Yönetmeliğin Temelleri

Aktif bir akım yükseltici, yük yük devretme veya tedarik gerilimindeki değişikliklerden bağımsız olarak tam olarak kontrol edilen bir yük üzerinden geri bildirim alır. temel fikir basit: bir algılama, yükleme akımını küçük bir gerilime dönüştürür, bu da amplifiğe kıyasla sabit bir referans gerilimine karşılanır.

Bu yaklaşım, pasif direnç veya ayrı transistör akım kaynakları üzerinde birkaç avantaj sunar:

• [FONT:0) Yüksek hassas[[DÜT:1) - Artırılmış amp kazanım, mikro volt veya milivolt seviyelerine sabit devlet hatası azaltır.
• [FONT:0)Excellent yük düzenleme[[Dönetici: 1) Mevcut yüknün ileri gerilim değişiklikleri olarak sabit kalır.
• [FONT:0) Düşük düşüş gerilimi[[DÜT:1) - aktif devreler pasif çözümlerden daha az baş oda ile çalışabilir.
• [FONT:0)[Dönlenebilirlik - mevcut referans gerilimi veya anlam direnişi ile kolayca ayarlanır.
• [FONT:0] ⁇ istikrar[DÜT:1) - yükleme ve bileşenlerdeki sıcaklık kaynaklı değişimler için geri bildirimler telafi eder.

Ticaret-off, devre karmaşıklığı, af amp'ün gücü tüketimi ve osilasyondan kaçınmak için dikkatli bir tazminata ihtiyaç duyuyor. Ancak, çoğu ekran ve LED sürücü uygulamaları için, bu ticaret-offlar performans kazanımlara kabul edilebilir.

Mevcut Amplifier Design'daki Anahtar Parametreler

LED veya ekran sürücü devreleri için aktif bir mevcut yükselteçini belirttiğinde, mühendisler birkaç kritik parametreyi değerlendirmelidir:

• [FONT=0)Yönetmelik doğruluğu[[Dönlendirme:0)[[Dönlendirme doğruluğu[[Dönlenme:0) - istenen mevcut ve gerçek akım sıcaklık ve gerilim varyasyonları arasındaki fark.
• [FONT=0)Compliance gerilimi[[Dönetici: 1))[Dönetici] - gerilim aralığı af amplifiğe ve düzenlemeyi sürdürürken karşı direnmek gerekir.
• [FONT:0]Band genişlik ve istikrar[Dönetici: 1) – ringing veya oscillation olmadan hızlı yük geçicilerine cevap verme yeteneği.
• [FONT=0)Power Dağıtım[[DÜT:1) - Işık, direnç anlamında üretilen ısı, af amp ve yük, özellikle yüksek akım uygulamalar için.
• [FONT=0)Output gürültü[Dönetici:0)[Dönder:0)[Dönderdeki herhangi bir dalga veya gürültü LED'lerde görünür flicker veya ekran eserlerde görünür.

Bu parametreleri anlamak, belirli bir LED veya ekran uygulama için uygun af amp seçme ve bileşenleri desteklemenize yardımcı olur.

Temel Op-Amp Current Source Topologys

Çeşitli klasik op-amp devre konfigürasyonları aktif bir mevcut yükselteç uygulayabilir. Seçim, yüklemenin zeminli veya yüze olması gerektiği, gerekli mevcut aralığı ve mevcut tedarik gerilimleri.

Grounded-Load Current Source

Birçok LED sürücü uygulamaları için, yük bir terminale bağlı olmalıdır (örneğin, düşük taraflı LED dize). Mevcut kaynak yükün ve mevcut noktanın dağılımına bağlantı sağlarken, arsa ve zemin arasında bir terminale sahip olmalıdır.

Bu topolojide, af amplifiğe karşı gerilim kuvvetlendirir veya referans gerilimine eşit olarak kalır. Mevcut durum şu şekildedir:0)I = V ref / R sense)) Bu işlem, amplifün çıktı geriliminin yükten yüksek olması gerekir, çünkü mevcut olan gerilimin düşmesi, ancak daha düşük bir gerilimin daha düşük olması gerekir.

Floating-Load Current Source (Howland Current Pump)

Yük yüzen (ya da terminali) ne kadar popüler bir seçimdir. Bu devre, amplifikatör veya binme nedeniyle dört dirençli tek bir artırılmış amp kullanır.

Standart Howland pompası için mevcut olan çıktı (bir özel orandaki eşit değere karşı direnç gösterenler ile) [[0)I load = (V ref * R2) / (R1 * R load)[Döneticileri)[Döneticileri) [Döneticileri belirli bir oranlarda eşit değere karşı direnç gösterir.

Improv Howland Current Pump

Temel Howland pompasının eşleşen duyarlılığının üstesinden gelmek için, gelişmiş bir sürüm, yüksek çözünürlük LED sürücü IC'leri içsel olarak bu topolojinin daha iyi bir doğruluk sağlamak için bir ikinci bir artırılmış amplitüdünü daha iyi bir şekilde kullanır.The improve Howland Pump can achieve printZedance over several megaohms, make it appropriate for high-precision LED current Regulation.

Low-Side vs. High-Side Sensing

Ekran sürücü devreleri, özellikle de birden çok paralel LED dizeleri kullananlar, mevcut konuları algılama yöntemi. Low-side algılama (sense yük ve zemin arasında direnç gösterir) daha basit ve apara girişleri içinde ortak bir mod gerilimi kullanır. Yüksek-side algılama (sense) örneğin, otomotiv LED kafalı LED kafaları genellikle pozitif raylara yakın olan gerilimi kontrol etmek için yüksek seviyeli bir amplifiğe ihtiyaç duyar. Yüksek yanlı algılamalar doğrudan ısı yönetimi veya düzeni nedenleri için tercih edilir.

Mevcut doğruluk ve Stability için programlanabilir

Doğru bileşenleri seçmek devre üstoloji tarafından vaat edilen performansa ulaşmak için kritiktir. duygu direnç, af amp ve referans gerilim kaynağı doğrudan genel doğruluğu belirler.

Op-Amp Selection Kriterleri

• Input dengeleme gerilimi (V os) - 0.1 ULLI karşı 1 mV dengeleme, 10 mA hatası yaratır. Low-offset op amps (e.g., <50 μV) hassas mevcut düzenleme için önemlidir.
• [FONT=0]Input önyargı akım[[Dönetici:0] - Önemli hata eklemekten kaçınmak için mevcut olan anlamdan daha küçük olmalıdır. FET-input ops (CMOS veya JFET) μA-d seviyesi LED akımlar için idealdir.
• [FONT:0]Rail-to-rail çıkışı[Döntgen: 1) - Af amplifikre yakın bir şekilde yük ve anlam dirençlisi sürmek için tedarik raylarına yakınlaşmalı.
• [FONT=0)Supply voltaj aralığı[[Döntgen: 1) Yükün maksimum gerilim artı başı odasını karşılamalıdır. yüksek güç LED dizeleri için, bu 30 V veya daha fazlası olabilir.
• [FONT=0]Band genişlik ve yarık oranı[[DÜT:1) - PWM için veya hızlı ekran güncellemeleri için, af amp, aşırı yükleme olmadan çabuk yerleşmeli. Birkaç MHz'in bir kazanç bant ürünü genellikle yeterlidir.

Popüler seçimler OPA333 (zero-drift, düşük başlangıç), TLV9062 (rayın, 10 MHz), ve ADA4528 (ultra-düşük gürültü, 2.5 μV dengeleme) yüksek gerilim uygulamaları için, OPA192 (36 V tedarik) veya LT6015 gibi af.

Sense Diy Seçici

Bu anlamda direnç düşük toleransa sahip olmalıdır (% 0.1 veya daha iyi) ve düşük sıcaklık katsayı (ya da 25 ppm /°C) sıcaklık üzerinde doğruluk sağlamak için. Güç puanının 0,0)I2R[DÜye karşı çıkıyor[DÜye Olmayanlar için 1 W veya daha büyük bir parça gerektirir.

Mekanik direnç üzerindeki Kelvin bağlantıları, hataları tanıtmak için PCB izlerinin direncinden kaçınmaları önerilir. Four-terminal direnççilere ayrı güç ve anlam pedleri ile karşı hassas tasarımları için idealdir.

Referans Kaynağı

Kalıcı referans gerilimi gereklidir; referansta herhangi bir gürültü veya sürüklenme doğrudan mevcut varyasyon olarak görünür. Düşük güç tasarımları için, LM40 (% 0.1 ilk doğruluk, 20 ppm/°C) iyi çalışır. Daha yüksek akımlar için, REF5050505050 (% 0,05) gibi bir dizi referans temiz bir 5 V referans sağlayabilir. Bazı durumlarda, bir DAC çıktısı veya filtrelenmiş PWM sinyali, dkkkkkk veya renk kontrolü için ayarlanabilir bir referans olarak hizmet edebilir.

Tasarım Challenges and Solutions

Op-amp mevcut kaynaklar dikkatli bir şekilde tasarlanmamışsa beklenmedik şekilde davranabilir. Ortak tuzaklar salınımlar, ısıtımı ve zayıf geçici yanıt içerir.

Stability Compensation

Yük ve anlamda geri bildirim döngüsü, özellikle yük önemli bir kapasiteye sahipse (örneğin, uzun PCB izlerini içeren büyük bir LED dizisi) küçük bir tazminat sıpertörü ([DÜT:0Cc) geri bildirimde bulunan veya en az 45°'e doğru bir adım atma yoluyla bir aşama marjını kullanarak, 10 pF aralığındaki bir değer.