LED-driver voor krachtige machine vision-flitser

Machine vision-systemen gebruiken zeer korte flitsen van helder licht om hogesnelheidsbeelden te produceren voor een verscheidenheid aan gegevensverwerkingstoepassingen. Snel bewegende transportbanden worden bijvoorbeeld gebruikt voor snelle etikettering en defectdetectie door middel van machine vision-systemen. Infrarood- en laser-LED-zaklampen worden vaak gebruikt voor machinevisie op korte afstand en bewegingsdetectie. Het beveiligingssysteem zendt een snelle, onmerkbare LED-flitser uit om beweging te detecteren, beveiligingsbeelden vast te leggen en op te slaan.

De uitdaging bij al deze systemen is het genereren van zeer hoge stromen en korte (microseconden) LED-flitsgolfvormen van camera's die over langere tijdsperioden kunnen worden verspreid, bijv. 100 ms tot meer dan 1 s. Het genereren van korte vierkante LED-flitsgolven met lange intervallen is niet eenvoudig. De uitdaging wordt nog groter wanneer de stuurstroom van de LED (of LED-string) boven 1 A stijgt en de LED-inschakeltijd wordt teruggebracht tot enkele microseconden. Veel LED-drivers met high-speed PWM-mogelijkheden kan mogelijk niet effectief omgaan met langere uitschakeltijden en korte perioden van hoge stroom zonder de blokgolfkwaliteit te verminderen die nodig is om afbeeldingen met hoge snelheid correct te verwerken.

Gepatenteerde LED-flitser

Gelukkig biedt de LT3932 high-speed LED-driver een machine vision cameraflitser voor LED-strings tot 2 A met uitschakeltijden van maximaal 1 seconde, 1 uur, 1 dag of meer. De speciale cameraflitser van de LT3932' functie maakt het mogelijk om de uitgangscapaciteit en de laadstatus van de regellus te behouden, zelfs tijdens lange periodes van uitschakeling. andere LED-stuurprogramma's houden geen rekening met.

De gepatenteerde flitstechnologie van de LT3932' kan worden uitgebreid en de drivers kunnen parallel worden aangesloten om een ​​hogere LED-flitsstroom te leveren. De gewenste flitsvorm en integriteit blijven hetzelfde. Afbeelding 1 laat zien hoe eenvoudig het is om twee drivers parallel om een ​​3A-cameraflitser te ondersteunen, en ontwerpen tot 4A zijn mogelijk.

De vereisten voor LED-flitsers voor machine vision-systemen zijn veel hoger dan de standaard PWM-dimdrivers kunnen bereiken. Dat gezegd hebbende, de meeste high-end LED-drivers zijn ontworpen om PWM-dimhelderheidsregeling te bieden bij een PWM-frequentie van ten minste 100 Hz. lagere frequenties, zelfs als de LED-golfvorm vierkant en herhaalbaar is, ziet het menselijk oog een vervelende flikkering of stroboscopische flikkering. Bij 100 Hz is de theoretische maximale uitschakeltijd ongeveer 10 ms. Tijdens de uitschakeltijd van 10 ms, als correct ontworpen, zal de LED-driver zeer weinig uitgangscapaciteitslading verliezen, waardoor deze de regellus in ongeveer dezelfde staat start, waardoor de laatste PWM-puls wordt beëindigd. De snelle respons en toename van de inductieve stroom en de volgende LED PWM-geleidingspuls kan snel en herhaalbaar zijn, en de opstarttijd is extreem kort. Langere uitschakeltijden (frequenties onder 100 Hz) kunnen leiden tot een verlies van lading in de uitgangscapaciteit als gevolg van lekkage, waardoor het onmogelijk wordt om te reageren qu ickly wanneer de LED weer wordt ingeschakeld.

Parallelle LED-drivers voor hogere stroom

De LED-driver fungeert als een stroombron en regelt de stroom die door de leds wordt gestuurd. De stroom vloeit slechts in één richting, dus meerdere LED-drivers kunnen parallel worden aangesloten en de stroom kan door de belasting worden geaggregeerd. moet waken tegen stroom die terugvloeit door een converter, en hoeft zich ook geen zorgen te maken over mismatches in de output. Aan de andere kant zijn spanningsregelaars zelf niet goed in het gelijkmaken van de stroom. Als ze allebei proberen de uitgangsspanning aan te passen aan een bepaald punt , en hun feedbacknetwerken enigszins verschillen, kan de regelaar de tegenstroom absorberen.

De LED-driver houdt zijn uitgangsstroom constant, ongeacht of andere drivers extra stroom leveren en deze optellen bij de uitgangsbelasting. Dit maakt het zeer eenvoudig om LED-drivers parallel te schakelen. Bijvoorbeeld een LED-flitssysteem met twee parallelle LT3932 LED-drivers, weergegeven in afbeelding 1 kan vier leds aansturen met een efficiëntie van 3 A, waarbij korte pulsen van 10μs uiteenvallen over een langere periode zoals gedefinieerd door machine vision-systemen. Tijdens de PWM-aan-tijd genereert elke LT3932-converter de helft van de totale seriestroom; uitschakeltijd schakelt de converter uit en slaat de uitgangsstatus op. De uitschakeltijd kan kort of lang zijn zonder de herhaalbaarheid van de flitsgolfvorm te beïnvloeden.

Afbeelding 1. Parallelle LT3932 1.5A LED-driver genereert 3 A machine vision LED-pulsen met een lange uitschakeltijd ten opzichte van standaard PWM-dimfrequenties.

Afbeelding 2. De 3a-flitsgolfvorm van de camera die in Afbeelding 1 wordt weergegeven, parallel aan de LED-driver, ziet er hetzelfde uit, ongeacht de PWM-uit-tijd. identiek. De LT3932 LED-flitsgolfvorm ziet er hetzelfde uit na een dag of meer PWM-uit-tijd.

Tijdens lange uitschakelingen is de parallelle cameraflitstoepassing bijna net zo eenvoudig als een enkele converter. De converter observeert de gedeelde uitgangsspanning aan het einde van de laatste PWM-puls, laadt de uitgangscondensator in die staat en handhaaft deze, zelfs gedurende lange tijd elke omzetter ontkoppelt zijn PWM MOSFET van de gedeelde belasting en levert stroom aan zijn uitgangscondensator om de energielekkage te compenseren, zodat de condensator dicht bij de uiteindelijke spanningstoestand wordt geladen en gehandhaafd. Elke lekkage van deze condensatoren tijdens lange draai- uit-tijden kunnen worden gecompenseerd door een kleine hoeveelheid onderhoudsstroom. Wanneer de volgende PWM-geleidingspuls begint, wordt de PWM MOSFET van elke omzetter ingeschakeld en begint de uitgangscapaciteit in ongeveer dezelfde staat als de laatste puls, hetzij na 10 ms of een hele dag.

Figuren 2 (a) en 2 (b) tonen de LT3932 parallelle LED-driver die 4 leds aanstuurt bij 3 A met een machine vision camerapuls van 10μs. Of het nu een 10 ms PWM uit-tijd (100 Hz) of een 1 s PWM uit-tijd is (1 Hz), de LED-pulsen zijn steil en snel, wat ideaal is voor machine vision-systemen.

Hogere stroom is ook mogelijk

Parallelle LED-drivers zijn niet beperkt tot twee converters. Er kunnen ook drie of meer converters parallel worden aangesloten om hogere stroomgolfvormen met steile randen te produceren. Het systeem heeft geen master- of slave-apparaten, dus alle converters leveren dezelfde hoeveelheid stroom en delen de gelijkmatig laden. Het wordt aanbevolen dat alle parallelle LED-driverconverters dezelfde synchrone klok delen en in fase blijven. Dit zorgt ervoor dat de rimpel van de uitgangscapaciteit van alle converters ongeveer dezelfde fase heeft, zodat de rimpelstroom niet in de tegenovergestelde richting stroomt of tussen verschillende converters. Het is belangrijk om de PWM-pulsgolfvorm uit fase te houden met de 2 MHz synchrone klok. Dit zorgt ervoor dat de LED-flitsgolfvorm vierkant en vrij van jitter blijft, wat resulteert in optimale beeldverwerkingsresultaten.

Het LT3932-demonstratiecircuit (DC2286A) is ontworpen om 1 A LED-stroom door een of twee leds te sturen (die fungeren als step-down LED-drivers). Zoals weergegeven in afbeelding 1, is het gemakkelijk te veranderen en parallel om een ​​hogere stroom, hogere spanning te bereiken , of parallelle werking. Afbeelding 4 laat zien hoe twee van dergelijke circuits eenvoudig met elkaar kunnen worden verbonden om vier leds met 10μs, 3 A-pulsen van een 24 V-ingang aan te sturen. Voor testdoeleinden kan de pulsgenerator worden gebruikt om een ​​synchroon kloksignaal te leveren, zoals weergegeven in figuur 4. In het machinevisiesysteem voor massaproductie kan klokchip worden gebruikt om een ​​synchroon kloksignaal en PWM-puls te genereren. Voor hogere stroompulsen kunnen meer DC2286A-converters voor demonstratiecircuits worden toegevoegd met behulp van hetzelfde parallelle schema.

Figuur 3. Voorbeeld van machine vision op een industriële transportband. Het detectiesysteem beweegt met veel verschillende snelheden, maar de flitstechnologie moet snel en scherp zijn.

Afbeelding 4. Twee DC2286A LT3932-demonstratiecircuits kunnen eenvoudig parallel worden aangesloten om de 3 A tot 4 A machine vision LED-flitstoepassing te creëren die wordt weergegeven in Afbeelding 1.

conclusie

Machine vision-systemen kunnen parallelle LED-drivers gebruiken om snelle, vierkante golfvormen met hoge stroomsterkte te creëren die nodig zijn voor automatische beeldverwerking. parallelle LT3932-converters, pulsen van 3 A en hoger kunnen worden bereikt, zelfs met een langere uitschakeltijd. De flitsgolfvorm van de LED-camera blijft vierkant en jittervrij, ongeacht de tijdsduur tussen de LED-flitsen

Thermische oplossingen voor LED zijn erg belangrijk omdat het vermogen geleidelijk hoger en hoger wordt. Sinda Thermal kan verschillende soorten LED-koellichamen en -koelers leveren, waaronder aluminium geëxtrudeerde koellichamen, hoogwaardige koellichamen, koperen koellichamen, koelvin met geschaafde vin en heatpipe-koellichaam. neem contact met ons op als u vragen heeft over thermische oplossingen.

website:www.sindathermal.com

contact:castio_ou@sindathermal.com

Wechatten: +8618813908426