干貨分享 | 如何使用示波器、AFG和萬用表測試LED 驅動器的調光線性度?
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本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/202201/431169.htm隨著LED燈珠技術的發(fā)展,相較于傳統(tǒng)的模擬調光技術,數(shù)字調光技術在近幾年得到了長足的發(fā)展?,F(xiàn)如今在燈具市場里有成千上萬種調光產品可供選擇,在調光驅動選擇上我們需要考慮到這些要素。調光平滑度,調光深度,在調光過程中是否有可感知的頻閃和紋波。
為了達到調光輸出的超細平滑度,首先得了解每個調光等級之間的差別。在每個調光等級間,如果差別越小,則調光越平滑。這樣就能在整個調光過程中實現(xiàn)無極調光。如下圖所示。
本文案例是一個客戶需要快速測量PWM調光時的輸出電流線性度和平滑度,進而再進積分球測試亮度線性度。被測器件是一款集成度極高,具備恒壓或恒流輸出的雙模式BUCK和無極性接入的載波二總線芯片。同時客戶又擔心這種具備總線功能的調光芯片,在總線通訊時會不會對LED調光產生影響。而Buck部分高達1Mhz的開關頻率,同時又為電流測量帶來了不小的挑戰(zhàn)。本文選擇使用了TCP0030A探頭,此探頭可以達到120Mhz帶寬,對于高速電流信號的測量非常合適。
我們下面就帶著這些問題,一起進入測試和驗證。
測試目的:
1,使用AFG31252產生的信號進行PWM調光,使用DMM6500掃描輸出電流線性度。
2,使用電流探頭測量電感電流,查看在調光時候是否電感飽和,以選擇適合的電感。
3,觀測在總線通訊時,對調光是否產生影響,是否造成LED閃爍。
測試環(huán)境已經搭建完畢:
測試思路
我們先對問題1進行測試:
使用AFG生成PWM調整占空比,此處沒有把萬用表串入回路,而是用DM6500測量檢流電阻電壓,計算出燈串電流平均值。由此可以獲得如下圖表:
就此看來,全占空比調光范圍內,線性度還是極好的。在每個AFG驅動的PWM周期,SW都可以快速的響應,電流達到預設值無過充。
我們進而驗證在總線通訊時候,LED電流是否會受到影響。得益于TCP0030A具有120Mhz的速度,我們可以觀察到可能存在的,非常細小的電流噪音。這對于查找一些莫名其妙的LED閃爍,微亮等異?,F(xiàn)象,提供了非常清晰的測量支持。
其實從上圖中就能看到,在調光PWM信號的關周期時,總線上的載波波形,并沒有在LED電流上產生任何尖峰。我們再看一下在EN開周期時的情況。
可見,在總線通訊波形快速變化時,燈串電流依然沒有任何的毛刺或者上下過沖。
我們再把電流探頭換到電感上,對電感電流進行一下觀測。
可見電流在開周期時候最高達到約900mA,得益于TBS2000高達20M的存儲深度,ZOOM后波形依然非常清晰,可見目前所選電感未出現(xiàn)電流翹尾的飽和現(xiàn)象。當然,想要更仔細的評估電感的可用度,還需要對各種不同開關模式下的電感電流做更多的測試,可見上一篇文章。這個電流的上升時候僅有640ns!這是一款開關速度1Mhz的恒流LED驅動芯片,低速電流探頭是無法測量的,對于這種信號的測量,這款TCP0030A高達120Mhz速度的電流探頭,幾乎是唯一選擇。
客戶隨后使用串口在二總線上傳輸MODBUS協(xié)議,使用MCU按照AFG給定的頻率控制燈串亮度,很快便設計完畢了一款照明燈的方案設計。
主要設備名稱 | 推薦型號 | 主要技術指標 | 系統(tǒng)應用 |
示波器 | TBS2104 | 四通道100Mhz | 1、LED調光測試 2、高速電流測試 3、動態(tài)響應測試 |
探頭 | TCP0030A | 120Mhz 30A電流探頭 | |
函數(shù)發(fā)生器 | AFG31252 | 雙通道250Mhz函數(shù)發(fā)生器 | |
萬用表 | DMM6500 | 1 M 采樣/秒16 位 |
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