נהג LED לפלאש ראיית מכונה בעוצמה גבוהה

מערכות ראיית מכונה משתמשות בהבזקים קצרים מאוד של אור בהיר כדי לייצר תמונות במהירות גבוהה למגוון יישומי עיבוד נתונים. לדוגמה, חגורות מסוע המהירות משמשות לסימון מהיר ולזיהוי פגמים באמצעות מערכות ראיית מכונה. פנסים LED אינפרא אדום ולייזר. משמשים בדרך כלל לראיית מכונה לטווח קצר ולזיהוי תנועה.מערכת האבטחה פולטת פלאש LED מהיר ובלתי מורגש לזיהוי תנועה, לכידה ושמירה של תמונות אבטחה.

האתגר החדש עם כל המערכות הללו הוא יצירת זרמים גבוהים מאוד וצורות גל קצרות (מיקרו -שנייה) של מצלמות LED שעשויות להתפרס על פני תקופות זמן ארוכות יותר, למשל 100 ms עד יותר מ- 1 שניות. מרווחים ארוכים אינו קל האתגר גדל עוד יותר כאשר זרם הנהיגה של ה- LED (או מחרוזת ה- LED) עולה מעל 1 A וזמן ההדלקה של ה- LED מצטמצם לכמה מיקרו שניות. נהגי LED רבים בעלי יכולות PWM במהירות גבוהה. יתכן שלא תוכל להתמודד ביעילות עם זמני כיבוי ארוכים יותר ותקופות קצרות של זרם גבוה מבלי להפחית את איכות הגל המרובע הדרוש לעיבוד נכון של תמונות במהירות גבוהה.

פלאש LED קנייני

למרבה המזל, נהג ה- LED המהיר LT3932 מספק מבזק מצלמה לראיית מכונה עבור מחרוזות LED עד 2 A עם זמני כיבוי של עד שניה אחת, שעה, יום אחד או יותר. פלאש מצלמה מיוחד של LT3932' התכונה מאפשרת לו לשמור על קיבול היציאה ומצב הטעינה של לולאת הבקרה גם במהלך תקופות כיבוי ארוכות. לאחר דגימת מצב הקבלים של פלט ולולאת הבקרה, LT3932 ממשיך לטפטף רכיבים אלה במהלך כיבוי ארוך כדי לפצות על זרם הדליפה הרגיל, אשר נהגי LED אחרים אינם מתחשבים.

ניתן להרחיב את טכנולוגיית הפלאש הקניינית של LT3932' ולחבר את מנהלי ההתקנים במקביל כדי לספק זרם פלאש LED גבוה יותר. צורת ההבזק הרצויה ושלמותה נשארות זהות. איור 1 מראה כמה קל לחבר שניים מנהלי התקנים במקביל לתמיכה בפלאש מצלמה 3A, ועיצובים עד 4A אפשריים.

דרישות הבזק LED למערכות ראיית מכונה גבוהות בהרבה ממה שמנהלי עמעום סטנדרטיים של PWM יכולים להשיג. עם זאת, רוב נהגי ה- LED המתקדמים מיועדים לספק בקרת בהירות עמעום PWM בתדר PWM של לפחות 100 הרץ. הסיבה לכך היא שבשעה תדרים נמוכים יותר, גם אם צורת הגל LED מרובעת וחוזרת על עצמה, העין האנושית רואה הבהוב מעצבן או הבהוב סטרובוסקופי. ב -100 הרץ, זמן הכיבוי המקסימלי התיאורטי הוא כ -10 מ"ש במהלך זמן הכיבוי של 10 אלפיות השנייה, אם מנהל התקן LED יאבד מעט מאוד קיבול פלט ויגרום לו להפעיל את לולאת הבקרה בערך באותו מצב, ובכך לסיים את ה- PWM האחרון בדופק. התגובה המהירה והתגברות הזרם האינדוקטיבי והנורית הבאה דופק ההולכה של PWM יכול להיות מהיר וניתן לחזור על עצמו, וזמן ההפעלה קצר ביותר. זמני כיבוי ארוכים יותר (תדרים מתחת ל -100 הרץ) עלולים לגרום לאובדן טעינה בקיבול הפלט עקב דליפה, מה שלא יאפשר להגיב על בעייפות כאשר הנורית נדלקת שוב.

מנהלי התקני LED מקבילים לספק זרם גבוה יותר

נהג ה- LED פועל כמקור זרם, המסדיר את הזרם הנשלח דרך הנורות. הזרם זורם רק בכיוון אחד, כך שניתן לחבר מספר נהגים LED במקביל ולצבור את הזרם באמצעות העומס. המקור הנוכחי אינו צריך להגן מפני זרם הזורם לאחור דרך ממיר, וגם לא צריך לדאוג לאי התאמות ביציאה. מצד שני, וויסות המתח עצמן לא טובות בהשוואת הזרם. אם שניהם מנסים להתאים את מתח המוצא לנקודה מסוימת , ורשתות המשוב שלהן שונות במקצת, הרגולטור עשוי לספוג את הזרם ההפוך.

מנהל ההתקן LED שומר על זרם הפלט שלו קבוע ללא קשר אם מנהלי התקנים אחרים מספקים זרם נוסף ומצברים אותו בעומס הפלט. הדבר הופך אותו לפשוט מאוד למנהלי LED מקבילים. לדוגמה, מערכת פלאש LED עם שני מנהלי התקני LED מקבילים LT3932 המוצגים באיור 1 יכול להניע ארבע נוריות ביעילות של 3 A, עם פולסים קצרים של 10μs המתפרקים לאורך תקופה ארוכה יותר כפי שהוגדר על ידי מערכות ראיית מכונה. במהלך ה- PWM בזמן, כל ממיר LT3932 מייצר מחצית מהזרם הכולל של הסדרה; במהלך PWM זמן כיבוי, הממיר נכבה וחוסך את מצב הפלט שלו. זמן הכיבוי יכול להיות קצר או ארוך מבלי להשפיע על החזרה על צורת גל הבזק.

איור 1. נהג LED מקביל LT3932 1.5A מייצר 3 פולסי LED של ראיית מכונה עם זמן כיבוי ארוך יחסית לתדרי עמעום סטנדרטיים של PWM.

איור 2. צורת גל פלאש 3a של מצלמה המוצגת באיור 1 במקביל למנהג ה- LED נראית זהה ללא קשר לזמן ה- PWM כבוי. צורת הגל מראה כי (א) 10μs פולסים לאחר 10 ms ו- (b) 10μs פולסים לאחר 1 שניות הם צורת גל פלאש LED LED LT3932 נראית אותו הדבר לאחר יום או יותר של זמן כבוי של PWM.

במהלך כיבוי ארוך, יישום הבזק המצלמה המקביל פשוט כמעט כמו ממיר יחיד. הממיר מתבונן במתח היציאה המשותפת בסוף הדופק האחרון של PWM, טוען את קבל הפלט למצב זה ושומר אותו, גם במהלך זמן רב כל ממיר מנתק את ה- PWM MOSFET שלו מהעומס המשותף ומספק זרם לקבל הפלט שלו כדי לפצות על דליפת האנרגיה כך שהקבל נטען קרוב למצב המתח הסופי ומתוחזק. כל דליפה של קבלים אלה במהלך סיבוב ארוך- ניתן לפצות על זמני כיבוי בכמות קטנה של זרם תחזוקה. כאשר דופק ההולכה הבא של PWM מתחיל, PWM MOSFET של כל ממיר נדלק וקיבול הפלט מתחיל בערך באותו מצב כמו הדופק האחרון, בין אם לאחר 10 אלפיות השנייה או יום שלם.

איורים 2 (א) ו -2 (ב) מראים את נהג ה- LED המקביל LT3932 הנוסע 4 נוריות ב -3 A עם דופק מצלמת ראיית מכונה של 10 מיקרומטר. (1 הרץ), פעימות ה- LED תלולות ומהירות, וזה אידיאלי עבור מערכות ראיית מכונה.

אפשר גם זרם גבוה יותר

מנהלי התקני LED מקבילים אינם מוגבלים לשני ממירים. ניתן גם לחבר שלושה ממירים או יותר במקביל לייצור צורות גל גבוהות יותר עם קצוות תלולים. למערכת אין התקני מאסטר או עבדים, כך שכל הממירים מספקים אותה כמות זרם וחולקים את העומס שווה. מומלץ שכל ממרירי הנהג המקבילים של LED יחלקו את אותו שעון סינכרוני ויישארו בפאזה. הדבר מבטיח כי אדוות קיבול הפלט של כל הממירים יהיה בערך אותו שלב, כך שזרם האדוות לא יזרום בכיוון ההפוך או בין ממירים שונים. חשוב לשמור על צורת גל הדופק PWM מחוץ לפאזה עם השעון הסינכרוני של 2 מגה -הרץ. הדבר מבטיח שצורת גל הבזק ה- LED תישאר מרובעת וללא ריצוד, וכתוצאה מכך תוצאות עיבוד תמונה אופטימליות.

מעגל ההדגמה LT3932 (DC2286A) מיועד להניע זרם LED אחד באמצעות נורית אחת או שתיים (משמש כנהגי LED מדורגים) .כפי שמוצג באיור 1, קל לשנות ומקביל להשיג זרם גבוה יותר ומתח גבוה יותר , או פעולה מקבילה. איור 4 מראה כיצד ניתן לחבר בקלות שני מעגלים כאלה כדי להניע ארבעה נוריות עם 10μs, 3 A פולסים מכניסת 24 V. למטרות בדיקה, ניתן להשתמש במחולל הדופק כדי לספק אות שעון סינכרוני, כפי שמוצג באיור 4. במערכת הראייה של מכונת ייצור המוני, ניתן להשתמש בשבב השעון ליצירת אות שעון סינכרוני ודופק PWM. עבור פולסים זרמים גבוהים יותר, ניתן להוסיף יותר ממיר מעגלי הפגנה DC2286A באמצעות אותה תכנית מקבילה.

איור 3. דוגמא לראיית מכונה על מסוע תעשייתי. מערכת האיתור נעה במהירויות רבות ושונות, אך טכנולוגיית הפלאש חייבת להיות מהירה וחדה.

איור 4. ניתן לחבר בקלות שני מעגלי הדגמה DC2286A LT3932 במקביל ליצירת אפליקציית הבזק LED 3 A עד 4 A המכונה המוצגת באיור 1.

סיכום

מערכות ראיית מכונה יכולות להשתמש במנהלי LED מקבילים ליצירת צורות גל מהירות, מרובעות וזרמות גבוהות הדרושות לעיבוד תמונה אוטומטי. ניתן להרחיב את טכנולוגיית פלאש המצלמה הקניינית מסוג LT3932 LED' לזרמים גבוהים יותר על ידי ממירים מקבילים. ניתן להשיג ממירים מקבילים LT3932, 3 A ומעלה פעימות מיקרו-שניות גבוהות אפילו עם זמן כיבוי ארוך יותר. צורת גל פלאש מצלמת ה- LED נשארת מרובעת וללא ריצוד ללא קשר למשך הזמן בין הבזקי LED.

פתרונות תרמיים עבור LED חשובים מאוד מכיוון שהעוצמה גבוהה יותר ויותר, סינדה תרמית יכולה לספק זני קירור וקירור LED שונים הכוללים גוף קירור שחולץ מאלומיניום, גוף קירור בעל ביצועים גבוהים, גוף קירור מנחושת, גוף קירור של סנפיר וחום צינור קירור. אנא פנה אלינו אם יש לך שאלות בנוגע לפתרון תרמי.

אתר אינטרנט:www.sindathermal.com

איש קשר: castio _ ou@sindathermal.com

ווצ'אט: +8618813908426