Светодиодный драйвер для мощной вспышки машинного зрения
Системы машинного зрения используют очень короткие вспышки яркого света для получения высокоскоростных изображений для различных приложений обработки данных. Например, быстро движущиеся конвейерные ленты используются для быстрой маркировки и обнаружения дефектов с помощью систем машинного зрения. Инфракрасные и лазерные светодиодные фонари обычно используются для машинного зрения ближнего радиуса действия и обнаружения движения. Система безопасности излучает высокоскоростную, незаметную светодиодную вспышку для обнаружения движения, захвата и хранения изображений безопасности.
Ни одна из проблем со всеми этими системами заключается в генерации очень высоких токов и коротких (микросекундных) светодиодных сигналов камеры, которые могут распространяться в течение более длительных периодов времени, например, от 100 мс до более чем 1 с. Генерировать короткие квадратные волны светодиодной вспышки с длинными интервалами непросто. Проблема еще больше возрастает, когда ток вождения светодиода (или светодиодной строки) поднимается выше 1 А, а время включения светодиода сокращается до нескольких микросекунд. Многие светодиодные драйверы с высокоскоростными возможностями ШИМ могут быть не в состоянии эффективно обрабатывать более длительное время выключения и короткие периоды высокого тока без снижения качества квадратной волны, необходимого для правильной обработки высокоскоростных изображений.
Фирменная светодиодная вспышка
К счастью, высокоскоростной светодиодный драйвер LT3932 обеспечивает вспышку камеры машинного зрения для светодиодных струн до 2 А с временем выключения до 1 секунды, 1 часа, 1 дня и более. Специальная функция вспышки камеры LT3932 позволяет поддерживать выходную емкость и контролировать состояние заряда контура даже в течение длительных периодов выключения. После выборки состояния конденсаторов выходного и контура управления LT3932 продолжает просачивать заряд этих компонентов во время длительных отключений, чтобы компенсировать обычный ток утечки, который другие светодиодные драйверы не учитывают.
Запатентованная технология флэш-памяти LT3932 может быть расширена, а драйверы могут быть подключены параллельно, чтобы обеспечить более высокий ток светодиодной вспышки. Желаемая форма вспышки и целостность остаются прежними. На рисунке 1 показано, как легко параллельно подключать два драйвера для поддержки вспышки камеры A 3A, и возможны конструкции до 4A.
Требования к светодиодным вспышкам для систем машинного зрения намного выше, чем могут достичь стандартные драйверы затемнения ШИМ. Тем не менее, большинство высококачественных светодиодных драйверов предназначены для обеспечения управления яркостью ШИМ-затемнения на частоте ШИМ не менее 100 Гц.Это связано с тем, что на более низких частотах, даже если форма светодиодного сигнала квадратная и повторяемая, человеческий глаз видит раздражающее мерцание или стробоскопическое мерцание. При 100 Гц теоретическое максимальное время выключения составляет около 10 мс. В течение времени выключения 10 мс, если он правильно спроектирован, светодиодный драйвер потеряет очень небольшой заряд выходной емкости, в результате чего он запустит контур управления примерно в том же состоянии, тем самым закончив последний импульсный ШИМ. Быстрая реакция и увеличение индуктивного тока и следующего светодиодного импульса проводимости ШИМ могут быть быстрыми и повторяемыми, а время запуска чрезвычайно коротким. Более длительное время выключения (частоты ниже 100 Гц) может привести к потере заряда в выходной емкости из-за утечки, что делает невозможным быстрое реагирование при повторном включении светодиода.
Параллельные светодиодные драйверы для обеспечения более высокого тока
Светодиодный драйвер действует как источник тока, регулируя ток, посылаемый через светодиоды. Ток течет только в одном направлении, поэтому несколько светодиодных драйверов могут быть подключены параллельно, а ток может быть агрегирован через нагрузку. Источнику тока не нужно защищаться от тока, протекающего назад через преобразователь, и ему не нужно беспокоиться о несоответствиях выходного сигнала. С другой стороны, сами регуляторы напряжения не очень хороши в выравнивании тока. Если они оба пытаются отрегулировать выходное напряжение до определенной точки, и их сети обратной связи немного отличаются, регулятор может поглощать обратный ток.
Светодиодный драйвер сохраняет свой выходной ток постоянным независимо от того, обеспечивают ли другие драйверы дополнительный ток и агрегируют его на выходную нагрузку. Это делает его очень простым для параллельных светодиодных драйверов. Например, светодиодная система флэш-памяти с двумя параллельными светодиодными драйверами LT3932, показанными на рисунке 1, может приводить в движение четыре светодиода с эффективностью 3 А, при этом короткие импульсы 10 мкс распадаются в течение более длительного периода, как это определено системами машинного зрения. Во время ШИМ-тайма каждый преобразователь LT3932 генерирует половину общего последовательного тока; во время отключения ШИМ преобразователь выключается и сохраняет свое выходное состояние. Время выключения может быть коротким или длинным, не влияя на повторяемость формы вспышки.
Рисунок 1. Параллельный светодиодный драйвер LT3932 1.5A генерирует светодиодные импульсы машинного зрения 3 А с длительным временем выключения относительно стандартных частот затемнения ШИМ.
Рисунок 2. Форма вспышки камеры 3a, показанная на рисунке 1 параллельно со светодиодным драйвером, выглядит одинаково независимо от времени отключения ШИМ. Форма сигнала показывает, что импульсы (a) 10 мкс через 10 мс и (b) импульсы 10 мкс через 1 с идентичны. Форма сигнала светодиодной вспышки LT3932 выглядит одинаково через день или более времени отключения ШИМ.
Во время длительных отключений приложение параллельной вспышки камеры почти так же просто, как один конвертер. Преобразователь наблюдает общее выходное напряжение в конце последнего импульсного ШИМ, заряжая выходной конденсатор до этого состояния и поддерживая его даже в течение длительных периодов выключения. Каждый преобразователь отключает свой ШИМ-МОП-тп-тп от общей нагрузки и подает ток на выходной конденсатор, чтобы компенсировать утечку энергии, так что конденсатор заряжается близко к конечному состоянию напряжения и поддерживается. Любая утечка этих конденсаторов во время длительного времени отключения может быть компенсирована небольшим количеством тока обслуживания. Когда запускается следующий импульс проводимости ШИМ, ШИМ-моп-тпфилируемый ОМК каждого преобразователя включается, и выходная емкость начинается примерно в том же состоянии, что и последний импульс, будь то через 10 мс или целый день.
На рисунках 2 (a) и 2 (b) показан параллельный светодиодный драйвер LT3932, приводящий в движение 4 светодиода при 3 А с импульсом камеры машинного зрения 10 мкс. Будь то время выключения ШИМ 10 мс (100 Гц) или время выключения ШИМ 1 с (1 Гц), светодиодные импульсы являются крутыми и быстрыми, что идеально подходит для систем машинного зрения.
Также возможен более высокий ток
Параллельные светодиодные драйверы не ограничиваются двумя преобразователями. Три или более преобразователей также могут быть соединены параллельно для получения сигналов с более высоким током с крутыми краями. Система не имеет ведомых или ведомых устройств, поэтому все преобразователи обеспечивают одинаковое количество тока и делят нагрузку поровну. Рекомендуется, чтобы все параллельные светодиодные преобразователи драйверов работали на одном синхронном такте и оставались в фазе. Это гарантирует, что пульсации выходной емкости всех преобразователей имеют примерно одинаковую фазу, поэтому ток пульсаций не течет в противоположном направлении или между разными преобразователями. Важно, чтобы форма импульсного сигнала ШИМ не выходила из фазы с синхронным тактовым сигналом 2 МГц. Это гарантирует, что форма сигнала светодиодной вспышки остается квадратной и свободной от дрожания, что приводит к оптимальным результатам обработки изображений.
Демонстрационная схема LT3932 (DC2286A) предназначена для пропускания тока светодиода 1 А через один или два светодиода (действующих как понижающие светодиодные драйверы). Как показано на рисунке 1, его легко изменять и параллельно для достижения более высокого тока, более высокого напряжения или параллельной работы. На рисунке 4 показано, как две такие цепи могут быть легко соединены вместе для привода четырех светодиодов с импульсами 10 мкс, 3 А от входа А 24 В. Для целей тестирования генератор импульсов может быть использован для обеспечения синхронного тактового сигнала, как показано на рисунке 4.In система машинного зрения массового производства, тактовый чип может быть использован для генерации синхронного тактового сигнала и импульса ШИМ. Для более высоких импульсов тока можно добавить более демонстрационную схему преобразователей DC2286A с использованием той же параллельной схемы.
Рисунок 3. Пример машинного зрения на промышленной конвейерной ленте. Система обнаружения движется с разной скоростью, но технология вспышки должна быть быстрой и резкой.
Рисунок 4. Две демонстрационные схемы DC2286A LT3932 могут быть легко подключены параллельно для создания светодиодной вспышки машинного зрения от 3 А до 4 А, показанной на рисунке 1.
заключение
Системы машинного зрения могут использовать параллельные светодиодные драйверы для создания быстрых, квадратных, высокоточных осциллограмм, необходимых для автоматической обработки изображений. Запатентованная технология вспышки камеры драйвера LT3932 LED может быть расширена до более высоких токов с помощью распараллеливания преобразователей. С параллельными преобразователями LT3932 импульсы 3 А и выше могут быть достигнуты даже при более длительном времени выключения. Форма сигнала вспышки светодиодной камеры остается квадратной и без дрожания независимо от продолжительности времени между светодиодными вспышками
Тепловые решения для светодиодов очень важны, так как мощность постепенно растет и выше, Sinda Thermal может предоставить разновидности светодиодных радиаторов и охладителей, которые включают алюминиевый экструдированный радиатор, высокопроизводительный радиатор, медный радиатор, радиатор с плавником и теплоотвод с тепловой трубкой. пожалуйста, свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо вопросы о тепловом решении.
сайт: www.sindathermal.com
contact:castio_ou@sindathermal.com
Вечат: +8618813908426
