Модернизация системы судового освещения танкера "Tavrichesky Bridge"
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?и судового освещения выбираем драйверы на микросхемах Macroblock, отличающихся следующими общими возможностями:
отсутствие множества дополнительных элементов необходимых при использовании других схем питания и управления светодиодами. Например, при применении микросхем Macroblock отпадает необходимость в токоограничивающих резисторах, индуктивностях, диодах Шоттки, конденсаторах (три последних используются в импульсных схемах питания);
светодиоды подключаются к микросхеме напрямую, уменьшение количества дополнительных элементов напрямую ведет к увеличению надежности устройства, уменьшению массогабаритных показателей и потребляемой устройством мощности;
большой выходной ток каждого канала при 92% энергетической эффективности всей микросхемы (некоторые микросхемы могут обеспечивать ток более 100 мА на канал, без дополнительного теплоотвода);
возможность регулировки тока всех светодиодов микросхемы (т.е. яркости) с помощью всего одного внешнего резистора (некоторые микросхемы имеют также цифровую регулировку);
высокая частота обмена данными - до 25 МГц, наряду с возможностью каскадирования устройств эта особенность делает довольно простой реализацию динамической индикации, а также подключение больших групп светодиодов (точечные дисплеи, панно и др.);
минимальные габариты микросхем (имеются исполнения в корпусах SOIC для поверхностного монтажа).
Реализуемые функции в драйверах светодиодов Macroblock
Компания MBI также применяет в своих микросхемах и собственные суперсовременные технологии:
PrecisionDrive™ - Функция позволяет увеличить точность и качество выходных характеристик. Так, например, у микросхем использующих эту технологию отклонение выходного тока между всеми выходами не превышает 3%, а между отдельными микросхемами - 6%. Отклонение тока, обусловленное изменением прямого падения напряжения на светодиоде, ограничено на уровне 0,1% на вольт. Также учтены возможные изменения напряжения питания микросхем и изменения температуры окружающей среды (подразумевается, что обе характеристики находятся в рабочих пределах) - в случае таких изменений отклонение выходного тока не превысит 1 %. Функция реализована в микросхемах: MBI5026, MBI5025, MBI5027, MBI5028, MBI5168, MBI 5167.
Error detection™ - функция позволяет определять в режиме реального времени неисправности (обрыв, кз) светодиодов подключенных к микросхеме. Происходит это следующим образом - используя сигнальные выводы OE, LE, CLK контроллер посылает соответствующую команду на микросхему, которая, в свою очередь, изменяет некоторые биты в исходящей по линии SDO двоичной последовательности, анализируя которую можно получить точный адрес неисправного элемента. Функция реализована в микросхемах: MBI5027, MBI5028, MBI5170.
Сurrent-Adjustment™ - функция позволяет производить цифровую подстройку выходного тока микросхемы (баланса белого), при этом сохраняется возможность аналоговой регулировки (резистором). Функция реализована в микросхемах: MBI5028, MBI5170.
Share-I-O™ - функция позволяет совместить, без увеличения количества выводов, возможности Error detection и Сurrent-Adjustment в одном корпусе.
Драйверы системы управления
Микросхемы, представляющие собой устройства последовательного ввода цифровой информации (например, от микроконтроллера) и параллельной ее выдачи (непосредственно на светодиоды), рисунок 2.1. По числу выходов на светодиоды микросхемы делятся на 8-ми битные (8 выходов) и 16-битные (16 выходов). По сути, это некоторая модификация КМОП регистров сдвига с защелкой, отличающая большим выходным током каждого канала (десятки и сотни миллиампер), а также множеством крайне полезных функций. 8-ми битные (восемь выходов) микросхемы:
Рисунок 2.1 - Структурная схема драйверов системы управления освещением
Источники питания
Принцип работы этих микросхем следующий - микросхема преобразует сетевое напряжение путем выпрямления и подает полученное нестабилизированное напряжение в виде импульсов тока на светодиодную цепочку (которая может насчитывать до 30 светодиодов определенного типа), рисунок 2.2. Микросхемы допускают параллельное соединение для увеличения выходного тока.
Рисунок 2.2 - Драйвер системы питания светодиодов системы судового освещения
Общая схема подключения:
Обобщённая схема подключения драйверов светодиодов с микроконтроллерами системы управления судовым освещением приведена на рисунке 2.3. Питание светодиодов освещения осуществляется непосредственно от имеющихся линий судового освещения, по ним же и передаются сигналы управления судовым освещением и тестирование светодиодов на КЗ или обрыв.
Рисунок 2.3 - Структурная схема системы судового освещения
Обобщенная структурная схема регулятора, приведена на рисунке 2.4:
Рисунок 2.4 - Структурная схема драйвера светодиодов
Объектами управления являются непосредственно светодиоды, выходными параметрами которых являются световой поток пропорциональный выходному току в цепи обратной связи регулятора тока. Обратную связь обеспечивает датчик - фоторезистор, если уровень освещённости падает ниже заданного, то регулятор плавно увеличивает ток светодиодов, тем самым увеличивая световой поток.
Выводы предназначены для плавного изменения тока регулятора, - запрос параметров тока светодиодов, - схема управления регулятора и анализатора системы тестирования работоспособности диодов, - система управления запросами тестовых сигналов.
Источники