用于高功率机器视觉闪光灯的LED驱动器

机器视觉系统使用非常短的强光闪烁来产生用于各种数据处理应用的高速图像。例如,快速移动的传送带通过机器视觉系统进行快速标签和缺陷检测。红外和激光LED闪光灯常用于近程和运动检测机器视觉。安全系统发出高速、难以察觉的LED闪光灯来检测运动,捕获和存储安全影像。


所有这些系统都存在的一个挑战,即产生非常高的电流和短时间(微秒)LED相机闪光波形,这些波形可能散开在较长时间内,例如100 ms到1 s以上。产生间隔较长时间的短时LED闪光方波并非易事。当LED(或LED串)的驱动电流上升到1 A以上,并且LED开启时间缩短到几微秒时,挑战难度进一步加大。许多具有高速PWM能力的LED驱动器可能无法有效处理较长关断时间和短时间的高电流,而又不降低适当处理高速图像所需的方波质量。


专有LED闪光灯


幸运的是,LT3932高速LED驱动器可为高达2 A的LED串提供机器视觉相机闪光灯,关断时间可以长达1秒、1小时、1天或更长时间。LT3932的特殊相机闪光灯功能允许其保持输出电容和控制环路充电状态,哪怕是在长关断时间内。对输出和控制环路电容的状态进行采样后,LT3932继续在长关断期间对这些元件进行涓流充电,以补偿通常都会有的漏电流,而这是其他LED驱动器未予考虑的。


LT3932的专有闪光技术可以扩展,驱动器可以并联以提供更高的LED闪光电流。所需的闪光形状和完整性保持不变。图1显示了并联两个驱动器以支持3 A相机闪光灯是多么容易,高达4 A的设计也是可行的。


机器视觉系统的LED闪光灯要求远远高于标准PWM调光驱动器所能达到的要求。也就是说,大多数高端LED驱动器设计用于在至少100 Hz的PWM频率下提供PWM调光亮度控制。这是因为,若频率较低,哪怕LED波形是方形且可重复的,人眼看到的也是令人讨厌的闪烁或频闪。在100 Hz时,理论最大关断时间约为10 ms。在10 ms关断时间内,如果设计正确,LED驱动器会损失极少输出电容电荷,使其在大约相同的状态下启动控制环路,从而结束最后一个PWM导通脉冲。电感电流和下一个LED PWM导通脉冲的快速响应和斜坡上升可以很快且可重复,并且启动时间极短。较长关断时间(频率低于100 Hz时)可能会导致输出电容因漏电而损失电荷,从而使LED重新开启时无法快速响应。