Cirrus Logic AN374 - Manual (Page 3)

AN374
AN374REV2 3
TABLE OF CONTENTS
1 OVERVIEW OF THE CS1630 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1 Definition of Acronyms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Definition of Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3 INTRODUCTION TO THE COLOR SYSTEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4 LIGHT ENGINE CHOICES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.1 Considerations for the Color System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Constraint 1: Translating current versus dim requirements into a fourth-order or lower polynomial. . . . . . 7
Constraint 2: The current versus dim plot should have intercept at origin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Constraint 3: Placement of NTC with respect to light engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Constraint 4: Red currents increase with an increase in ambient temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Constraint 5: Maximum allowable color gain is 4.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
4.2 Constraints Imposed by Second Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Constraint 1: Currents in either channel should not be zero at non-zero dim values . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Constraint 2: No abrupt change in current ratios at a dim point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Constraint 3: Ratio of peak currents between the two channels must be less than 4 . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Constraint 4: Both strings cannot have identical configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Constraint 5: Maximum differential between string voltages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
Constraint 6: The implications when determining LED string configuration and topology . . . . . . . . . . . . . .9
Constraint 7: Note on Frequency and EMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
4.3 Synchronizer Design Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Constraint 1: Non-isolated synchronizer circuit considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.4 Constraints on the Boost Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Constraint 1: Maximum power should be power at full AC sine wave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Constraint 2: Power should be monotonically increasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
5 DESIGN FLOWCHART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6 DATA IMPROVEMENTS FOR THE CURVE FITTING PROCESS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.1 Typical Light Engine System Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.2 Translation into Input Specifications for Calculating Color Gains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.3 Methods to Collect Required Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.1 Experimental Measurement in Lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.2 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.3 Experiment and Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.4 Improving Data for Feeding the Curve Fitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.4.1 Understanding the Data and Data Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.4.2 Manipulating Data for Better Curve Fit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7 PERFORMING CURVE FITTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.1 Using the CS1630/31 Application Software to Perform Curve Fit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.2 Register Bits in OTP Map Affected by the Curve Fitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7.3 Using Commercially Available Curve Fitting Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7.4 Process of Converting a Given Gain Coefficients to CS1630/31 OTP Map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8 REVISION HISTORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35