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降压-增压恒流LED驱动方案设计

上网日期: 2007年11月19日 ?? 作者: Suresh Hariharan ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:LED驱动? DC-DC转换器? LED Driver?

设计范例

以下提供了一个典型设计范例,3条LED串联支路,输入电压范围为7V~28V,开关频率为600KHz,电感为5.1uH。该例所需最大输出电流为1.2A,LED数为1到4只,LED支路的最大压降为18V,总输出功率为Pmax = 21.6 W。假定效率为90%,我们可以计算出最大输入电流为3.428A。如果设定检流电阻为0.007Ω,Rc最大值可以由式(5)求得:

我们可选择小于Rcmax的Rc,Rc=2kΩ。对于18V的输出,由式(8)求出

。需设定零点频率fz低于fcmax,本例中,我们选择Cc为2200pf。所以,零点频率为 ;极点频率需高于2倍开关频率,这里我们选择Cp为4 pf,得到fp为1.693 MHz。

LED可以建模为一个电压源串联一个电阻,在该模型中,每个LED等效为3.15V电压源串联一个0.6Ω的电阻。如果我们将3只LED串联,那么,总的电压源电压为9.45V,总阻抗为1.8Ω。如果输入为9V,3只LED串联,则交越频率为 。图4a是PSIM仿真电路,图4b为仿真结果。

图4a:buck-boost LED驱动器内部平均电流模式环路的仿真电路。
图4a:buck-boost LED驱动器内部平均电流模式环路的仿真电路。

图4b:图5a的仿真结果。
图4b:图5a的仿真结果。

LED电流检测

高边LED电流检测使用电流检测放大器检测LED电流,把电流信号转换成以地为参考的电压。MAX4073可以完成这项工作。电路中,内部电流环路的总开环增益可通过加入一个交流扫描电源(图4a)测量。仿真得到电流环路的交越频率为85.5kHz,与计算值82.445kHz(图4b)很接近。

如果在Vout引脚和GND之间没有任何电阻,MAX4073T的实际电压增益 为20。该增益可以通过Vout引脚和GND之间的外部电阻调节。高边电流放大器的带宽为1.8MHz。II类补偿就足以补偿电压环路,并在整个工作范围内保持LED驱动的稳定性。也可以用一台网络分析仪优化电压环路的II类补偿,其交越频率应远低于平均电流模式控制环路的交越频率。


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