反激型LED驅(qū)動(dòng)器比較通用,,因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)可以用于輸入電壓高于或低于所要求的輸出電壓。此外,,當(dāng)反激電路工作在非連續(xù)電感電流模式時(shí),,能夠保持LED電流恒定,無(wú)需額外的控制回路,。本應(yīng)用筆記所描述的電路基于高度集成的MAX16802 PWM LED驅(qū)動(dòng)器IC,。
應(yīng)用
* LED軌道照明
* 通用LED照明設(shè)備
特性
* 10.8V至24V輸入電壓范圍
* 為單個(gè)3.3V LED供電,提供350mA (典型)電流(其它LED配置結(jié)構(gòu),,請(qǐng)按照設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì))
* 29V (典型值)陽(yáng)極對(duì)地的最大開路電壓
* 262kHz開關(guān)頻率
* 逐周期限流
* 通/斷控制輸入
* 允許使用低頻PWM信號(hào)調(diào)節(jié)亮度
* 可以調(diào)整電路以適應(yīng)多種形式的串聯(lián),、并聯(lián)LED配置
典型應(yīng)用電路
注意:當(dāng)+VLED和-VLED不與LED連接時(shí),請(qǐng)勿給電路供電,。
元件列表
電路拓?fù)?/strong>
* 開環(huán),,非隔離型反激LED驅(qū)動(dòng)器十分通用,而且使用方便,。它具有一系列優(yōu)點(diǎn),,非常受歡迎。這些優(yōu)點(diǎn)包括:
* 無(wú)需外部控制環(huán)路即可調(diào)節(jié)LED電流
* 非連續(xù)電感電流傳輸降低EMI輻射
* 較低的開關(guān)導(dǎo)通損耗
* 簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)流程
* LED電壓可高于或低于輸入電壓
* 較寬的輸入電壓范圍
* 可以方便地接入PWM亮度調(diào)節(jié)信號(hào)
最大的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,,代價(jià)是存在以下缺點(diǎn):
* LED電流受元件容限的影響,,例如,電感和檢流比較器傳輸延遲
* 非連續(xù)電感電流工作模式,,使該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更適合于低功耗應(yīng)用
設(shè)計(jì)步驟
最重要參數(shù)是LED的電流,。高亮度LED的工作電流一般為幾百mA,。為了延長(zhǎng)LED的工作壽命,電流必須保持恒定,;電源從本質(zhì)上說是一個(gè)電流驅(qū)動(dòng)器,。可以通過幾種方案實(shí)現(xiàn),,一個(gè)簡(jiǎn)單而且低成本的解決方案是:采用專用的電流模式PWM控制器IC,,例如MAX16802。該器件的優(yōu)點(diǎn)是:
* 高集成度?所需的外圍元件很少
* 高達(dá)262kHz開關(guān)頻率
* 微小的8引腳μMAX封裝
* 較小的檢流門限,,降低損耗
* 相當(dāng)精確的振蕩頻率,,有助于減小LED電流變化
* 片上電壓反饋放大器,可用于限制輸出開路電壓
給定LED參數(shù)為:
Iled=350mA Vled=3.3v Vin min=18.8v Vin max=24v
步驟1:計(jì)算最小輸入電壓下最佳占空比的近似值:
其中Rb為整流器電阻,,與應(yīng)用電路中的R11相同,,在本應(yīng)用中設(shè)定為1。VD為整流二極管D1的正向壓降,。
將已知數(shù)值代入上式得到:
don=0.291
步驟2:計(jì)算峰值電感電流的近似值:
其中Kf為臨界“誤差系數(shù)”,,這里設(shè)為1.1。
將已知值代入上式得到:
Ip=1.058A
步驟3:計(jì)算所需電感的近似值,,并選擇小于并最接近于計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)電感:
其中L為應(yīng)用電路中的L1,;f為開關(guān)頻率,等于262kHz,。
將已知值代入上式得到:
L=10.566μH
低于該值,、最接近的標(biāo)準(zhǔn)值為10μH。
步驟4:通過反激工作過程傳遞到輸出端的功率:
輸出電路的損耗功率等于:
根據(jù)能量守恒原理,,上述兩個(gè)式子應(yīng)該相等,,即可得到一個(gè)更精確的峰值電感電流:
其中L為實(shí)際選擇的標(biāo)準(zhǔn)電感值。
將已知數(shù)值代入上式可得:
步驟5:計(jì)算檢流電阻,,由R9和R10并聯(lián)而得,;計(jì)算電壓檢測(cè)分壓電阻(如果需要),由R6和R7組成,。
MAX16802的限流門限為291mV,。因此選擇R9、R10,、R6和R7,,滿足步驟4所計(jì)算的電感峰值電流。
這步完成后,,即可得到應(yīng)用電路中的各個(gè)元件值,,該電路可提供12V,、350mA輸出,。因?yàn)榇嬖诩纳?yīng),,因此電阻值(R7)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以得到所期望的電流,。
步驟6:R1和R2可選,。它們用于調(diào)整+VLED至29V。這在輸出端出現(xiàn)意外開路時(shí)非常有用,。如果沒有上述元件的分壓,,輸出電壓有可能上升,導(dǎo)致器件損壞,。
元件C1和R5也為可選,,用于穩(wěn)定電壓反饋環(huán)路。對(duì)于當(dāng)前應(yīng)用,,可以不使用這些元件,。
低頻PWM亮度調(diào)節(jié)
控制LED燈源亮度的最好辦法是通過一個(gè)低頻PWM脈沖調(diào)制LED電流。使用這種方法,,LED電流根據(jù)占空比的變化觸發(fā)脈沖,,同時(shí)保持電流幅度恒定。這樣,,器件發(fā)出的光波波長(zhǎng)在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保持不變,。
利用下面電路可實(shí)現(xiàn)PWM亮度調(diào)節(jié)。
特性曲線
印刷電路板