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基于Supertex的以HV9911升壓式高亮度LED背光驅(qū)動電路技術(shù)設(shè)計

作者: 時間:2012-01-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/168622.htm

  TypeⅠ控制的相當(dāng)簡單,只要調(diào)整Cc即可,因為交越頻率的回路增益之振幅為1
  
 ?。ü?)Rs•Gm•(2πfcCc)•1/15•1/Rcs•Aps=1
  
  由上述等式,若其它參數(shù)值已知Cc的電容值可計算出。
  
  TypeⅡ控制的等式需被如下:
  
 ?。ü?)K=tan(45?+Φboost/2)
  
 ?。ü?)ωz=1/RzCz=2πfc/K
  
  (公式7)ωp=Cz+cZ=(2πfc)•K

  可得到交越率的回路增益之振幅為1的等式如下:
  
 ?。ü?)

  同時解等式(1-6)(1-8)可計算出Rz,Cz及Cc的值。
  
  ■利用芯片實際
  
  表2設(shè)計參數(shù)表

圖8 設(shè)計參考

  步驟一選擇開關(guān)頻率(fs)
  
  對于低壓應(yīng)用(輸出電壓<100V),中等功率輸出(<30w),開關(guān)頻率設(shè)為200kHz(時間周期為5ms),對于開關(guān)損失以及外部零件的大小來說是個不錯的折衷方案。若是更高的電壓應(yīng)用或更高的輸出功率,則考慮外部的開關(guān)FET的功率損失,就必須降低開關(guān)頻率。
  
  步驟二計算最大開關(guān)周期(Dmax)
  
  最大的開關(guān)周期可以使用以下方程式計算:
  
 ?。ü?)

  注意:如果Dmax>0.85,升壓比例太大,則升壓電路無法操作在連續(xù)導(dǎo)通模式而會操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式,以達(dá)到所需的升壓比例。
  
  步驟三計算最大電感電流(Iinmax)
  
  最大電感電流為(公式10)

  步驟四計算輸入電感量(L1)
  
  輸入電感可以最低的輸入電壓操作下的電感電流25%計算,如下式
  
 ?。ü?1)

 選擇標(biāo)準(zhǔn)電感量220uH,為達(dá)到于最低輸入電壓的操作時之的效率為90%,則電感的損失約為總輸出功率的2∼3%,使用3%計算電感損失。
  
  (公式12)Pind=0.03•Voman•Iove=0.84w
  
  假設(shè)80%-20%各別為電感的銅損及鐵損,則電感的等效直流電阻,必須小于
  
 ?。ü?3)

  電感的飽和電流至少需大于最大電感電流20%。
  
 ?。ü?4)

  因此電感為220uH,DCR值約0.3Ω,電感飽和電流需大于2A。但是必須注意,選擇電感的有效電流等于Iinmax(雖然可能無法符合效率的要求)但仍可獲得可接受的結(jié)果。
  
  步驟五選擇開關(guān)FET(Q1)
  
  跨接于FET的最大電壓等于輸出電壓,使用20%余量來計算最大突波電壓,F(xiàn)ET的耐壓選擇為:
  
  (公式15)VFET=1.2Vomax=96V
  
  流經(jīng)過FET的有效電流為:
  
  (公式16)IFET∼Iimax•√Dmax=1.3A
  
  為求得最佳化設(shè)計,F(xiàn)ET的電流規(guī)格必須至少大于3倍的FET有效電流值,以使用最低閘充電電荷(Qg)操作。使用時建議FET的Qg需小于25nC目前使用于此案例的FET規(guī)格為100V,4.5A,11nC。
  
  步驟六選擇開關(guān)二極管(D1)
  
  二極管的耐壓規(guī)格與開關(guān)FET(Q1)相同,二極管流過的平均電流等于最大輸出電流(350mA)。雖然二極管的平均電流僅350mA,但在短暫的時間內(nèi)二極管載送著最大輸入電流IINmax。二極管兩端所跨之電壓需相對應(yīng)于瞬間流過的電流而非平均電流,假設(shè)有1%功率損失于二極管上,則二極管兩端的壓降則必須小于:
  
  (公式17)

  最好選擇蕭特基二極管,當(dāng)輸出電壓小于100V時,它不需要考量逆向回復(fù)的損失,因此在此案例中選擇100V,1A蕭特基二極管,它的順向通過電壓在IINmax時為0.8V。
  
  步驟七選擇輸出電容(Co)
  
  輸出電容的電容值需視的動態(tài)電阻,串的漣波電流及電流而定,使用的設(shè)計中,較大的輸出電容(較低的漣波輸出電流)將可獲得較佳的PWM調(diào)光結(jié)果,升壓電路的輸出以模型簡化如圖9a將LED以定電壓負(fù)載串聯(lián)一個動態(tài)阻抗,輸出阻抗(RLED與Co的并聯(lián)組合)被以二極管電流Idiode驅(qū)動著,穩(wěn)態(tài)的電容電流波形如圖9b所示。
  
  圖9升壓電路的輸出

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