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

作者: 時(shí)間:2012-01-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

使用在參數(shù)表中給的10%峰對(duì)峰漣波電流,計(jì)算輸出的漣波電壓為:

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/168622.htm
(公式18)△Vpp= △Io • R =0.77V
(公式19)

(公式20)


流過電容的有效漣波電流值為:
(公式21)
  
  步驟八選擇斷路FET(Q2)
  
  斷路FET必需具備與Q1相同的耐壓規(guī)格,在室溫下的導(dǎo)過阻抗(RON,25C)選擇在滿載輸出時(shí),Q2的功率損耗為1%。
  
 ?。ü?2)
  
  步驟九選擇輸入電容(CIN)
  
  輸入電容在閉迥路控制中是相當(dāng)重要的組件,它是維持穩(wěn)定的重要項(xiàng)目,不幸的是輸入電容的相當(dāng)繁復(fù),此電容必須先要找出從輸入電源到升壓的輸入端之間的最大感值,LSOURCEMAX(圖9a中兩個(gè)電感值的總和)電源電阻的最大及最小值RSOURCe(圖9b中兩個(gè)電阻值的總和),這將會(huì)決定升壓的特性,電源的電感值及電阻值代表著連接輸入電源與升壓之間導(dǎo)線的阻抗,為了設(shè)計(jì)輸入電容必須合理的做算出這兩個(gè)參數(shù)值,而這兩個(gè)參數(shù)值也和升壓電路的穩(wěn)定性有關(guān)。(圖10)
圖10 Definition of the Source Impedance

假設(shè)LSOURCE MAX=1μh(這是此22AWG線長1樟接輸入電源及升壓電路之間長度所估出的電感量)下一步是選擇一個(gè)LC共振頻率fLC,先設(shè)定fLC=0.4fs=80kHz,則輸入電路最小值計(jì)算式為:
  
  (公式23)

  
 ?。ü?4)
  
 ?。ü?5)
  
  (公式26)RSOURCE MAX=(1-Dmax)2.R=1.25
  
  由上列2等式可看出最大電源電阻值是與輸入濾波器參數(shù)無關(guān),故無法控制它.
  
  但最小電源電阻值卻是與輸入濾波器的參數(shù)有關(guān)。最小電源電阻值被計(jì)算出為2μΩ,這是非常小的值非常容易達(dá)到,但是在某些例子中,導(dǎo)線的最小電源電阻值卻大于所想要的值.在這樣子的例子中,在導(dǎo)線中加入小電阻(以提供必須的阻尼)或LC的共振頻率必須降低到計(jì)算出最小電源電阻低于所想要的值。有一點(diǎn)是必須注意的,將輸入的2條導(dǎo)線絞在一起可以大幅降低電源電感值。
  
  ■控制回路設(shè)計(jì)
  
  步驟10選擇振蕩電阻(RT)
  
  振蕩電阻的計(jì)算式為:
  
 ?。ü?7)
  
  步驟十一選擇2個(gè)電流感應(yīng)電阻(RCS與RS)
  
  輸出電流感應(yīng)電阻的功率消耗必須小于0.15W,這樣才能夠選用1/4W的電阻。
  
 ?。ü?8)
  
 ?。ü?9)
  
  步驟十二選擇參考電流設(shè)定分壓電阻(Rr1,Rr2)
  
  參考電流IREF的電壓設(shè)定,可經(jīng)由2電阻Rr1,Rr2分壓自IC內(nèi)部的參考電壓或外部提供的電壓。
  
 ?。ü?0)
  
  步驟十三設(shè)定斜率補(bǔ)償電阻(Rslope,Rsc)
  
  因?yàn)樯龎弘娐繁辉O(shè)計(jì)為定頻操作,必須使用斜率補(bǔ)償以確保電路穩(wěn)定.加入電流感應(yīng)信號(hào)的斜率必須為電感電流最大下降斜率的一半,以確峰電流控制方式在任何情形之下均能夠穩(wěn)定操作。這可以用2個(gè)電阻Rslope,Rsc來達(dá)到斜率補(bǔ)償功能。
  
  在此例中,電感電流的最大下降斜率為:
  
 ?。ü?2)
(公式34)Rsc=
  
  在這里必須注意,SCpin的最大輸出電流為100uA,所以Rslope的最小值建議為25kΩ∼50kΩ。
  
  步驟十四選擇電感電流限制電阻(RL1,RL2)
  
  電感的電流被2個(gè)因素限制,最大電感電流及加在電感的斜率補(bǔ)償信號(hào)。從REF經(jīng)2個(gè)分壓電阻設(shè)定CLIM準(zhǔn)位。
  
  (公式35)
  
 ?。ü?6)
  
  步驟十五選擇旁路電容(CREF.Cpo)
  
  建議一定要在REF及VDD pin加上旁路電容,VDDpin一般建議加1uF陶瓷電容,若使用的FETQg>15nC,則必須將電容加大至2.2uF,REF pin一般建議加0.1=uf陶磁電容。
  
  步驟十六選擇過電壓保護(hù)點(diǎn)的設(shè)定(Rovp1.Rovp2)
  
  過電壓保護(hù)點(diǎn)通常設(shè)定比穩(wěn)態(tài)最大輸出電壓高15%。
  
 ?。ü?7)Vopem.1.15.Vomax=92V
  
  因此設(shè)定電阻可由下列二式得知:
  
 ?。ü?8)
  
  步驟十七設(shè)計(jì)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
  
  以連續(xù)電流模式的升壓電路并以峰電流控制方式,對(duì)于頻率小于十分之一的開關(guān)頻率,功率級(jí)的轉(zhuǎn)移涵數(shù)為下:公式40)
  對(duì)于此例中,選擇交越頻率fc=2KHz,這么低的交越頻率會(huì)產(chǎn)生較大的Cc及Cz.,間接地提供軟啟動(dòng)(soft start)的電路。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/HV9911">HV9911不依靠控制電路的速度來做PWM調(diào)光控制的反應(yīng)而且低交越頻率并不會(huì)影響PWM調(diào)光控制的反應(yīng),所以低交越頻率也不會(huì)影響PWM調(diào)光控制的上升及下降時(shí)間。在此頻率功率級(jí)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的振幅及相位角度可將s=i×(2---pai---×fc)代入(公式40)中得到。
 ?。ü?1)|Gps(s)|fc=2kHz=Aps=0.283
  
  |Gps(s)|fc=2kHz=Φps=-80°
  
  為得到相位邊限約Φm=45°通常建議相位邊限范圍為45°–60°,相位角度必須提升。
  
 ?。ü?2)Φboost=Φm-Φps-90=35°
  
  從(公式3)式中可得知,需使用TypeII補(bǔ)償使系統(tǒng)穩(wěn)定,使用(公式5)及(公式8)式可計(jì)算出補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的值。
  
 ?。ü?3)
(公式44)


(公式45)

  另外在交越頻率下的增益為1(unit gain)等式。
  
  從(公式46)Cz+Cc=10nF、(公式47)Cz/Cc=10nF,將(公式44)(公式47)代入(公式45),可得到:
  
  (公式48)Cc=(Cz+Cc)*Wz)/Wp=2.84nF
  
  從(公式48)、(公式46)可以得到:
  
 ?。ü?9)Cz=7.43nF
  
  從(公式44)、(公式49)可以得到:
  
  (公式50)Rz=1/(WzCz)=20.37KΩ
  
  選擇Cc=2.2nF、50V、COG電容
  
  Cz=6.8nF、50V、COG電容
  
  Rz=20.0k、1/8W、1%電阻

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