一種混合信號實現(xiàn)LED降壓升壓驅(qū)動電路

針對照明應(yīng)用的大功率LED要采用恒流源驅(qū)動，一些標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動電流常常用在不同LED生產(chǎn)商的產(chǎn)品中，其中，350mA和700 mA最為常見。根據(jù)串聯(lián)結(jié)的類型和數(shù)量，LED兩端的正向壓降可能不同。許多生產(chǎn)廠商的大功率LED產(chǎn)品都在單個模塊中集成了多個結(jié)。

　　開關(guān)電源(SMPS)為LED驅(qū)動提供了效率更高的解決方案，它可以將輸入電壓升/降至適當(dāng)?shù)碾娖?，從而提供所需要的LED電流。系統(tǒng)輸入電壓范圍以及所需要的LED正向壓降決定了對SMPS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇。

　　降壓-升壓轉(zhuǎn)換器

　　當(dāng)供電電壓高于或低于需要的輸出電壓時，使用降壓-升壓轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。對于電池應(yīng)用來說，降壓-升壓轉(zhuǎn)換器非常有用。降壓-升壓結(jié)構(gòu)還稱為反激式(fly-back)變壓器或逆變穩(wěn)壓器。

　　降壓-升壓轉(zhuǎn)換器可按圖1的方式實現(xiàn)。這種實現(xiàn)方案的優(yōu)點(diǎn)是可使用簡單的低端MOSFET驅(qū)動器電路，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將產(chǎn)生相對于輸入電壓軌的正電壓，這一降壓-升壓實現(xiàn)方案的缺點(diǎn)是負(fù)載并未以電路地為基準(zhǔn)。

　　采用PIC16HV785的電路實現(xiàn)方案

　　圖2顯示了LED驅(qū)動電路的簡單設(shè)計方案，其中采用了一片混合信號高電壓8位單片機(jī)，如PIC16HV785。 該電路的輸出相對于電池電壓，而非地電位。逆變器的輸出連接到LED的陽極，產(chǎn)生的電壓值高于輸入電壓。

　　PIC16HV785混合信號單片機(jī)集成了一個8位單片機(jī)內(nèi)核和多個片上模擬外設(shè)，包括：

　　一個高速雙相位PWM電路，對于開關(guān)電源的電流模式控制非常適合。

　　兩個片上運(yùn)放，可用于放大電流檢測電阻兩端的電壓。這樣可以采用極小阻值的檢測電阻，從而可以降低電路損耗并提高電路的總效率。

　　一個高電壓分流穩(wěn)壓器，在輸入電壓更高時也不需要外部5V穩(wěn)壓器。

　　一個數(shù)字捕捉、比較和PWM(CCP)模塊。

　　兩個模擬比較器。

　　一個10位A/D轉(zhuǎn)換器。

　　內(nèi)部時鐘電路，工作頻率8MHz。

　　一個內(nèi)部精確電壓參考源，不需要昂貴的外部器件。

　　一個可編程欠壓復(fù)位(BOR)電路。

　　運(yùn)放和比較器的所有引腳都可以通過外部訪問，因此可以實現(xiàn)任意電路配置。