LED低壓驅(qū)動電源—DC/DC 升壓變換器（上）

　　以G = V_O/V_I表示輸出電壓的增益，可得G = V_O/V_I= 1 / （1 - D）。

　　根據(jù)以上分析，可以得出以下結(jié)論：

　?。?） 由式（6） 可知，輸出電壓高于輸入電壓，且與占空比D 有關(guān)，與D 呈非線性關(guān)系。增加占空比D,使開關(guān)管導(dǎo)通時間t1加長，則電感中儲存的能量增多，顯然，在輸入電壓不變時，輸出電壓V_O提升的愈高。

　　通過對占空比D 的調(diào)節(jié)，可以在輸入電壓變化時，實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓，保持V_O不變。

　?。?） 由圖2 可知，與負(fù)載串聯(lián)的二極管的電流是脈動的、不連續(xù)的。流過LED 的輸出電流的直流分量等于二極管VD 電流的平均值。為了供給LED 連續(xù)而穩(wěn)定的電流，在這種電路中，必須在輸出端加輸出電容C。

　?。?） 輸入端的電流等于流過電感的電流，在連續(xù)導(dǎo)通模式下，電流是連續(xù)的，所引起的電磁干擾要比電子鎮(zhèn)流器中臨界導(dǎo)通模式有源功率因數(shù)校正電路的電磁干擾低，也比以后將要介紹的降壓變換器電路的電磁干擾低。在降壓變換器中，輸入電流是脈動的、不連續(xù)的，所產(chǎn)生的電磁干擾要大得多。

　　圖2（a） 是連續(xù)導(dǎo)通模式（ CCM） ,（ b） 則是斷續(xù)導(dǎo)通模式（ DCM）。t1是開關(guān)管導(dǎo)通時間，t₂是二極管導(dǎo)通時間。不論哪種情況，與負(fù)載串聯(lián)的、流過二極管的電流都是脈動的、不連續(xù)的，都必須加濾波電容加以平滑。

　　斷續(xù)導(dǎo)通模式（ DCM） 大多出現(xiàn)在電感較小，負(fù)載較重，或者開關(guān)頻率較低的情況，此時，t₁+ t₂ T（ 開關(guān)周期）?？梢宰C明，如D₁= t₁/T,D₂= t₂/T,則有：

　　在斷續(xù)導(dǎo)通模式中，電壓的提升不僅與功率開關(guān)管的開通時間t₁有關(guān)，還與電感的大小、負(fù)載電流（ LED 電流） 大小以及開關(guān)頻率有關(guān)。

　　在具體的IC 電路中，為簡化控制，或者保持開關(guān)管的開關(guān)頻率（ 或開關(guān)周期T） 約為1MHz 左右的定值，或者保持其關(guān)斷時間t_off為定值，視具體控制電路而定。例如，安森美（ On-semi ） 半導(dǎo)體公司的NCP5007 保持t_off= 320ns;Catalyst 半導(dǎo)體公司（ 該公司已被安森美半導(dǎo)體公司收購） 的CAT37 則保持開關(guān)頻率為1. 2MHz.至于開關(guān)頻率大小的選擇，要從多方面考慮。提高頻率，可以允許采用較小尺寸的電感和濾波電容，但這樣做之后，電路的損耗變大、效率降低；反過來，降低頻率，可以提高電路的占空比以及輸出電壓，允許驅(qū)動較多的LED 個數(shù)。所以頻率的選擇要折中考慮，不可片面追求某一個參數(shù)。

　　1. 3 電感L 的選擇

　　在電感升壓型變換器中，由式（2） 可知，當(dāng)VT 導(dǎo)通時有：LΔI_L/ t_on= V_I,由此可得：

　　上式中占空比可按公式D = （ V_O+ V_D- V_I） / （ V_O+ V_D） 選擇，式中V0為開關(guān)二極管串（ 可能為1 個LED 或數(shù)個LED） 的導(dǎo)通壓降；V_D為開管二極管的導(dǎo)通壓降，一般為0. 3V,其值較小，有時可略去不計；紋波電流峰- 峰值ΔIL則根據(jù)輸出電流來設(shè)定，一般取ΔI_L為輸出直流電流I_O的± （20 ~ 30）%.

　　1. 4 電感升壓型變換器的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

　　1. 4. 1 電感升壓式變換器的優(yōu)點(diǎn)

　?。?） 效率高，可達(dá)到80% ~ 85% ,比開關(guān)電容升壓式變換器高15% 左右。