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電流控制模式的LED降壓穩(wěn)壓器簡化補償操作

作者: 時間:2015-11-11 來源:網(wǎng)絡 收藏

  在峰值電流模式控制中,控制信號(或者COMP信號)通過一個內(nèi)部控制回路來控制電感器中的峰值電流,從而簡化輸出電壓反饋回路。但是,如果為了保持恒定亮度調(diào)節(jié)LED中的電流,而不是輸出電壓,情況會怎么樣呢?眾所周知,實際上在補償電源實現(xiàn)穩(wěn)定性時,電流模式控制(CMC)能夠消除電感器本身的頻率響應效應。而將輸出電流用作反饋信號甚至會使“關閉回路”更加簡單。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/282648.htm

  圖1顯示的是一個通過高側(cè)感測電阻器R3直接驅(qū)動LED中電流的降壓轉(zhuǎn)換器,,同步降壓控制器。這個電流感測電壓被電流感測監(jiān)視器,INA193,放大20倍,這樣可顯著地降低R3中的功率耗散并提升效率。分流監(jiān)視器的電流反饋信號輸出給電阻分壓器 (R6/R8),這形成了到VSENSE的完整反饋路徑。

  

 

  圖1 配置為調(diào)節(jié)LED中恒定電流的同步降壓轉(zhuǎn)換器。

  (op amp)可使用控制信號(VCNTL)調(diào)整LED電流。就其本身而言,控制器持續(xù)調(diào)節(jié)占空比和輸出電流,以便在VSENSE引腳上保持0.8V的電壓。如果輸出電壓上升,它也會升高VSENSE上的電壓,所以控制器向下調(diào)節(jié)LED電流,以防止VSENSE上升。

  圖2是仿真控制回路的圖1的簡單SPICE模型。VC1是COMP引腳上的電壓,直接驅(qū)動跨導增益為13的功率級(控制器更多的內(nèi)部細節(jié)請參見數(shù)據(jù)表內(nèi)的圖31)。這個電流通過電感器和感測電阻器來直接驅(qū)動LED。需要注意的是,電感值和LED值的變化不會對響應產(chǎn)生影響,這是因為電感器中的電流受到了控制。

  

 

  圖2 經(jīng)簡化的控制回路AC模型,以測量增益和相位裕量。

  分流監(jiān)視器傳遞函數(shù)只是一個值為20的電壓到電壓增益,有一個接近500kHz的高頻極點(和緩沖器)。這個輸出提供給R6/R8分壓器,由于輸出是直流電壓,所以分壓器在U3輸出上接地。完成此反饋回路的最后一個部分是降壓轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部跨導放大器,它具有一個225uA/V的電壓對電流增益。

  外部補償組件C6從這個點(V_COMP)上接地。需要注意的是,V_COMP也是我們回路仿真的起始點(VC1)?;芈吩鲆媸荲_COMP引腳上測得的電壓除以VC1上的注入擾動。所以,通過將VC1設定為1Vac信號,回路增益最終就是V_COMP上測得的電壓。

  圖3顯示了VSENSE和V_COMP節(jié)點上測得的響應。V_COMP代表回路增益和相位裕量,而VSENSE是功率級,這就是除補償運算放大器之外的整個回路。在這里最值得注意的一點是,VSENSE,最遠到COMP電容器C6之前的響應,都是平坦的。由于采用電流模式控制,功率級的響應是平坦的,并且只有分流監(jiān)視器響應在較高頻率時開始輕微降低相位。

  

 

  圖3 仿真結(jié)果顯示出非常平穩(wěn)的響應,此時整個回路主要由C6設定。

  轉(zhuǎn)換器回路增益和帶寬的調(diào)節(jié)由C6單獨設定。較小的C6值會由于其較高的阻抗而增加增益,而較大的值會減小增益。應該將增益值設置得足夠低,以確保較好的穩(wěn)定性,要避免將增益值推得過高。還有一些未包含在此模型中的其它二階效應,諸如斜坡補償,會在較高頻率時影響到增益和相位。

  另外,這個模型提供了一個出色的一階逼近法,并且深入觀察了電流模式同步降壓LED穩(wěn)壓器的回路增益。



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