高亮度LED驅(qū)動電路(08-100)

　　電感·選擇電感在電感大小和峰值電流間折衷。在常規(guī)應(yīng)用中，紋波電流在15%-100%間，降低紋波電流就要增加電感值，其優(yōu)點(diǎn)是使開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電流最大化。

　　帶輸出電容工作，對常規(guī)的降壓型結(jié)構(gòu)，在電感后面加一個輸出電容，它是與LED或LED串并聯(lián)的，用以減少紋波電流。使用輸出電容能減少電感值。此外，電路可工作在較低的頻率來提高效率，擴(kuò)展輸出電壓范圍。輸出電容可根據(jù)電流紋波D來計算：

　　COUT=ΔI/Δv×8×f

　　=VIN×(1-D)×D/8×L×f2×ΔVOUT

　　不帶輸出電容工作。恒流型降壓穩(wěn)壓器主要是控制流經(jīng)負(fù)載的電流，而不是控制負(fù)載兩端上的電壓。NCP3065的開關(guān)頻率在100KHz~300KHz之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人眼能察覺的頻閃。這就是為放寬對紋波電流要求創(chuàng)造了條件，允許有較高的峰—峰值，即將NCP3065配置在連續(xù)通導(dǎo)的降壓式結(jié)構(gòu)，消除了輸出電容。重要的設(shè)計參數(shù)是讓峰值電流保持在LED允許的最大電流以下，15%紋波值是最佳的折衷值，對常用的350mA、700mA與1,000mA LED電流值，分別選定紋波為±52.5mA、±105mA與±150mA。這時可選擇電感值為：

　　L=(VIN-VOUT)×TON/ΔIMAX

　　電流反饋環(huán)·為了讓LED處于恒流模式，穩(wěn)壓器的反饋是從器件COMP引腳處檢測電阻上電壓取得的。檢測電阻與COMP引腳間RC電路能改善變換器的瞬態(tài)響應(yīng)，參考的反饋電壓選定為235mV，

　　IOUT=VREF/Rsense=0.235V/Rsense(A)

　　亮度調(diào)節(jié)。LED發(fā)射光強(qiáng)度與平均輸出電流成正比。對亮度調(diào)節(jié)，普遍使用的是變占空比PWM信號來管理輸出電流值。NCP3065的COMP或IPK引腳用來提供亮度調(diào)節(jié)功能。在數(shù)字輸入模式，PWM輸入信號使穩(wěn)壓器斷續(xù)工作，從而減少了流過LED的平均電流。在模擬輸入模式，PWM輸入信號經(jīng)RC電路濾波，所產(chǎn)生的信號迭加在反饋電壓上來減少LED電流。RC元件值取決于PWM頻率。PWM頻率基本上在200Hz~1KHz之間，頻率低有利于降低EMI，但低于200Hz會使人眼感到頻閃。

　　脈沖反饋電路·NCP3065是脈沖串方式工作的，輸出開關(guān)頻率與輸入和輸出條件有關(guān)。器件振蕩器產(chǎn)生一個由外部電容設(shè)定的恒頻信號，該信號由峰值電流比較器進(jìn)行門控，當(dāng)輸出電流高于閾值時，開關(guān)關(guān)閉;當(dāng)?shù)陀陂撝禃r開關(guān)通導(dǎo)并門控振蕩器。這樣工作方式可能會在輸出波形上產(chǎn)生過沖。使用脈沖反饋電路可減少過沖，從而穩(wěn)定開關(guān)頻率，減少輸出紋波。脈沖反饋電路是在CT引腳與電感間加入一個電阻R8(參見圖1)實(shí)現(xiàn)的，一般在3KΩ~200KΩ之間。表1列出了典型應(yīng)用與推薦的R8值。

　　表1 典型應(yīng)用推薦的電阻R8值

　　升壓型驅(qū)動電路

　　升壓型變換器電路如圖3所示。當(dāng)功率開關(guān)通導(dǎo)時，輸入端有電流流過電感，Iton上升。當(dāng)開關(guān)截止時，電流Itoff流經(jīng)二極管D至電容與負(fù)載。同時，電感上電壓疊加在輸入電壓上，只要該電壓高于輸出電壓，電流就會源源不斷地流過二極管。如果流過電感的電流總是正的，變換器工作在連續(xù)通導(dǎo)模式(CCM)。在下一個開關(guān)周期，上述過程重復(fù)進(jìn)行著。