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如何利用负输出电压以升降压拓朴的方式调节L

若需节制LED亮度,就必须具备能够供给恒定、稳压电流的驱动器。而要达到此目标,驱动器拓朴必须能孕育发生足够的输出电压来顺向偏置LED。那麽当输入和输出电压范围重叠时,设计职员又该若何选择呢?转换器无意偶尔可能必要徐徐低落输入电压,但无意偶尔也可能必要升高输出电压。以上环境平日出 现在那些具有大年夜范围“脏” (dirty) 输入功率滥觞的利用中,例如车载系统。在这种降压/升压的操作中,几种拓朴可以达到较好的效果,像是 SEPIC 或四次切换升降压拓朴。这些拓朴一样平常必要大年夜量的元件,设计的材料资源也因而增添。但由於它们可供给正输出电压,是以设计职员平日视其为可吸收的规划。不过 负输出电压转换器也是另一种不该被轻忽的替代办理规划。

图1显示在恒定电流设置设置设备摆设摆设中驱动3个LED的反相升降压电 路示意图。该电路拥有诸多优点。首先,它应用了标准降压节制器,不只能将资源降到最低,并有助於所有系统级的再使用。假如必要,设计职员也可以轻松改造该 电路以使用整合型 FET 降压节制器或同步降压拓朴来提升效率。这种拓朴应用的功率级元件数目与简略单纯降压转换器相同,是以可将切换稳压器的元件数降至最低,同时达到相对於其他拓朴 的最低总体资源。由於LED本身的输出为毫光,就系统级而言LED因受到负电压而孕育发生偏压并不会造成影响,跟正电压的环境不合,也是以使其成为一种值得斟酌的电路设计。

图 1 使用负输出电压,以升降压拓朴调节恒定LED电流

LED电流的调节是透过感应感测电阻 R1 两真个电压并将其用作节制电路的反馈。节制器接地接脚必须为负输出电压的参考电压,以便让该直接反馈正常运作。假如节制器为系统接地的参考电压,则必要一 个电平移位电路。这种“负接地”对电路构成了一些限定。功率 MOSFET、二极体和节制器的额定电压必须高於输入与输出电压的总和。

其次,从外部连接节制器 (例如致能) 必要将讯号从系统接地到节制器接地进行电平移位,是以必要更多的元件。单就这个缘故原由而言,打消或将不需要的外部节制减至最低是最好的法子。

最後相较於四次切换的升降压拓朴,反相升降压拓朴中的功率装配会受到额外的电压和电流压力,进而低落了相关效率,但该效率与 SEPIC 相称。即便如斯,这种电路照样能够达到 89% 的效率。藉由该电路的完全同步化,效率还可以再前进 2%~3%。

透过软启动电容器 C5 的短路快速地开/关转换器,是调节 LED 亮度一种简单的措施。图 2 显示了 PWM 输入讯号和实际的 LED 电流。这种 PWM 亮度调节措施较为有效,由于转换器关闭并且在 SS 接脚短路时仅耗损极少的功率。然则这种措施也相对较慢,由于转换器每次开启时都必须以一种可节制要领徐徐升高输出电流,进而在输出电流上升曩昔孕育发生一个非 线性、有限的停滞光阴 (dead-time)。同时,这也将开启光阴的最小负载周期低落至 10%-20%。在一些不要求高速和 100% PWM 调节的 LED 利用中,这种措施或许就已足够。

这种反相升降压电路为工程师供给了另一种驱动 LED的措施。低资源降压节制器的应用以及较少的元件数量使其成为替代高繁杂度拓朴的一种抱负措施。

图 2 PWM驱动 (顶部) 高效地节制LED电流 (底部)

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