電感升壓開關(guān)變換器基本電路拓?fù)浼捌涮攸c(diǎn)
一、基本電路http://www.ex-cimer.com/article/167864.htm
基于電感升壓開關(guān)型變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路廣泛應(yīng)用于電池供電的消費(fèi)類便攜電子設(shè)備的背光照明中。電感升壓變換器基本電路升壓電感器(L1 )、功率開關(guān)MOSFET( VT1)、控制電路、升壓二極管(VD1 )和輸出電容器(C0)組成,如圖1(a )所示。
在便攜式設(shè)各中所使用的DC/DC升壓變換器,其控制器和功率MOSFET (VT1)一般都是集成在同一芯片上,有的還將升壓二極管(VD1 )也集成在一起,從而使外部元器件數(shù)量最少。
當(dāng)控制器驅(qū)動(dòng)VT1 導(dǎo)通時(shí),VD1截止,L1中的電流不能突變,只能從零開始緩慢線性增加,并且電源在L1中儲(chǔ)存能量夕咆流通過L1和VT1 返回到電源負(fù)端。在此過程中,輸出電容C。給負(fù)載(Z)供電,如圖(b)所示。
當(dāng)控制器使VT1截止時(shí), L1上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(左負(fù)右正)使VD1正向偏置而導(dǎo)通, L1釋放所儲(chǔ)存的能量,電流逐漸減小。在此過程中,電感器L1中的儲(chǔ)能與順極性的輸入電壓共同給負(fù)載供電,同時(shí)對(duì)C1進(jìn)行充電,如圖1(c)所示。
在電感升壓開關(guān)型變換器中,輸出電壓Vo與輸入電VIN之間的關(guān)系為:
式中:D為開關(guān)占空比。
從式(1)可知,由于D 1,(1 -D)1,故Vo>VIN。占空比D越大,Vo也就越高。Vo與VIN之比被稱為變換器的升壓比。
二、主要優(yōu)點(diǎn)及不足
基于電感升壓變換器的 LED 驅(qū)動(dòng)電路大多被用于驅(qū)動(dòng)若干個(gè)相串聯(lián)的LED(有的也可以驅(qū)動(dòng)先串后并的LED陣列),其主要優(yōu)點(diǎn)如下:
一是效率高,一般達(dá)80%~85%,比電容升壓變換器約高20%。
二是在驅(qū)動(dòng)串聯(lián)配置的LED串時(shí),由于通過各個(gè)LED 的電流相等,從而可保證LED的亮度一致。
三是電感升壓開關(guān)穩(wěn)壓器通常被設(shè)置為一個(gè)恒流源,在較寬的電池電壓范圍內(nèi)能保持LED亮度不變。
但是多電感升壓變換器也存在一些不是,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一是尺寸太,價(jià)格較高。
二是在驅(qū)動(dòng)串聯(lián)配置的 LED串時(shí),LED 的數(shù)量受到限制,通常其約40V的最高輸出電壓最多能夠支持10~13個(gè)白光LED,不僅使PCB銅導(dǎo)線上的電流密度成為一個(gè)問題,而且只要有一個(gè)LED出現(xiàn)開路,其他所有的LED將會(huì)熄滅。
三是EMI比較嚴(yán)重。
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