白光LED驅(qū)動(dòng)分析與應(yīng)用
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電荷泵驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)最重要指標(biāo)是轉(zhuǎn)換效率。電荷泵的轉(zhuǎn)換效率：
式中：Pin為輸入總功率；Lout為負(fù)載LED上流過的總電流；VLED為LED的正向?qū)▔航?；M為電荷泵的升壓倍數(shù)；Iq為電荷泵功率管的驅(qū)動(dòng)電流和其他模塊的靜態(tài)電流。由上式可以看出，電荷泵的升壓倍數(shù)M越大，電荷泵的轉(zhuǎn)換效率越低，因此，在滿足LED驅(qū)動(dòng)電壓，即Vout> VLED的條件下，要盡量使電荷泵工作在低升壓倍數(shù)的模式下。
1．3 電感式開關(guān)穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)器
電感式開關(guān)穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)器簡稱開關(guān)電源(Switching Power Supply)，因電源中起調(diào)整穩(wěn)壓控制功能的器件始終以開關(guān)方式工作而得名。早期的開關(guān)電源頻率僅為幾千赫茲，當(dāng)頻率達(dá)到10 kHz左右時(shí)，變壓器、電感等磁性元件發(fā)出很刺耳的噪聲，直到20世紀(jì)70年代，開關(guān)頻率突破了人耳聽覺極限的20 kHz，噪聲問題才得以解決。隨著開關(guān)頻率的不斷提升，驅(qū)動(dòng)器的體積減小，效率提高。20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了采用準(zhǔn)諧振技術(shù)的零電壓和零電流開關(guān)電路，也就是軟開關(guān)技術(shù)。這種電路使開關(guān)開通或關(guān)斷前的電壓、電流分別為零，解決了電路中的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲問題，使開關(guān)頻率可以大幅度提高，從而使開關(guān)電源進(jìn)一步向體積小、重量輕、效率高、功率密度大的方向發(fā)展。
電感式開關(guān)穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)器的核心是電子開關(guān)電路，根據(jù)負(fù)載對電源提出的輸出穩(wěn)壓或穩(wěn)流特性的要求，利用反饋控制電路，采用占空比控制方法，對開關(guān)電路進(jìn)行控制。在開關(guān)管閉合的時(shí)候，將電源的能量儲(chǔ)存在電感中，在開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)候，電感中的能量流入電容，這樣就實(shí)現(xiàn)了能量的傳輸。
電感式開關(guān)穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)器有通常兩種控制方式：一是保持開關(guān)工作周期不變，控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的脈沖寬度調(diào)制方式(PWM)，該方式是在輸入電壓或負(fù)載變化時(shí)，控制電路通過輸出電壓或電流與基準(zhǔn)電壓的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件的導(dǎo)通脈沖寬度，使得電感式開關(guān)穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓或電流保持穩(wěn)定；另一種是保持導(dǎo)通時(shí)間不變，改變開關(guān)工作周期的脈沖頻率調(diào)制方式(PFM)，基本工作原理就是在輸入電壓或負(fù)載變化的情況下，控制電路通過輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，在保持開關(guān)開啟時(shí)間不變的情況下，控制開關(guān)周期的長短，即控制開關(guān)頻率，來調(diào)整開關(guān)占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓或電流的目的。由于PWM方式電路簡單，且輸入／輸出范圍較PFM方式更廣泛(PFM通常用于輕負(fù)載、低電壓、低電流情況下)，所以得到了廣泛應(yīng)用，下面主要介紹兩種PWM驅(qū)動(dòng)方式。
1．3．1 電壓控制型PWM
結(jié)構(gòu)示意圖如圖8所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/169010.htm
在PWM控制器中，對輸出電壓Vo進(jìn)行檢測，加至運(yùn)放的反相輸入端，固定參考電壓Vref加至運(yùn)放的正相輸入端。誤差放大后輸出直流誤差電壓Ve，加至PWM比較器的正相輸入端；將斜坡信號發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波信號Vosc加至PWM比較器的反相輸入端。Vc和Vosc經(jīng)PWM比較后輸出一個(gè)方波信號，該方波信號的占空比隨著誤差電壓Vc變化。當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，Ve值變大，經(jīng)PWM比較后，輸出方波占空比減小，MOS管導(dǎo)通時(shí)間增加，Vin對電感充電時(shí)間增加，Vout升高。
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