TPS61040實現(xiàn)白光LED驅(qū)動器

　　TPS61040/41采用SOT-23-5或SON-6封裝如圖1所示，其引腳功能如表1所示。

　　圖1 TPS61040/41采用SOT-23-5或SON-6封裝

　　表1 引腳功能表

　　典型應(yīng)用電路

　　由圖2可知，TPS61040/41輸入電壓范圍為1.8~6V,輸出電壓可達(dá)28V.當(dāng)輸入端加入輸入電壓VIN時，TPS61040/41內(nèi)部MOSFET開關(guān)Q1導(dǎo)通，并逐步增加了從VIN通過L1、Q1和內(nèi)部電流檢測電阻RSENSE的電流量。TPS61040/41的FB(反饋)腳檢測輸出電壓，只要反饋電壓低于參考電壓(典型值1.233V)，則內(nèi)部Q1導(dǎo)通，電流增大;當(dāng)電感L1電流達(dá)到內(nèi)部設(shè)置峰值電流ILM(TPS61040為400mA或TPS61041為250mA)時Q1截止，另外為應(yīng)付極端條件以限制最大導(dǎo)通時間，在最大導(dǎo)通時間超過6μs(典型值)時Q1也會截止。TPS61040/41外接元件決定了Q1的關(guān)斷時間。為了維持運行以及設(shè)定Q1的關(guān)斷時間，TPS61040/41內(nèi)部控制器必須用Q1和RSENSE監(jiān)測通過L1的電流。當(dāng)關(guān)斷Q1時，流過L1的電流中斷會升高電感上的電壓，使外部的肖特基二極管D1正偏并導(dǎo)通，D1作續(xù)流二極管保證電流輸出，為輸出電容器C1充電至一個較高電壓，這個電壓高于單獨的輸入電壓VIN。

　　圖2 應(yīng)用電路

　　開關(guān)管關(guān)斷至少要保持400ns(典型值)，或者反饋電壓又低于參考電壓時才導(dǎo)通。輸入電壓、L1以及通過RSENSE的預(yù)設(shè)峰值電流都會影響Q1的導(dǎo)通時間。

具體電路設(shè)計

　　本文給出了TPS61040的兩種具體電路。圖3為用TPS61040作為升壓轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動并聯(lián)led;圖4為用TPS61040作為升壓轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動串聯(lián)LED.圖3中通過在FB引腳和GND之間連接一個15Ω的外部電阻R1,根據(jù)反饋電壓(VFB=1.233V)，TPS61040可為LED提供80mA的恒定電流。該設(shè)計允許在輸出上使用物理尺寸較小的外部器件(使用陶瓷電容代替鉭電容)，這是由于TPS61040提供的開關(guān)頻率高達(dá)1MHz.PWM控制管腳用來控制LED燈的亮度。該電路可以獲得85%的電源轉(zhuǎn)換效率。在圖4中通過改變R1和D3的值，升壓拓?fù)淇梢则?qū)動串聯(lián)的LED.通過在FB引腳連接一個47Ω的接地電阻，并根據(jù)反饋電壓(VFB=1.233V)，TPS61040可為LED提供26mA的恒定電流。

　　圖3 TPS61040驅(qū)動并接的白光LED電路

　　圖4 TPS61040驅(qū)動串接的白光LED電路

　　1.電感、最大負(fù)載電流的選擇

　　因為TPS61040/41工作在持續(xù)峰值電流控制的PFM模式，此方式具有內(nèi)在穩(wěn)定性，電感值不影響調(diào)節(jié)器穩(wěn)定性。電感選擇與額定負(fù)載電流，輸入和輸出電壓一起決定轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率。根據(jù)不同的應(yīng)用， 電感值的選擇可介于2.2μH和47μH之間(圖3、圖4中選擇10μF)。最大的電感值是由開關(guān)管的最大導(dǎo)通時間確定，一般為6μs.電感值決定了轉(zhuǎn)換器的最大開關(guān)頻率。因此，選擇電感值時，應(yīng)確保在轉(zhuǎn)換器工作在最大負(fù)載電流時開關(guān)頻率不超過最大值。最大開關(guān)頻率計算公式如下：

　　式中，IP為峰值電流;L為所選電感的電感量;V IN(min)為最高開關(guān)頻率時的最小輸入電壓。

　　如果選定的電感值沒有使轉(zhuǎn)換器超過最大開關(guān)頻率，下一步就需要計算在額定負(fù)載電流時的開關(guān)頻率，可由下面公式得到：

　　式中，Iload為額定負(fù)載電流;Vdd為整流二極管正向電壓(典型值0.3V)。