反激型LED驅(qū)動器比較通用，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)可以用于輸入電壓高于或低于所要求的輸出電壓。此外，當(dāng)反激電路工作在非連續(xù)電感電流模式時(shí)，能夠保持LED電流恒定，無需額外的控制回路。本應(yīng)用筆記所描述的電路基于高度集成的MAX16802 PWM LED驅(qū)動器IC。
應(yīng)用
* LED軌道照明
* 通用LED照明設(shè)備
特性
* 10.8V至24V輸入電壓范圍
* 為單個(gè)3.3V LED供電，提供350mA (典型)電流(其它LED配置結(jié)構(gòu)，請按照設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì))
* 29V (典型值)陽極對地的最大開路電壓
* 262kHz開關(guān)頻率
* 逐周期限流
* 通/斷控制輸入
* 允許使用低頻PWM信號調(diào)節(jié)亮度
* 可以調(diào)整電路以適應(yīng)多種形式的串聯(lián)、并聯(lián)LED配置
典型應(yīng)用電路
注意：當(dāng)+VLED和-VLED不與LED連接時(shí)，請勿給電路供電。
元件列表
電路拓?fù)?/strong>
* 開環(huán)，非隔離型反激LED驅(qū)動器十分通用，而且使用方便。它具有一系列優(yōu)點(diǎn)，非常受歡迎。這些優(yōu)點(diǎn)包括：
* 無需外部控制環(huán)路即可調(diào)節(jié)LED電流
* 非連續(xù)電感電流傳輸降低EMI輻射
* 較低的開關(guān)導(dǎo)通損耗
* 簡單的電路設(shè)計(jì)流程
* LED電壓可高于或低于輸入電壓
* 較寬的輸入電壓范圍
* 可以方便地接入PWM亮度調(diào)節(jié)信號
最大的優(yōu)點(diǎn)是簡單，代價(jià)是存在以下缺點(diǎn)：
* LED電流受元件容限的影響，例如，電感和檢流比較器傳輸延遲
* 非連續(xù)電感電流工作模式，使該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更適合于低功耗應(yīng)用
設(shè)計(jì)步驟
最重要參數(shù)是LED的電流。高亮度LED的工作電流一般為幾百mA。為了延長LED的工作壽命，電流必須保持恒定；電源從本質(zhì)上說是一個(gè)電流驅(qū)動器?？梢酝ㄟ^幾種方案實(shí)現(xiàn)，一個(gè)簡單而且低成本的解決方案是：采用專用的電流模式PWM控制器IC，例如MAX16802。該器件的優(yōu)點(diǎn)是：
* 高集成度?所需的外圍元件很少
* 高達(dá)262kHz開關(guān)頻率
* 微小的8引腳μMAX封裝
* 較小的檢流門限，降低損耗
* 相當(dāng)精確的振蕩頻率，有助于減小LED電流變化
* 片上電壓反饋放大器，可用于限制輸出開路電壓
給定LED參數(shù)為：
Iled=350mA Vled=3.3v Vin min=18.8v Vin max=24v
步驟1：計(jì)算最小輸入電壓下最佳占空比的近似值：
其中Rb為整流器電阻，與應(yīng)用電路中的R11相同，在本應(yīng)用中設(shè)定為1。VD為整流二極管D1的正向壓降。
將已知數(shù)值代入上式得到：
don=0.291
步驟2：計(jì)算峰值電感電流的近似值：
其中Kf為臨界“誤差系數(shù)”，這里設(shè)為1.1。
將已知值代入上式得到：
Ip=1.058A
步驟3：計(jì)算所需電感的近似值，并選擇小于并最接近于計(jì)算值的標(biāo)準(zhǔn)電感：
其中L為應(yīng)用電路中的L1；f為開關(guān)頻率，等于262kHz。
將已知值代入上式得到：
L=10.566μH
低于該值、最接近的標(biāo)準(zhǔn)值為10μH。
步驟4：通過反激工作過程傳遞到輸出端的功率：
輸出電路的損耗功率等于：
根據(jù)能量守恒原理，上述兩個(gè)式子應(yīng)該相等，即可得到一個(gè)更精確的峰值電感電流：
其中L為實(shí)際選擇的標(biāo)準(zhǔn)電感值。
將已知數(shù)值代入上式可得：
步驟5：計(jì)算檢流電阻，由R9和R10并聯(lián)而得；計(jì)算電壓檢測分壓電阻(如果需要)，由R6和R7組成。
MAX16802的限流門限為291mV。因此選擇R9、R10、R6和R7，滿足步驟4所計(jì)算的電感峰值電流。
這步完成后，即可得到應(yīng)用電路中的各個(gè)元件值，該電路可提供12V、350mA輸出。因?yàn)榇嬖诩纳?yīng)，因此電阻值(R7)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以得到所期望的電流。
步驟6：R1和R2可選。它們用于調(diào)整+VLED至29V。這在輸出端出現(xiàn)意外開路時(shí)非常有用。如果沒有上述元件的分壓，輸出電壓有可能上升，導(dǎo)致器件損壞。
元件C1和R5也為可選，用于穩(wěn)定電壓反饋環(huán)路。對于當(dāng)前應(yīng)用，可以不使用這些元件。
低頻PWM亮度調(diào)節(jié)
控制LED燈源亮度的最好辦法是通過一個(gè)低頻PWM脈沖調(diào)制LED電流。使用這種方法，LED電流根據(jù)占空比的變化觸發(fā)脈沖，同時(shí)保持電流幅度恒定。這樣，器件發(fā)出的光波波長在整個(gè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保持不變。
利用下面電路可實(shí)現(xiàn)PWM亮度調(diào)節(jié)。
特性曲線
印刷電路板
