高效便携式LED照明设计:驱动与拓扑优化
照明设计要考虑节能,选择LED等高效光源 #生活技巧# #家居装修建议# #照明设计要点#
© 2013 Microchip Technology Inc. DS01427A_CN 第3页
AN1427
使用额外的 PWM 控制器可以使事情变得足够简单,但
会增加成本。LED驱动器也是电流模式控制器,这使得
问题进一步复杂化。电流检测(Current Sensing,
CS)引脚上需要有斜率补偿电路来稳定PWM占空比。
电流模式控制
电流模式控制发展早期的一个发现是,当占空比提高到
超过50%时,电流反馈环会变得开环不稳定。人们针对
此现象进行了全面的研究和分析。当占空比小于 50%
时,工作点的干扰会逐渐消失(见
图4)。
图4: 占空比小于0.5时,干扰消失
但当占空比大于50%时,标称工作点的干扰会随着每个
周期变大。这将导致与标称工作点的较大偏差并出现称
为“子周期振荡”的现象。
图5显示了此过程的开始。
图5: 占空比大于0.5时,干扰增大
通过向跳变级别(或检测的电流信号)添加“斜率补
偿”,可提高干扰开始增大时的占空比。图 6 显示了斜
率补偿的效果。
图6: 斜率补偿可以使任何占空比下的干扰
消失
如果将能量存储电感中下降电流的斜率称为 m
2
,则等
于 m
2
斜率一半的负斜率理论上会使任何占空比(最大
100%)下的干扰消失。这一特定量的斜率补偿还有另
外两个优势,一是平均电流不再是占空比的函数,二是
无需电压环操作即可抑制线路电压变化。
图 6 显示了斜
率补偿(其中 -m = m
2
/2)以及对平均电流的影响。尽
管让 -m = m
2
/2 的优势很明显,但实现起来很困难。在
实际中,最好使补偿多于 -m = m
2
/2,以确保高占空比
时不会发生振荡。
对于降压转换器,电流斜率m
2
等于VOUT/L。由于VOUT
是 LED 正向电压,因此这很容易计算。电感值可能有
20%的容差,因此应使用最高LED正向电压和尽可能最
低的电感值来计算最大电流斜率。
使用斜率补偿的电流模式控制
用于生成斜率补偿的实际电路使用互补 PWM 输出以及
通过
RC(图7中的R1/C1)元件给电容放电的晶体管。
晶体管关断时,电容从VCC 经电阻充电,并且电流检测
输入将添加一个斜率。记住,只有波形的第一部分需要
关注,因此请相应选择RC常数。
要获得完美斜坡,请使用电流源而不是电阻 R1 对电容
充电。
网址:高效便携式LED照明设计:驱动与拓扑优化 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/329598
相关内容
高效驱动LED离线式照明高效能LED照明将颠覆家庭照明理念
用于LED街灯照明的高效可靠电源
LED照明多领域渗透 高效节能带来光明前景
LED移动灯(探索便携照明的最佳选择)
开关电源在LED照明中的应用
LED照明系统设计
瑞萨推出面向高效LED照明应用、内置有调光功能的驱动IC
LED照明灯具的光学设计优化与应用
什么是LED固态照明?