反激型LED驅(qū)動器比較通用，因為該結(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，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)計步驟進行設(shè)計)

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，請勿給電路供電。

電路拓撲

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，非常受歡迎。 這些優(yōu)點包括：

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)點是簡單，代價是存在以下缺點：

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，使該拓撲結(jié)構(gòu)更適合于低功耗應(yīng)用

設(shè)計步驟

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)上說是一個電流驅(qū)動器。 可以通過幾種方案實現(xiàn)，一個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)點是：

高集成度—所需的外圍元件很少

高達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：

步驟1：計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1Ω。 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

步驟2：計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：

步驟3：計算所需電感的近似值，并選擇小于并最接近于計算值的標(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：

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，上述兩個式子應(yīng)該相等，即可得到一個更精確的峰值電感電流：

其中L為實際選擇的標(biāo)準(zhǔn)電感值。

將已知數(shù)值代入上式可得：

步驟5：計算檢流電阻，由R9和R10并聯(lián)而得； 計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)用電路中的各個元件值，該電路可提供12V、350mA輸出。 因為存在寄生效應(yīng)，因此電阻值(R7)需要進行適當(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，同時保持電流幅度恒定。 這樣，器件發(fā)出的光波波長在整個調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保持不變。

利用下面電路可實現(xiàn)PWM亮度調(diào)節(jié)。

特性曲線

印刷電路板

審核編輯：郭婷