应用反相升降压拓扑把持LED亮度
时间:2013-05-09 来源:重庆网 作者:cqw.cc 我要纠错
太阳能路灯; 若需控制led 亮度,就必须具备可以提供恒定、稳压电流的驱动器。而要到达此目的,驱动器拓朴必需能发生足够的输出电压来顺向偏置 LED。那麽当输入和输出电压规模重叠时,设计职员又该如何抉择呢?转换器有时可能需要逐步降低输入电压,但有时也可能需要升高输出电压。以上情形通常呈现在那些存在大范畴“脏” (dirty) 输入功率起源的运用中,例如车载体系。在这种降压/升压的操作中,多少种拓朴能够达到较好的后果,像是 SEPIC 或四次切换升降压拓朴。这些拓朴个别需要大批的元件,设计的资料本钱也因此增添LED路灯价格。但由於它们可供给正输出电压,因而设计职员通常视其为可接收的计划。不外负输出电压转换器也是另一种不该被疏忽的替换解决计划。
图 1 利用负输出电压,以升降压拓朴调节恒定 LED 电流
LED 电流的调节是透过感应感测电阻 R1 两真个电压并将其用作控制电路的反馈。控制器接地接脚必须为负输出电压的参考电压,以便让该直接反馈畸形运作。假如控制器为系统接地的参考电压,则需要一个电平移位电路。这种“负接地”对电路形成了一些限度。功率 MOSFET、二极体和控制器的额外电压必须高於输入与输出电压的总和。
图 1 显示在恒定电流配置中驱动 3 个 LED 的反相升降压电路示用意。该电路领有诸多长处。首先,它应用了尺度降压控制器,岂但能将成本降到最低,并有助於所有系统级的再应用。假如需要,设计人员也可以轻松改革该电路以应用整合型 FET 降压控制器或同步降压拓朴来晋升效率。这种拓朴使用的功率级元件数量与简易降压转换器雷同,因此可将切换稳压器的元件数降至最低,同时达到绝对於其余拓朴的最低总体成本。由於 LED 自身的输出为光芒,就系统级而言 LED 因受到负电压而产生偏压并不会造成影响,跟正电压的情形不同,也因此使其成为一种值得斟酌的电路设计。
其次,从外部衔接节制器 (例如致能) 须要将讯号从体系接地到把持器接地进行电平移位,因而须要更多的元件。单就这个原因此言,打消或将不用要的外部掌握减至最低是最好的措施。
最後相较於四次切换的升降压拓朴,反相升降压拓朴中的功率安装会受到额定的电压跟电流压力,进而下降了相干效力,但该效力与 SEPIC 相称。即使如斯,这种电路仍是可能到达 89% 的效率。藉由该电路的完整同步化,效率还能够再进步 2%~3%。
透过软启动电容器 C5 的短路疾速地开/关转换器,是调节 LED 亮度一种简略的办法。图 2 显示了 PWM 输入讯号跟实际的 LED 电流。这种 PWM 亮度调节方法较为有效,由于转换器封闭并且在 SS 接脚短路时仅耗费极少的功率。然而这种方式也绝对较慢,由于转换器每次开启时都必需以一种可掌握方法逐步升高输出电流,进而在输出电流回升以前发生一个非线性、有限的停止时光 (dead-time)。同时,这也将开启时光的最小负载周期下降至 10%-20%LED路灯。在一些不请求高速和 100% PWM 调节的 LED 利用中,这种方法或者就已足够。
这种反相升降压电路为工程师供给了另一种驱动 LED的方式。低本钱降压把持器的应用以及较少的元件数目使其成为替换高庞杂度拓朴的一种幻想办法。
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