具有温度管理控制功能的LED驱动器LM3424及其应用

3．1 电感L1的选择
L1是开关调整的主要能量存储器件，不同的拓扑电路中，能量从电感传输到负载的方式不同。电感上的纹波电流(△iL-PP)主要由电感量、通过电感的电压和开关频率决定。在设计过程中，L1需要根据得到的△iL-PP来进行选择。对于buck调节器，由于电感是直接与负载连接，而不需要接输出电容，因此，△iL-PP基本与LED的纹波电流△iLED-PP)相等。boost和buck-boost调节器应当接有输出电容，以用于减少△iLED-PP，因此，该电感的可允许纹波要比buck调节器大一些。通常△iLED-PP要小于ILED值的40％。由于buck调节器没有输出电容，所以，△iL-PP应小于ILED的40％。而对于boost和buck-boost等拓扑电路，由于有输出电容可以补偿，△iL-PP可以大一些。但是，一般建议△iL-PP要小于平均电感电路的一半，以限制电感的输出功率。所以boost和buck-boost调节器中的电感取值为：

3．2 LED动态电阻
当负载为一串LED时，其输出负载电阻是LED串的动态电阻加上RSNS。由于LED是半导体二极管，所以，当通过的电流变化时，其阻值也会漂移。若只是通过二极管的正向电压除以正向电流得到动态电阻，则该值是不正确的。其结果可能大于实际值的5～10倍。这一点在设计时必须要考虑。
3．3 输出电容
对于boost和buck-boost调节器来说，输出电容(CO)可为负载提供能量。当续流二极管D1反向截止时，在buck中，输出电容仅仅是减少LED纹波电流(△iLED-PP)，以使其低于电感的纹波电流(△iL-PP)。在所有电路结构中，适当的C0的大小能提供一个合适的△iLED-PP。由于△iLED-PP要小于LED平均电流(ILED-PP)的40％。所以，C0应仔细选取，因为它会影响到工作温度和工作电压。一般情况下，磁片电容是理想的选择。对于boost调节器，C0的取值是：

其中，rD=NrLED，N是串联LED的数目，rLED是单个LED的动态电阻。
3．4 输入电容
输入电容(CIN)可在开关状态的间断期间提供能量。对于buck和buck-boost，CIN在tON和tOFF时间都提供能量，而输入电压源则以平均电流(IIN)给输入电容充电。大多数应用中都需要在输入引脚VIN处放置一个0．1μF的陶瓷电容，而且它要尽可能的靠近输入引脚。在某些情况下，大容量的输入电容可能远离LM3424，但应在大容量输入电容和旁路电容之间放置一个10Ω的串联电阻，从而构成一个150 kHz滤波器，以滤除不希望的频率噪声。boost调节器时，CIN的取值为：

3．5 主MOSFET／调光MOSFET
LM3424需外接NFET(Q1)作为主MOSFET以构成开关调节器。Q1的额定电压至少应高于电路最大工作电压的15％才能保证正常工作。当PWM
调光时，LM3424还需要另一个MOSFET(Q2)，且它应串联在LED上(在buck中是并联)。该MOSFET的额定电压可与输出电压(Vo)相等，额定电流至少要高于(ILED)10％。由于续流二极管(D1)在toFF时承载着电感上的电流，因此，D1通常应选肖特基二极管。

4 结束语
本文介绍了具有温度管理控制功能的LED驱动器LM3424的主要功能和应用电路的设计方法。同时介绍了其具有的热能回折功能、原理和应用。最后以boost典型应用电路为例，给出了LM3424主要外围元件的选取方法。