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基于驱动LED串的DCM升压转换器的详细理论分析

作者:时间:2018-08-28来源:网络收藏

固定频率非常适合于以恒流模式。这种转换器采用不连续导电模式()工作,能够有效地用于快速调光操作,提供比采用连续导电模式(CCM)工作的竞争器件更优异的瞬态响应。当LED导通时,工作能够提供快速的瞬态性能,为输出电容重新充电,因而将LED的模拟调光降至最低。为了恰当地稳定,存在着小信号模型。然而,LED的的交流分析,跟使用标准电阻型负载的升压转换器的交流分析不同。由于串联二极管要求直流和交流负载条件,在推导最终的传递函数时必须非常审慎。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/387838.htm

本文(即第1部分)不会使用不连续导电模式(DCM)升压转换器的传统小信号模型,而将使用基于所研究转换器之输出电流表达式的简化方法。在第2部分(实际考虑),我们将深入研究应用方案,验证测量精度,并与理论推导进行比较。

供电的升压转换器

图1显示了的恒定频率峰值电流工作模式升压转换器的简化电路图。输出电流被感测电阻Rsense持续监测。相应的输出电压施加在控制电路上,持续调节电源开关的导通时间,以提供恒定的LED电流Iout。这就是受控的输出变量。


图1驱动LED串以发光的升压转换器。

输出电流被稳流至设定点值。发光时, LED串会在LED连接的两端产生电压。这电压取决于跟各个LED技术相关的阈值电压VT0及其动态阻抗rd。因此,LED串两端的总压降就是各LED阈值电压之和VZ,而而动态阻抗rLEDs表示的是LED串联动态阻抗之和。图2显示的是采用的等效电路。您可以自己来对LED串压降及其总动态阻抗进行特征描述。为了测量起见,将LED串电流偏置至其额定电流IF1。一旦LED达到热稳定,就测量LED串两端的总压降Vf1。将电流改变为稍低值IF2并测量新的压降VF2。根据这些值,您可计算出总动态阻抗,即:

“齐纳”电压约等于LED串电压VF1减去rLEDs与测量点电流之积:

我们假定以100 mA电流来偏置我们的LED串。测量出的总压降为27.5 V。我们将电流减小至80 mA,新得到的压降值就是26.4 V。总动态阻抗的计算很简单:

根据等式,我们可以简单地计算出齐纳电压:


图2 LED连接

LED采用串联连接,故需对它们的阈值电压进行累加;而总动态阻抗是串联连接的各个LED动态阻抗之和。

回头再看图1。LED串与感测电阻Rsense串联。总交流(ac)阻抗因此就是两者之和:

图3是大幅简化的等效直流(dc)电路图。直流输出电压Vout等于输出电流Iout与电阻Rac之积再加齐纳电压:

在交流条件下,由于齐纳电压恒定,故上述等式可简化为:


图3:这直流简化电路图显示了等效齐纳二极管及其动态阻抗。

简化模型

电流源实际上指的是从输入电源获得并无损耗地传输到输出的电流。电流源可以被控制电压Vc向上或向下调节,而Vc逐周期设定电感峰值电流。控制器通过升压转换器开关电流感测电阻Ri来观测电感峰值电流,并以此工作。当Ri两端电压与控制电压匹配时,电源开关就被指示关闭。

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