高亮度白光LED驱动典型方案

　　图3 补偿前后系统开环频率响应

　　其中z2用来补偿极点p1，坐标原点的极点可以提高低频的环路增益以较小直流稳态误差，p3抵消z1带来的幅度增加，抑制接近开频频率的噪声，最终的穿越频率fc设定在开关频率的1/10左右。最简单的补偿方法也可以采用单极点的补偿网络，为保证相位裕度就会带来缺点即环路的带宽会更小，系统动态响应变慢。对于实际应用的升压型的LED驱动电路进行建模并在MATLAB中仿真结果（如图4所示），从仿真的结果看，环路在这种斜坡电流和补偿网络设计下在穿越频率附近的相位裕度大于45°，系统是稳定的，与公式推算的结果基本相符。

　　图4 MATLAB仿真结果

3 LED调光模式的设计

　　许多便携式LED的应用中都需要有调光的功能。例如LCD的背光应用中，调光可以改变亮度和对比度。现今有两种比较常用的调光方式：模拟调光和PWM调光。模拟调光通过反馈环路直接改变LED的电流实现发光亮度的调节，缺点是会带来色彩漂移和发光效率的下降；PWM调光（PWM Dimming）通过保持流过LED的最大电流减小导通占空比来实现，如果要实现50%的亮度就要LED电流采用50%的占空比。需要注意的是PWM调光信号的频率必须大于100Hz，以使人眼不会被发现灯的闪烁，而最大的PWM调光频率由电源的启动时间或者响应时间决定。在升压型LED驱动电路中增加了一个功率管串联在LED支路上，所以对于控制器而言需要增加额外的驱动电路，增加了系统的复杂程度，但换来的是真色彩的调光效果，所以现有的LED驱动产品中广泛加入了PWM调光功能。典型的调光范围可以由调光比（Dimming Ratio）来衡量，即调光PWM的周期与导通时间的比例，数值越大说明调光的能力越强。

　　图5给出芯片在升压型的应用中PWM调光的控制图。从图中可以看出，外部的PWM信号控制与LED负载串联的开关。利用运放的外接补偿电容CEAOUT，当PWM信号为低电平时断开运放输出端与补偿电容的通路，维持电容上的电压直到下个PWM周期。利用这种控制方法，当开关频率在700kHz，PWM频率100Hz的情况下，最大的调光比可以达到3000 ∶ 1.

　　图5 PWM调光控制图

　　4 无采样电阻模式的设计

　　利用功率MOSFET的导通电阻Rds（on）作为采样电阻的方法可以省去峰值电流采样电阻Rs2，减少了不必要的功率损耗提高了整体的效率，同时减少了外围的元器件和系统所占的空间，这种方式称之为无采样电阻模式。这种模式也存在一些问题：（1）当MOSFET关断时，漏端的电压可能会迅速升高，这就对电流峰值比较器提出了更高的抗高共模电压的要求；（2）功率管的导通电阻会随着电流和温度的变化发生改变，会对设定的峰值电流阈值产生影响。对于一些特定的场合，第二个问题引入的误差在可以允许的范围内时，这种模式还是有很好的应用前景，对于高共模输入最好最简单的方法就是在关断的同时切断输入的途径，通过合理的开关切换和延时电路来实现。

　　无采样模式的系统图见图6。采样端通