将降压调节器转换为智能可调光LED驱动器设计

凭借使用寿命长和功耗低的优势，LED有望改变整个照明行业，但它的快速采用面临的主要障碍是LED本身的成本居高不下。LED 灯具(完整电力照明设备)的成本各不相同，但LED的成本通常占据了整个灯具成本的大约25%至40%，而且预期在今后多年内仍会占据很高比例(图1)。

　图1. LED灯具成本的细分

降低整体灯具成本的一种方法是在产品规格允许的范围内，在可能最高的直流电流下驱动LED。此电流可能远高于其“分档电流”。如果正常驱动，这样可能产生更高的流明/成本比率。

图2. LED光输出和效率与驱动电流

但是，这种做法需要更高电流驱动器。很多解决方案在低电流下(500 mA)驱动LED，但很少有高电流(700 mA至4 A)的选择方案。这一现象似乎令人惊讶，因为半导体行业有大量的容量达到4 A的DC-DC解决方案，但它们的设计目的是控制 电压， 而不是控制LED电流。本文将探讨将现成DC-DC降压稳压器转换为智能LED驱动器的一些简单技巧。

降压稳压器对输入电压进行斩波，并通过LC滤波器传送，以提供稳定的输出，如图3所示。它使用两个有源元件和两个无源元件。有源元件是从输入到电感的开关“A”，以及从地面到电感的开关(或二极管)“B”。无源元件是电感(L)和输出电容(COUT)它们形成LC滤波器，可以减小由有源元件产生的纹波。

图3. 基本降压方案

如果开关是内部的，则降压器称为稳压器 如果开关是外部的，则称为 控制器如果两个开关都是晶体管(MOSFET或BJT)，则它是同步 的，如果底部的开关是使用二极管实施的，则它是 异步 的。这些类型的降压电路各有优劣，但同步降压稳压器通常可以优化效率、器件数量、解决方案成本和电路板面积。遗憾的是，用于驱动高电流LED(高达4 A)的同步降压稳压器很少，而且成本昂贵。本文以 ADP2384为例，展示如何修改标准同步降压稳压器的连接以调节LED电流。

ADP2384高效同步降压稳压器指定最高4 A的输出电流，具有最高20 V的输入电压。图4显示了用于调节输出电压的正常连接。

图4. 连接用于调节输出电压的ADP2384

在工作中，经过分压的输出电压连接到FB引脚，与内部600 mV基准进行比较，用于生成开关的适当占空比。在稳态下，FB引脚保持在600 mV，因此VOUT调节至600 mV乘以分频比。如果上方的电阻被LED取代(图5)，则输出电压必须是需要的任何值(在额定值范围内)，将FB维持在600 mV;因此，通过LED的电流被控制在600 mV/RSENSE。

图5. 基本（但不高效）的LED驱动器

当从FB到地面的精密电阻设置LED电流时，此电路使用效果很好，但电阻消耗了很多功率： P = 600 mV × ILED 对于低LED电流，这不是大问题，但在高LED