高效LED驱动设计原理
当输出电压总是比输入电压大时,最好采用升压转换电路,如图6所示。该电路的U1有一个带有控制电子器件的高度集成的电源开关。当开关闭合时,电流流过电感器到接地。当开关断开时,U1的引脚1电压会升高,直到D1导通。然后电感器放电,电流进入输出电容器(C3)和LED串。在绝大多数应用中,C3通常用于平滑LED电流。如果没有C3,则LED电流将是断断续续的。也就是说,它会在零和电感电流之间切换,这会导致LED热量增加(从而缩短使用寿命),亮度减少。在前面的例子中,LED的电流是通过一个电阻感测的,并且占空比会发生相应的变化。请注意,本拓扑存在一个严重的问题,即它没有短路保护电路。若输出短路,则会有较大的电流通过电感器和二极管,从而导致电路失效,或者输入电压崩溃。
许多时候输入电压范围变化很大,可以高于或低于输出电压,此时降压拓扑和升压拓扑结构就不起作用了。并且,可能在升压应用中需要短路保护。在这些情况下,就需要使用降压/升压拓扑结构(见图7)。当电源开关闭合、电感器有电流通过时,该电路就相当于升压电路;当电源开关断开时,电感器开始放电,电流进入输出电容和LED。不过,输出电压不是正的,而是负的。此外,请注意本拓扑中不存在升压转换电路中出现的短路问题,因为其通过使电源开关Q1开路,提供了短路保护功能。该电路的另一个特性是,虽然它是一个负的输出,但并不需要对传感电路的电平进行切换。在本设计中,控制芯片接地到负的输出,并且可直接测量电流感测电阻R100上的电压。尽管本例中仅显示了一个LED,但是通过串联可以连接许多LED。电压的上限是控制芯片的最大额定电压;输入电压加上输出电压的和不能超过该限值。
评论