組合的電壓和電流控制環(huán)路可簡(jiǎn)化LED驅動(dòng)器、高容量電池/超級電容器充電器和最大功率點(diǎn)跟蹤太陽(yáng)能應用

　　恒定電流 / 恒定電壓 (CC-CV) 應用的迅速發(fā)展 (尤其是在 LED 照明以及高容量電池和超級電容器充電器領(lǐng)域之中) 給電源設計人員帶來(lái)了挑戰，他們必需及時(shí)適應電流和電壓控制環(huán)路之間日益復雜的相互作用與影響。專(zhuān)為 CC-CV 而特別設計的開(kāi)關(guān)模式轉換器可提供一項明顯的優(yōu)勢，尤其當電源的功率有限或者其功率在多個(gè)爭用負載之間進(jìn)行分配時(shí)更是如此。

　　例如，我們不妨考慮一下從功率受限電源以極短的時(shí)間完成一個(gè)超級電容器充電的難題。為了保持恒定的輸入功率，受控的充電電流必須在輸出 (超級電容器) 電壓增加時(shí)減小。通過(guò)無(wú)縫地組合一個(gè)電流調節環(huán)路和兩個(gè)電壓調節環(huán)路以控制一個(gè)外部 N 溝道電源開(kāi)關(guān)，LT^®3796 解決了功率受限或恒定電流 / 恒定電壓調節的問(wèn)題。該器件三個(gè)跨導誤差放大器 (它們匯總至補償引腳 V_C) 的固有線(xiàn)“或”工作特性可確保恰當的環(huán)路 (即：最接近穩定狀態(tài)的那個(gè)環(huán)路) 居支配地位。

　　附加的獨立型電流檢測放大器可針對任意數目的功能進(jìn)行配置，包括輸入電流限制和輸入電壓調節。

　　LT3796 的寬 V_IN 范圍 (6V 至 100V) 及軌至軌 (0V 至 100V) 輸出電流監視和調節使其適用于眾多的應用，從太陽(yáng)能電池充電器到高功率 LED 照明系統等均在其列。固定開(kāi)關(guān)頻率、電流模式架構在一個(gè)很寬的電源和輸出電壓范圍內實(shí)現了穩定的操作。LT3796 采用高壓側電流檢測，因而能用于升壓型、降壓型、降壓-升壓型或 SEPIC 和反激式拓撲。

　　具穩健輸出短路保護功能的高功率 LED 驅動(dòng)器

　　圖 1 示出了被配置為一個(gè)升壓型轉換器的 LT3796，其采用寬輸入范圍驅動(dòng)一個(gè) 34W LED 燈串。LED 電流在低輸入電壓條件下被降額，以避免外部功率組件出現過(guò)熱。前端電流檢測放大器利用下式將輸入電流轉換為 CSOUT 引腳上的一個(gè)電壓信號，由此來(lái)監視輸入電流：

　　V_CSOUT = II_N • R_SNS1 • R6 / R5

　　FB1 引腳上的電阻器網(wǎng)絡(luò )負責提供 OPENLED 保護，該功能可限制輸出電壓并防止 ISP 引腳、ISN 引腳和若干外部組件超過(guò)其最大額定值。如果某個(gè) LED 發(fā)生開(kāi)路故障或 LED 燈串從高功率驅動(dòng)器移除，則 FB 恒定電壓環(huán)路將在接管以后起作用，并將輸出調節至 92.5V。另外，/ VMODE標記也被置為有效，以指示發(fā)生了 OPENLED 事件?！　?/p>

 

　　LT3796 包含了獨立于 LED 電流檢測的短路保護功能電路。該短路保護功能可避免產(chǎn)生過(guò)大的開(kāi)關(guān)電流，并對功率組件實(shí)施保護。將保護門(mén)限 (典型值為 375mV) 設計為比默認的 LED 電流檢測門(mén)限高 50%。

　　當檢測到 LED 過(guò)流時(shí)，GATE 引腳驅動(dòng)至 GND 以停止開(kāi)關(guān)操作，TG 引腳被拉至高電平以使 LED 陣列與電源通路斷接，而且 / FAULT 引腳被置為有效。增設了肖特基二極管 D2，以避免 PMOS M2 的漏極在通過(guò)一根長(cháng)電纜短路至地時(shí)擺動(dòng)至遠低于地電位的電平。內置了輔助 PNP Q1，以進(jìn)一步限制瞬態(tài)短路電流。

　　如果在 SS 引腳和 V_REF 引腳之間沒(méi)有電阻器，則轉換器進(jìn)入打嗝模式并周期性地進(jìn)行重試，如圖 2 所示。假如在 V_REF 和 SS 引腳之間布設了一個(gè)電阻器 (用以在 LED 短路期間將 SS 引腳保持在高于 0.2V)，則 LT3796 進(jìn)入鎖斷模式 (此時(shí) GATE 引腳為低電平，而 TG 引腳為高電平)，如圖 3 所示。如需退出鎖斷模式，則 EN/UVLO 引腳必須從低電平切換至高電平?！　?/p>