白光LED驅動(dòng)分析與應用
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電荷泵驅動(dòng)電路的一個(gè)最重要指標是轉換效率。電荷泵的轉換效率：
式中：Pin為輸入總功率；Lout為負載LED上流過(guò)的總電流；VLED為LED的正向導通壓降；M為電荷泵的升壓倍數；Iq為電荷泵功率管的驅動(dòng)電流和其他模塊的靜態(tài)電流。由上式可以看出，電荷泵的升壓倍數M越大，電荷泵的轉換效率越低，因此，在滿(mǎn)足LED驅動(dòng)電壓，即Vout> VLED的條件下，要盡量使電荷泵工作在低升壓倍數的模式下。
1．3 電感式開(kāi)關(guān)穩壓驅動(dòng)器
電感式開(kāi)關(guān)穩壓驅動(dòng)器簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)關(guān)電源(Switching Power Supply)，因電源中起調整穩壓控制功能的器件始終以開(kāi)關(guān)方式工作而得名。早期的開(kāi)關(guān)電源頻率僅為幾千赫茲，當頻率達到10 kHz左右時(shí)，變壓器、電感等磁性元件發(fā)出很刺耳的噪聲，直到20世紀70年代，開(kāi)關(guān)頻率突破了人耳聽(tīng)覺(jué)極限的20 kHz，噪聲問(wèn)題才得以解決。隨著(zhù)開(kāi)關(guān)頻率的不斷提升，驅動(dòng)器的體積減小，效率提高。20世紀80年代，出現了采用準諧振技術(shù)的零電壓和零電流開(kāi)關(guān)電路，也就是軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。這種電路使開(kāi)關(guān)開(kāi)通或關(guān)斷前的電壓、電流分別為零，解決了電路中的開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪聲問(wèn)題，使開(kāi)關(guān)頻率可以大幅度提高，從而使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)一步向體積小、重量輕、效率高、功率密度大的方向發(fā)展。
電感式開(kāi)關(guān)穩壓驅動(dòng)器的核心是電子開(kāi)關(guān)電路，根據負載對電源提出的輸出穩壓或穩流特性的要求，利用反饋控制電路，采用占空比控制方法，對開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行控制。在開(kāi)關(guān)管閉合的時(shí)候，將電源的能量?jì)Υ嬖陔姼兄?，在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷的時(shí)候，電感中的能量流入電容，這樣就實(shí)現了能量的傳輸。
電感式開(kāi)關(guān)穩壓驅動(dòng)器有通常兩種控制方式：一是保持開(kāi)關(guān)工作周期不變，控制開(kāi)關(guān)導通時(shí)間的脈沖寬度調制方式(PWM)，該方式是在輸入電壓或負載變化時(shí)，控制電路通過(guò)輸出電壓或電流與基準電壓的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調節主電路開(kāi)關(guān)器件的導通脈沖寬度，使得電感式開(kāi)關(guān)穩壓驅動(dòng)器的輸出電壓或電流保持穩定；另一種是保持導通時(shí)間不變，改變開(kāi)關(guān)工作周期的脈沖頻率調制方式(PFM)，基本工作原理就是在輸入電壓或負載變化的情況下，控制電路通過(guò)輸出電壓與基準電壓的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，在保持開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)間不變的情況下，控制開(kāi)關(guān)周期的長(cháng)短，即控制開(kāi)關(guān)頻率，來(lái)調整開(kāi)關(guān)占空比，以達到穩定輸出電壓或電流的目的。由于PWM方式電路簡(jiǎn)單，且輸入／輸出范圍較PFM方式更廣泛(PFM通常用于輕負載、低電壓、低電流情況下)，所以得到了廣泛應用，下面主要介紹兩種PWM驅動(dòng)方式。
1．3．1 電壓控制型PWM
結構示意圖如圖8所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/169010.htm
在PWM控制器中，對輸出電壓Vo進(jìn)行檢測，加至運放的反相輸入端，固定參考電壓Vref加至運放的正相輸入端。誤差放大后輸出直流誤差電壓Ve，加至PWM比較器的正相輸入端；將斜坡信號發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波信號Vosc加至PWM比較器的反相輸入端。Vc和Vosc經(jīng)PWM比較后輸出一個(gè)方波信號，該方波信號的占空比隨著(zhù)誤差電壓Vc變化。當輸出電壓降低時(shí)，Ve值變大，經(jīng)PWM比較后，輸出方波占空比減小，MOS管導通時(shí)間增加，Vin對電感充電時(shí)間增加，Vout升高。
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