高亮度白光LED驅動(dòng)典型方案

　　圖3 補償前后系統開(kāi)環(huán)頻率響應

　　其中z2用來(lái)補償極點(diǎn)p1，坐標原點(diǎn)的極點(diǎn)可以提高低頻的環(huán)路增益以較小直流穩態(tài)誤差，p3抵消z1帶來(lái)的幅度增加，抑制接近開(kāi)頻頻率的噪聲，最終的穿越頻率fc設定在開(kāi)關(guān)頻率的1/10左右。最簡(jiǎn)單的補償方法也可以采用單極點(diǎn)的補償網(wǎng)絡(luò )，為保證相位裕度就會(huì )帶來(lái)缺點(diǎn)即環(huán)路的帶寬會(huì )更小，系統動(dòng)態(tài)響應變慢。對于實(shí)際應用的升壓型的LED驅動(dòng)電路進(jìn)行建模并在MATLAB中仿真結果（如圖4所示），從仿真的結果看，環(huán)路在這種斜坡電流和補償網(wǎng)絡(luò )設計下在穿越頻率附近的相位裕度大于45°，系統是穩定的，與公式推算的結果基本相符。

　　圖4 MATLAB仿真結果

3 LED調光模式的設計

　　許多便攜式LED的應用中都需要有調光的功能。例如LCD的背光應用中，調光可以改變亮度和對比度?，F今有兩種比較常用的調光方式：模擬調光和PWM調光。模擬調光通過(guò)反饋環(huán)路直接改變LED的電流實(shí)現發(fā)光亮度的調節，缺點(diǎn)是會(huì )帶來(lái)色彩漂移和發(fā)光效率的下降；PWM調光（PWM Dimming）通過(guò)保持流過(guò)LED的最大電流減小導通占空比來(lái)實(shí)現，如果要實(shí)現50%的亮度就要LED電流采用50%的占空比。需要注意的是PWM調光信號的頻率必須大于100Hz，以使人眼不會(huì )被發(fā)現燈的閃爍，而最大的PWM調光頻率由電源的啟動(dòng)時(shí)間或者響應時(shí)間決定。在升壓型LED驅動(dòng)電路中增加了一個(gè)功率管串聯(lián)在LED支路上，所以對于控制器而言需要增加額外的驅動(dòng)電路，增加了系統的復雜程度，但換來(lái)的是真色彩的調光效果，所以現有的LED驅動(dòng)產(chǎn)品中廣泛加入了PWM調光功能。典型的調光范圍可以由調光比（Dimming Ratio）來(lái)衡量，即調光PWM的周期與導通時(shí)間的比例，數值越大說(shuō)明調光的能力越強。

　　圖5給出芯片在升壓型的應用中PWM調光的控制圖。從圖中可以看出，外部的PWM信號控制與LED負載串聯(lián)的開(kāi)關(guān)。利用運放的外接補償電容CEAOUT，當PWM信號為低電平時(shí)斷開(kāi)運放輸出端與補償電容的通路，維持電容上的電壓直到下個(gè)PWM周期。利用這種控制方法，當開(kāi)關(guān)頻率在700kHz，PWM頻率100Hz的情況下，最大的調光比可以達到3000 ∶ 1.

　　圖5 PWM調光控制圖

　　4 無(wú)采樣電阻模式的設計

　　利用功率MOSFET的導通電阻Rds（on）作為采樣電阻的方法可以省去峰值電流采樣電阻Rs2，減少了不必要的功率損耗提高了整體的效率，同時(shí)減少了外圍的元器件和系統所占的空間，這種方式稱(chēng)之為無(wú)采樣電阻模式。這種模式也存在一些問(wèn)題：（1）當MOSFET關(guān)斷時(shí)，漏端的電壓可能會(huì )迅速升高，這就對電流峰值比較器提出了更高的抗高共模電壓的要求；（2）功率管的導通電阻會(huì )隨著(zhù)電流和溫度的變化發(fā)生改變，會(huì )對設定的峰值電流閾值產(chǎn)生影響。對于一些特定的場(chǎng)合，第二個(gè)問(wèn)題引入的誤差在可以允許的范圍內時(shí)，這種模式還是有很好的應用前景，對于高共模輸入最好最簡(jiǎn)單的方法就是在關(guān)斷的同時(shí)切斷輸入的途徑，通過(guò)合理的開(kāi)關(guān)切換和延時(shí)電路來(lái)實(shí)現。

　　無(wú)采樣模式的系統圖見(jiàn)圖6。采樣端通