TPS61040實(shí)現白光LED驅動(dòng)器

　　TPS61040/41采用SOT-23-5或SON-6封裝如圖1所示，其引腳功能如表1所示。

　　圖1 TPS61040/41采用SOT-23-5或SON-6封裝

　　表1 引腳功能表

　　典型應用電路

　　由圖2可知，TPS61040/41輸入電壓范圍為1.8~6V,輸出電壓可達28V.當輸入端加入輸入電壓VIN時(shí)，TPS61040/41內部MOSFET開(kāi)關(guān)Q1導通，并逐步增加了從VIN通過(guò)L1、Q1和內部電流檢測電阻RSENSE的電流量。TPS61040/41的FB(反饋)腳檢測輸出電壓，只要反饋電壓低于參考電壓(典型值1.233V)，則內部Q1導通，電流增大;當電感L1電流達到內部設置峰值電流ILM(TPS61040為400mA或TPS61041為250mA)時(shí)Q1截止，另外為應付極端條件以限制最大導通時(shí)間，在最大導通時(shí)間超過(guò)6μs(典型值)時(shí)Q1也會(huì )截止。TPS61040/41外接元件決定了Q1的關(guān)斷時(shí)間。為了維持運行以及設定Q1的關(guān)斷時(shí)間，TPS61040/41內部控制器必須用Q1和RSENSE監測通過(guò)L1的電流。當關(guān)斷Q1時(shí)，流過(guò)L1的電流中斷會(huì )升高電感上的電壓，使外部的肖特基二極管D1正偏并導通，D1作續流二極管保證電流輸出，為輸出電容器C1充電至一個(gè)較高電壓，這個(gè)電壓高于單獨的輸入電壓VIN。

　　圖2 應用電路

　　開(kāi)關(guān)管關(guān)斷至少要保持400ns(典型值)，或者反饋電壓又低于參考電壓時(shí)才導通。輸入電壓、L1以及通過(guò)RSENSE的預設峰值電流都會(huì )影響Q1的導通時(shí)間。

具體電路設計

　　本文給出了TPS61040的兩種具體電路。圖3為用TPS61040作為升壓轉換器來(lái)驅動(dòng)并聯(lián)led;圖4為用TPS61040作為升壓轉換器來(lái)驅動(dòng)串聯(lián)LED.圖3中通過(guò)在FB引腳和GND之間連接一個(gè)15Ω的外部電阻R1,根據反饋電壓(VFB=1.233V)，TPS61040可為L(cháng)ED提供80mA的恒定電流。該設計允許在輸出上使用物理尺寸較小的外部器件(使用陶瓷電容代替鉭電容)，這是由于TPS61040提供的開(kāi)關(guān)頻率高達1MHz.PWM控制管腳用來(lái)控制LED燈的亮度。該電路可以獲得85%的電源轉換效率。在圖4中通過(guò)改變R1和D3的值，升壓拓撲可以驅動(dòng)串聯(lián)的LED.通過(guò)在FB引腳連接一個(gè)47Ω的接地電阻，并根據反饋電壓(VFB=1.233V)，TPS61040可為L(cháng)ED提供26mA的恒定電流。

　　圖3 TPS61040驅動(dòng)并接的白光LED電路

　　圖4 TPS61040驅動(dòng)串接的白光LED電路

　　1.電感、最大負載電流的選擇

　　因為T(mén)PS61040/41工作在持續峰值電流控制的PFM模式，此方式具有內在穩定性，電感值不影響調節器穩定性。電感選擇與額定負載電流，輸入和輸出電壓一起決定轉換器開(kāi)關(guān)頻率。根據不同的應用， 電感值的選擇可介于2.2μH和47μH之間(圖3、圖4中選擇10μF)。最大的電感值是由開(kāi)關(guān)管的最大導通時(shí)間確定，一般為6μs.電感值決定了轉換器的最大開(kāi)關(guān)頻率。因此，選擇電感值時(shí)，應確保在轉換器工作在最大負載電流時(shí)開(kāi)關(guān)頻率不超過(guò)最大值。最大開(kāi)關(guān)頻率計算公式如下：

　　式中，IP為峰值電流;L為所選電感的電感量;V IN(min)為最高開(kāi)關(guān)頻率時(shí)的最小輸入電壓。

　　如果選定的電感值沒(méi)有使轉換器超過(guò)最大開(kāi)關(guān)頻率，下一步就需要計算在額定負載電流時(shí)的開(kāi)關(guān)頻率，可由下面公式得到：

　　式中，Iload為額定負載電流;Vdd為整流二極管正向電壓(典型值0.3V)。