中心論題：

• 反激型LED驅(qū)動器比較通用，該結(jié)構(gòu)在輸入電壓要求的范圍內(nèi)能夠保持LED電流恒定
• 簡述利用專用電流控制PWM控制器IC設(shè)計反激型LED驅(qū)動器的原理步驟
• 設(shè)計中最重要參數(shù)是LED的電流，為了延長LED的工作壽命，電流必須保持恒定

解決方案：

• 采用專用電流控制PWM控制器IC以減小LED電流變化
• 通過低頻PWM脈沖調(diào)制LED電流，控制LED燈源亮度

反激型LED驅(qū)動器比較通用，因為該結(jié)構(gòu)可以用于輸入電壓高于或低于所要求的輸出電壓。此外，當反激電路工作在非連續(xù)電感電流模式時，能夠保持LED電流恒定，無需額外的控制回路。本應(yīng)用筆記所描述的電路基于高度集成的MAX16802 PWM LED驅(qū)動器IC。

應(yīng)用
LED軌道照明，通用LED照明設(shè)備

特性
• 10.8V至24V輸入電壓范圍
• 為單個3.3V LED供電，提供350mA (典型)電流(其它LED配置結(jié)構(gòu)，請按照設(shè)計步驟進行設(shè)計)
• 29V (典型值)陽極對地的最大開路電壓
• 262kHz開關(guān)頻率
• 逐周期限流
• 通/斷控制輸入
• 允許使用低頻PWM信號調(diào)節(jié)亮度
• 可以調(diào)整電路以適應(yīng)多種形式的串聯(lián)、并聯(lián)LED配置

典型應(yīng)用電路


注意：當+VLED和-VLED不與LED連接時，請勿給電路供電。

元件列表

電路拓撲
開環(huán)，非隔離型反激LED驅(qū)動器十分通用，而且使用方便。它具有一系列優(yōu)點，非常受歡迎。這些優(yōu)點包括：
• 無需外部控制環(huán)路即可調(diào)節(jié)LED電流
• 非連續(xù)電感電流傳輸降低EMI輻射
• 較低的開關(guān)導(dǎo)通損耗
• 簡單的電路設(shè)計流程
• LED電壓可高于或低于輸入電壓
• 較寬的輸入電壓范圍
• 可以方便地接入PWM亮度調(diào)節(jié)信號

最大的優(yōu)點是簡單，代價是存在以下缺點：
• LED電流受元件容限的影響，例如，電感和檢流比較器傳輸延遲
• 非連續(xù)電感電流工作模式，使該拓撲結(jié)構(gòu)更適合于低功耗應(yīng)用

設(shè)計步驟
最重要參數(shù)是LED的電流。高亮度LED的工作電流一般為幾百mA。為了延長LED的工作壽命，電流必須保持恒定；電源從本質(zhì)上說是一個電流驅(qū)動器?？梢酝ㄟ^幾種方案實現(xiàn)，一個簡單而且低成本的解決方案是：采用專用的電流模式PWM控制器IC，例如MAX16802。該器件的優(yōu)點是：
• 高集成度—所需的外圍元件很少
• 高達262kHz開關(guān)頻率
• 微小的8引腳µMAX封裝
• 較小的檢流門限，降低損耗
• 相當精確的振蕩頻率，有助于減小LED電流變化
• 片上電壓反饋放大器，可用于限制輸出開路電壓

給定LED參數(shù)為：

步驟1：計算最小輸入電壓下最佳占空比的近似值：

其中Rb為整流器電阻，與應(yīng)用電路中的R11相同，在本應(yīng)用中設(shè)定為1 。VD為整流二極管D1的正向壓降。
將已知數(shù)值代入上式得到：

步驟2：計算峰值電感電流的近似值：

其中Kf為臨界“誤差系數(shù)”，這里設(shè)為1.1。
將已知值代入上式得到：

步驟3：計算所需電感的近似值，并選擇小于并最接近于計算值的標準電感：

其中L為應(yīng)用電路中的L1；f為開關(guān)頻率，等于262kHz。
將已知值代入上式得到：

低于該值、最接近的標準值為10µH。
步驟4：通過反激工作過程傳遞到輸出端的功率：

輸出電路的損耗功率等于：

根據(jù)能量守恒原理，上述兩個式子應(yīng)該相等，即可得到一個更精確的峰值電感電流：

其中L為實際選擇的標準電感值。
將已知數(shù)值代入上式可得：

步驟5：計算檢流電阻，由R9和R10并聯(lián)而得；計算電壓檢測分壓電阻(如果需要)，由R6和R7組成。
MAX16802的限流門限為291mV。因此選擇R9、R10、R6和R7，滿足步驟4所計算的電感峰值電流。
這步完成后，即可得到應(yīng)用電路中的各個元件值，該電路可提供12V、350mA輸出。因為存在寄生效應(yīng)，因此電阻值(R7)需要進行適當調(diào)整，以得到所期望的電流。
步驟6：R1和R2可選。它們用于調(diào)整+VLED至29V。這在輸出端出現(xiàn)意外開路時非常有用。如果沒有上述元件的分壓，輸出電壓有可能上升，導(dǎo)致器件損壞。
元件C1和R5也為可選，用于穩(wěn)定電壓反饋環(huán)路。對于當前應(yīng)用，可以不使用這些元件。

低頻PWM亮度調(diào)節(jié)
控制LED燈源亮度的最好辦法是通過一個低頻PWM脈沖調(diào)制LED電流。使用這種方法，LED電流根據(jù)占空比的變化觸發(fā)脈沖，同時保持電流幅度恒定。這樣，器件發(fā)出的光波波長在整個調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保持不變。
利用下面電路可實現(xiàn)PWM亮度調(diào)節(jié)。


特性曲線



印刷電路板