LED驅(qū)動器反饋環(huán)路分析

作者：時間：2011-06-04 來源：網(wǎng)絡(luò)

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在進(jìn)行功率級小信號建模時，升壓調(diào)節(jié)器與降壓調(diào)節(jié)器相比有兩個缺點：第一，它有一個由占空比和負(fù)載決定的右半平面(RHP)零點，從而加大了模型的推導(dǎo)復(fù)雜性；第二，升壓調(diào)節(jié)器不如降壓調(diào)節(jié)器常用，因而其沒有在推導(dǎo)精確小信號模型方面付出太多努力。本篇文章，我們將介紹一種面向電流模式升壓轉(zhuǎn)換器(作為電壓調(diào)節(jié)器使用)的簡化模型，同時給出為了預(yù)測升流調(diào)節(jié)器行為需要對標(biāo)準(zhǔn)做法進(jìn)行的幾項修改建議。

　　峰值電流模式控制(在升壓調(diào)節(jié)器中控制電感器/開關(guān)電流，而不是輸出電流)在低端控制器和單片IC中隨處可見，它們的控制開關(guān)發(fā)射極/源極與系統(tǒng)地相連。所有常見的可用低端控制器實現(xiàn)的開關(guān)調(diào)節(jié)器，諸如升壓、反激(flyback)、單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)和Cuk轉(zhuǎn)換器，都有RHP零點。通過將一個輸出LC極點移到高于控制環(huán)帶寬的高頻，電流模式控制簡化了控制到輸出的轉(zhuǎn)換功能。電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的性能都可以借助如下的功率級轉(zhuǎn)換方程進(jìn)行預(yù)測：

LED驅(qū)動器反饋環(huán)路分析

公式中電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的不同，可以參考下面的圖1和圖2。

LED驅(qū)動器反饋環(huán)路分析

圖1 電壓調(diào)節(jié)電路

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圖2 電流調(diào)節(jié)電路

DC增益

(左邊為電壓穩(wěn)壓器；右邊為電流穩(wěn)壓器)

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Gi是控制器IC的參數(shù)，ROP = VO / IF

　　系統(tǒng)極點

(上面為電壓調(diào)節(jié)器；下邊為電流調(diào)節(jié)器)

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　　RHP零點

(上面為電壓調(diào)節(jié)器；下面為電流調(diào)節(jié)器)

LED驅(qū)動器反饋環(huán)路分析

對升壓和升流調(diào)節(jié)器來說，下面的數(shù)值是一樣的：

　　占空比

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(VD是輸出二極管壓降，典型值為0.5V)

　　ESR零點

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　　采樣雙極品質(zhì)因數(shù)

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　　固有的電感電流斜率

　　斜率補償

(Vm是控制器IC的參數(shù)；fSW是開關(guān)頻率。)

　　采樣雙極拐角頻率

　　到目前為止，從電壓調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為電流調(diào)節(jié)的最大變化在于DC增益，它源自于與RO相比值很小的rD，以及由組合負(fù)載和反饋路徑產(chǎn)生的電阻分壓器效應(yīng)?？紤]一個輸入12V 、輸出36V/1A的電壓調(diào)節(jié)器，DC增益計算得出的結(jié)果約為30dB。對比一下，驅(qū)動10個白光LED((VO ≈36V)的電流調(diào)節(jié)器，電流也為1A、輸入也為12V，其DC增益僅為6dB。

　放大的電流感應(yīng)

　　幾乎所有帶可調(diào)輸出的調(diào)節(jié)器，都可改裝成一個LED驅(qū)動器，但簡單地用LED串替換頂部反饋分壓電阻并用電流感應(yīng)電阻替換底部反饋電阻，將耗費電能并產(chǎn)生熱量。若不對電流感應(yīng)電壓進(jìn)行放大以匹配1.