环路控制结构 基于降压的结构可以与很多环路控制结构很好的匹配,而且不用考虑稳定性的限制,例如右半平面零点问题。除了和其他调光方法兼容以外,这种降压结构使得PWM调光变得容易。基于这种结构的LED驱动可以使系统设计人员提供更多的选择。滞回控制非常适合在开关频率变化比较快和输入范围比较小的情况下应用,例如白纸灯泡和交通灯。由于滞回控制不用考虑稳定性限制,所以不需要考虑环路补偿。不像环路控制那样受带宽限制。利用滞回控制驱动降压LED驱动(图.2a)使设计变得简单,也减少了器件数量和成本。这种结构也使PWM调光的范围比其他结构好。利用滞回控制的LED驱动非常适合在要求调光范围非常大和调光频率比较高以及开关频率变化非常大的情况下应用。
图2a:基本的滞回控制降压驱动。类似的滞回降压LED驱动可以在固定频率操作和不需要开关频率变化的滞回控制之间提供了一个比较好的折中方案。控制开启时间的降压LED驱动(图2b)使用了一个滞回比较器和开启时间控制器。让开启时间与输入电压成反比,这样可以让开关频率的变化减少的最小。运用这种结构同样可以避免环路控制的带宽限制。运用不同的调光结构可以让调光范围变得非常宽。
图2b:开启时间控制的降压LED驱动。在一些情况下,例如许多自动控制应用中,LED驱动与外部时钟或与驱动之间进行同步时要求减少噪音的干扰。在没有时钟的滞回控制和准滞回控制的结构在执行同步频率时会带来困难。相比来说,这个问题对于由时钟控制的调整器来说就比较容易实现,例如图2c中固定频率的降压LED驱动。固定频率控制可以解决这个复杂的问题,但是由于它动态响应的限制也影响了调光的范围。
图2c:基本的固定频率的降压LED驱动。总之,降压LED驱动的很多特点使其变得很有吸引力。它可以很容易设置成电流源,也可以实现最少的外围元器件,器件少可以使得设计变得简单,提高驱动的稳定性,也可以减少成本。降压结构的LED适合很多种控制方式使其应用的灵活性比较高。它输出可以省略输出电容,也可以与其他不同的调光方式进行很好的匹配,这些特点可以允许它在高速调光和宽范围调光的情况下应用。当应用允许的情况下,所有的这些特点使得降压LED驱动的拓扑结构有了很多的选择。
什么样的应用条件不允许使用这种结构呢?例如家用或商用的照明需要上千流明,设计一种方法来驱动一个LED串。LED串上的总的正向压降等于其中每个LED正向压降之和。在一些情况下,系统的输入电压范围可能比一串LED的正向压降低,或者有的时候高有的时候低。这些情况下有可能会需要升压结构,也有可能会需要降-升压开关调整器。在下一部分,我们将会讨论升压和降-升压结构的LED驱动。
作者简介 Sameh Sarhan:加利福尼亚州圣克拉拉县,主要从事于中压/高压电源管理的应用工程师。从1998年开始,开始涉及电源电子。曾经在联邦无线电委员会和Vicor公司工作。工作经验包括设计软/硬开关电源,从几瓦到600瓦开关电源。Sameh1996年在开罗大学(埃及)电子工程系取得学士学位。
Chris Richardson:中压和高压的应用工程师。他的主要工作是划分任务,包括实验室工作、新ic评估、规格书的书写和应用注意事项等文档工作、培训现场工程师工作。2001年加入国家半导体以来,Chris工作的重点主要是同步控制器和调整器。在最近的3年,他主要是关注于高亮度LED在汽车和工业方面的应用。Chris拥有维吉尼亚工学院和州立大学的学士学位。