中心議題：

• 基於Buck變換器的LED驅動器與常規的Buck變換器的設計差異
• AOZ0181反饋環路的設計過程
• 不能直接測量Buck型LED驅動器增益裕量和相位裕量的原因

解決方案：

• 采樣低驅動電壓來降低LED功耗，提高效率
• 輸出電壓由串聯的LED的正向壓降確定
• 在FB管腳加電壓跟隨器

目前

，基於降壓型Buck變換器的LED驅動器廣泛應用於通用的照明係統
，如一些樓宇和草地的照明，通常使用交流適配器從110V/220V交流市電得到12V/24的直流電壓

，然後12V/24輸出接一個Buck變換器
，用於驅動LED；在汽車係統中，也是用12V/24V的直流電池供電
，所以汽車內部和車燈采用LED作光源時
，也是需要BUCK型LED驅動器。Buck降壓型LED驅動器可以輸出大的電流，同時電源的效率比升壓驅動器高，但是Buck降壓型LED驅動器所驅動的LED的數目取決於LED的正向壓降和輸入的電壓。

Buck降壓型LED驅動器和通用BUCK降壓型變換器的設計相同，但對於反饋環路的增益裕量和相位裕量的測試，卻和通常的Buck降壓型變換器有很大的不同，這是由於LED驅動器的特性決定的
，本文將會討論這個有趣的問題。

1. Buck降壓型LED驅動器特點

Buck降壓型LED驅動器和通用Buck降壓型變換器最大的不同在於參考電壓的差異。通用Buck降壓型變換器的參考電壓通常是0.8V，1.25V等，用於設定輸出的電壓，輸出電流變化時，輸出電壓保持恒定，輸出的負載和輸出電容並聯
，如圖1 所示。Buck降壓型LED驅動器的參考電壓通常是0.25V
，0.2V，0.1V，用於設定LED的驅動電流
，並保持LED的電流恒定。由於設定LED的驅動電流的取樣電阻和LED串(chuan)聯(lian)，因(yin)此(ci)參(can)考(kao)電(dian)壓(ya)越(yue)低(di)，取(qu)樣(yang)電(dian)阻(zu)的(de)功(gong)耗(hao)就(jiu)越(yue)小(xiao)。如(ru)果(guo)參(can)考(kao)電(dian)壓(ya)過(guo)低(di)，由(you)於(yu)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)的(de)取(qu)樣(yang)信(xin)號(hao)太(tai)小(xiao)，容(rong)易(yi)受(shou)外(wai)幹(gan)擾(rao)，影(ying)響(xiang)取(qu)樣(yang)的(de)精(jing)度(du)

；此外，同樣的電流所要求的取樣電阻值太小，也不容易選購。

在Buck降壓型LED驅動器中
，LED電流設定電阻有低端和高端電流取樣兩種方式
，如圖1 所(suo)示(shi)。低(di)端(duan)電(dian)流(liu)取(qu)樣(yang)直(zhi)接(jie)對(dui)地(di)檢(jian)測(ce)電(dian)流(liu)
，設(she)計(ji)簡(jian)單(dan)，但(dan)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)共(gong)模(mo)的(de)幹(gan)擾(rao)，取(qu)樣(yang)精(jing)度(du)差(cha)。高(gao)端(duan)電(dian)流(liu)取(qu)樣(yang)不(bu)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)共(gong)模(mo)的(de)幹(gan)擾(rao)
，取(qu)樣(yang)精(jing)度(du)高(gao)，但(dan)需(xu)要(yao)差(cha)動(dong)放(fang)大(da)器(qi)。

2. AOZ1081工作特點

本文將基於AOZ1081來介紹反饋環的設計，因此先介紹一下AOZ1081的工作特點。AOZ1081是一款降壓型Buck變換器，工作於電流模式，其特點可以讓它配置成LED驅動器，同時也可以作為通用Buck變換器使用。其特點如下：

（1）內置了低端的續流二極管
，因此無需外加肖特基二極管
；
（2）具有內部的軟起動

，因此無需外加軟起動電容
；
（3）0.25V的參考電壓，保證電流取樣精度同時降低電流設定電阻的功耗
；
（4）輸入工作電壓為4.5V到16V，具有Power On Reset POR功能，輸入電壓到4V時開始工作
，輸入電壓低於3.7V，關斷；
（5）具有連續的1.8A最大的輸出電流；
（6）占空比從12%到100%，輸入輸出壓差低時可以工作於LDO方式；
（7）1MHz的工作頻率，可以使用小體積的電感和電容
； （9）具有過流保護OCP和輸出過壓保護OVP；
（10）芯片具有過溫保護OTP功能。

去LED照明電源社區看看
[page]

3. 反饋設計

BUCK降壓型LED驅動器仍然工作於峰值電流模式
，其外環是取樣LED的電流，反饋環路維持LED電流恒定，這樣，輸出的電壓就由串聯的LED的正向壓降來決定。

和通用的峰值電流模式一樣
，LED驅動器功率級由一個零點和一個極點組成：

其中：CO為輸出電容，ESR為輸出電容等效串聯電阻
，RL為等效負載電阻。

如果采用RC串聯網絡RC和CC連接在AOZ1081的COMP管腳和地之間
，相當於增加一個零點和一個極點的補償：
其中：GEA是誤差放大器的跨導
，對於AOZ1081
，為200•10-6A/V， GVEA為誤差放大器的增益
，500V/V。

係統的穿越頻率fC決定係統的帶寬，帶寬越大，係統的響應越快，但容易受到高頻的幹擾。通用帶寬設為開關頻率的1/10，對於AOZ1081，開關頻率為1M左右，因此穿越頻率可選取小於75K。所以，反饋網絡可以用下式計算：
其中：VFB是參考電壓
，對於AOZ1081，為0.25V ，GCS為電流檢測電路的跨導，對於AOZ1081，為5.64A/V。

RC和CC形成的零點通常放大主極點fP1附近，但要低於1/5的穿越頻率
，所以：

4. BUCK降壓型LED驅動器反饋測量

對於通用BUCK降壓型變換器，可以直接在反饋分壓電阻器上部電阻中
，直接串接一個100歐姆的電阻R，由R注入測試信號，測量增益裕量和相位裕量

，用於決定的係統的穩定程度，如圖2所示。注意到
，相對於輸出的負載電阻
，此回路相當於一個高阻抗回路，因此不影響係統的正常工作。


但是對於LED驅動電路，不能直接將100歐姆的信號注入電阻串聯在LED的回路中
，因此
，LED回路是恒流工作，串入電阻後，就改變了的輸出的電壓和輸出功率
，係統不是正常的工作狀態。

zheyang，jiubixuyinruyizhonggelidedianlu，shizhurudexinhaobuyingxiangdianyuanxitongdezhengchanggongzuo。tongchang，dianyagensuiqijuyouzukangbianhua，yejiushiqishuruxiangdangyukailu，shuchuxiangdangyuduanlu，tongshi，shihaijuyouhuanchongdezuoyong，yejiushizaixinhaoyuanhefuzaizhijianhuanchong


，jiangshuruxinhaowusunhaodeshuchu。yinci
，keyishiyongtu3的電路測量LED驅動器的環路穩定性。



[page]
基於AOZ1081設計LED驅動器
，輸入電壓4.5 V到16 V，輸出為一個HB LED，;使用Venable的3120測量環路，Rc=61.9kohm
，Cc=820pF

，測量波形和結果如圖4和表1所示。


可以用圖5的負載跳變來驗證係統的穩定性，MOS驅動信號的頻率為1kHz，負載電流從35mA到350mA跳變，波形如圖6所示

5. 結論

1）基於BUCK降壓型變換器LED驅動器需要低的參考電壓
，降低LED電流設定電阻所產生的功耗，從而提高效率。
2）基於BUCK降壓型變換器LED驅動器仍然是峰值電流模式
，外環采樣的采樣信號是LED的電流，輸出電壓由串聯的LED的正向壓降確定。
3）在FB管腳加電壓跟隨器，可以隔離電流取樣電阻和用於測量相位裕量的信號注入電阻，保持正確的測量。