分享:可為LED供電的四種常用拓撲方法!
發布時間:2014-08-28 責任編輯:sherryyu
【導讀】有很多拓撲都可用於為 LED 供(gong)電(dian)。您(nin)或(huo)許(xu)已(yi)經(jing)知(zhi)道(dao),在(zai)開(kai)始(shi)選(xuan)擇(ze)之(zhi)前(qian)首(shou)先(xian)要(yao)明(ming)確(que)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu),否(fou)則(ze),您(nin)最(zui)後(hou)得(de)到(dao)的(de)設(she)計(ji)方(fang)案(an)可(ke)能(neng)就(jiu)不(bu)夠(gou)理(li)想(xiang),甚(shen)至(zhi)更(geng)糟(zao)的(de)是(shi)無(wu)法(fa)確(que)保(bao)長(chang)期(qi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。本(ben)文(wen)將(jiang)為(wei)大(da)家(jia)揭(jie)秘(mi)為(wei)LED供電的四種常用拓撲方法,同時教大家如何去選擇?
有很多拓撲都可用於為 LED 供(gong)電(dian)。您(nin)或(huo)許(xu)已(yi)經(jing)知(zhi)道(dao),在(zai)開(kai)始(shi)選(xuan)擇(ze)之(zhi)前(qian)首(shou)先(xian)要(yao)明(ming)確(que)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu),否(fou)則(ze),您(nin)最(zui)後(hou)得(de)到(dao)的(de)設(she)計(ji)方(fang)案(an)可(ke)能(neng)就(jiu)不(bu)夠(gou)理(li)想(xiang),甚(shen)至(zhi)更(geng)糟(zao)的(de)是(shi)無(wu)法(fa)確(que)保(bao)長(chang)期(qi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。例(li)如(ru),在(zai)驅(qu)動(dong)一(yi)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge) LED 時,LED 的最小及最大正向壓降、電流等級以及工作溫度可決定所需的轉換器輸出電壓範圍。例如,在查看典型紅光 LED 產品說明書時,我發現在其理想的驅動器電流下正向壓降的變化幅度為 35%。如果 LED 製造商針對正向電壓將部件進行“分組”或“收納”,那麼變化幅度將下降到更加合理的 6%。此外,相對正向壓降可隨工作溫度的變化而產生 13% 的相應變化,而為 LED 選擇設定電流則有助於將此變化提升 16%。
那麼,這都代表什麼意思呢?了解完這些信息之後,就需要確定轉換器的最小及最大輸出電壓。這隻是將所有 LED 正向壓降與傳感電阻器電壓相加的總數。可根據轉換器輸入電壓範圍確定輸出電壓是否始終保持較大值、較小值或者介於這兩者之間。

為LED供電的四種常用拓撲
升壓
顧名思義,升壓轉換器輸出總是大於其輸入電壓,而且通常是以上所示轉換器中效率最高的。優勢包括鉗位 FET 電壓(其可最大限度地降低振動聲和噪聲)和低輸入紋波電流(支持小型輸入電容器)等。缺點是在電感器、FET 和二極管中的電流較高(高於輸出)、在 FET 中可能因高電壓開關和較大電流而產生更大的損耗,以及輸出電容器中的脈動電流。如果輸出電流遠遠小於 1A,那麼這些缺點通常就微不足道了。
降壓
在通過較高輸入電壓驅動少量 LED 時,應選用降壓轉換器。它通常能夠以最小的整體封裝尺寸實現極高的效率。優勢包括組件應力強度為小於等於 Vin 最大值和小於等於 Iout 值,以及低輸出紋波電流(支持小型輸出電容器)等。不足之處在於具有脈動輸入電流,並可能在 FET 開關電壓下出現振動聲。一種不錯的做法是將輸出電容器與 LED 並聯(而非接地),以簡化控製環路。
反相升降壓
反相升降壓是一種“介於這兩者之間”的拓撲選項,意思是轉換器可用作降壓或升壓。即便輸出為負,LED 其實也不在乎,不必因此而停下來。由於控製器參考的是 –Vout,因yin此ci電dian流liu感gan應ying電dian阻zu器qi反fan饋kui的de連lian接jie類lei似si於yu標biao準zhun降jiang壓ya拓tuo撲pu。事shi實shi上shang,一yi般ban很hen難nan發fa現xian它ta與yu降jiang壓ya拓tuo撲pu之zhi間jian的de區qu別bie,原yuan因yin是shi很hen多duo連lian接jie都dou是shi相xiang同tong的de,但dan電dian路lu工gong作zuo不bu同tong。其qi優you勢shi包bao括kuo既ji使shi用yong降jiang壓ya(或同步降壓)控製器,還能獲得降壓-升壓功能!缺點是較低的效率、較大的電流強度(類似於升壓拓撲)、而且如果需要獲得控製器啟用,還需要進行電平轉換。
SEPIC
單端初級電感轉換器 (SEPIC) 是一款非反相升降壓拓撲。電感器既可耦合(就像變壓器一樣),也可完全分立。優勢包括類似於升壓轉換器的鉗位開關工作(是低噪聲、高開關頻率的理想選擇)和低輸入紋波電流(適用於小型輸入電容器)等。缺點是組件用量最多、效率較低、電流應力最高、而且其複雜控製環路最難理解(但在較低帶寬下使用一般不成問題)。
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