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浅析低边Buck型LED驱动电路

如何选择LED照明的恒流应用?无疑,Buck型结构是性价比最好的选择。本文就简单介绍一些低边Buck型LED驱动电路的原理和应用。首先,是几种常见的BUCK型结构。第一种是高边驱动NMOS的方式,这种

怎么挑选LED照明的恒流运用?无疑,Buck型结构是性价比最好的挑选。本文就简略介绍一些低边Buck型LED驱动电路的原理和运用。

首要,是几种常见的BUCK型结构。

第一种是高边驱动NMOS的方法,这种Buck型电路是在低压DCDC中见得最多的。它的长处是输入输出是共地的,而且公共端是体系电位最低点。在高压Buck中,咱们很罕见到这种方法,原因在于高边NMOS需求自举升压起浮驱动,高压的驱动电路太占芯片的面积了。所以能够幻想,为什么一片凹凸边驱动器价格动辄好几块钱。

第二种是高边驱动PMOS,这种结构的长处和第一种相同,也不需求自举升压驱动,但却是比较罕见,原因在于PMOS的多子为空穴,迁移率低,形成PMOS的功能较差,别的,这种驱动要以输入为参阅,相同会比较复杂。

第三种是高压Buck型LED驱动器中最为多见的,今日要说的两个IC都是这种结构。它的长处很明显:操控电路不需求接受高压就能很好地完成对功率管的驱动,因而IC的本钱能够做到很低。而在LED以外的运用中,咱们简直不会这样用,原因很简略,这种结构的公共端是电源输入正端,不符合咱们的习气。说完上面这些,咱们就来看看这些电路是怎么来恒流的。首要,咱们要搞清楚恒流的概念,恒的是负载的均匀电流,关于Buck拓扑,也便是电感的均匀电流。关于任何一种拓扑,一个开关周期内电感的电流都是先升到峰值,再降到谷值的,这个谷值或许大于0(接连形式),也或许等于0(断续形式或许临界形式)或许小于0(这种状况只会在同步整流的结构中呈现)。假如是接连形式或许临界形式,那么电感的均匀电流就等于峰值电流加上谷值电流除以2,即:

Io_avg=IL_avg=(IL_peak+IL_valley)/2

假如要恒流,只需将电感的峰值电流和谷值电流定死就行。如下图,关于低边Buck型结构,开关管敞开时,电流依照蓝线方向活动,电感电流逐步上升,假如检测Rcs上的电压抵达必定值(即电感电流抵达必定值)时开关管关断,那么峰值电流就定下来了。假定这个阈值为Vthh,那么峰值电流巨细为:

IL_peak=Vthh/Rcs

接下来的开关周期内,电感经过二极管D续流,如下图所示。这就呈现了一个问题,此刻的电流不再流经开关管,操控电路无法知道电流下降到何种程度了。

怎么办?先看一下下面这个图。用过临界形式PWM操控IC的应该很快能够看出来,这种结构能够完成在电感电流下降到0邻近时从头翻开开关管,也便是说,能够逼迫电路作业在临界作业形式。运用一个辅佐绕组,开关管关断期间,电感电流下降,辅佐绕组感应发生一个正电压,当电感电流下降为零时,感应电压消失,触发开关管从头敞开。D1这个二极管是用来阻断开关管敞开时辅佐绕组上的反压的,实践上咱们或许看不到这个二极管,由于能够在IC内部A2的反相输入端反向并接一个二极管到地,作用相同的。

这个电路使得电感电流波形十分挨近上图的临界形式,也就完成了输出的恒流:

Io_avg=IL_avg=(IL_peak+IL_valley)/2=IL_peak/2

这便是BP2822的作业形式。咱们会问,为什么BP2822的运用中没有这个辅佐绕组?的确没有,这个绕组必定让电感的加工变得复杂,本钱会稍微上升。那么它是怎么检测电感电流下降到零的呢。咱们能够先想一下反激作业在断续形式下,开关管漏极电压在敞开前上一个周期内的波形是什么样的。没错,会呈现振动。那Buck型的会不会也有这样现象呢?会。

咱们看下图。假定电流在t时间过零,则t-时间有:

Vds=Vcoss=Vin

在t+时,电感电流为零,C远大于Coss,C视为短路,则Coss与L构成串联谐振回路,谐振频率为

初始振动起伏为Vin。用saber仿一下,的确如此。

有这个振动,那就好办了,只需检测这个振动一开始,咱们就把开关管从头敞开,那么久十分挨近临界作业形式了。乃至,咱们能够检测到这种振动抵达谷值时将开关管敞开,那么便是咱们所说的准谐振(QR)了。可是依然有问题。不涉及到IC的或许不知道,国内绝大多数集成功率管的IC都是将操控部分的裸片和一个外置的功率管裸片封装到一同的,也便是单片封装,而不是单片集成。那么,功率管漏端和操控IC根本都是没有衔接联系的,那又怎么获得这个振动信号呢?

这一点,还和驱动结构相关。为了减小IC功耗,BP2822这类IC都是选用源极驱动的方法。也便是说,芯片实践驱动的是一个低压的功率管,别的一个高压功率管用来接受耐压,下图能够阐明这一结构。运用一个二极管和电容,就能够得到这个振动信号。可是,这个二极管和电容是需求接受高压的,放在%&&&&&%内部是不现实的,放在芯片外部,无疑增加了外围的复杂度。

究竟是怎么检测的呢?再看下图就知道了。下管的源漏寄生%&&&&&%导致下管的漏端(即高压管的源端)对地也会发生相同波形的振动,这个振动是低压的,检测起来就方便了。

浅析低边Buck型LED驱动电

2014-07-25 14:20文章来历:电源网有1395人阅读过

最终咱们看一下这个体系该怎么完成。下图是我想出来的一种最简略的方法,当然BP2822的内部不必定是这么做的,可是估量也差不到哪里去。两个比较器,为了简略起见,我接到了同一个参阅电压源上,一个用来检测到峰值后触发开关管关断,一个用来检测到振动后触发开关管敞开。最终电感被逼作业在近似临界形式下。所以输出电流的近似计算就成了:

Io=Vref/2Rcs

关于BP2822,Vref=0.4V。最终的图给出了相关的波形,咱们能够自己对照。

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