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选用LED调光的FET电路设计与波形剖析

  为了到达每秒开关数百次或乃至数千次,以开关稳压器为根底的LED驱动器,须经过特别的规划考虑。针对规范电源供给而规划的稳压器一般都会规划一根“发动”或封闭…

  为了到达每秒开关数百次或乃至数千次,以开关稳压器为根底的LED驱动器,须经过特别的规划考虑。针对规范电源供给而规划的稳压器一般都会规划一根“发动”或封闭接脚,以便供逻辑PWM信号运用,但连带的推迟tD则颇长,这是因为硅芯片的规划强调在呼应时刻内坚持低停机电流。但是,专用来驱动LED的开关稳压器则恰好相反,它可在「发动」接脚逻辑低时,坚持内部操控电路的活动,以将tD减至最低,而当LED被关关时,则会面对较大作业电流的困扰。在运用PWM来到达光操控优化时,要把转上(Slew-up)和转下(Slew-down)推迟坚持在最低,这不单为了取得最佳的对比度,并且还可削减LED花在由0到方针所需的时刻。(在此条件下,并不保证主波长或CCT与方针值相同)在这儿的规范开关稳压器将设有一个软发动,一般也调配一个软封闭,而专用的LED驱动器会在其操控之内履行一切作业以削减这些反转率(Slew Rate)。要下降tSU和tSD,需求一起从硅芯片的规划和开关稳压器所选用的拓扑着手。

  具有较快速反转率的降压稳压器,比其他一切的开关拓扑结构在两个当地体现更为优异,首要降压稳压器是仅有可在操控开关发动时,将功率输送到输出端的开关转化器,此特色使得电压形式或电流形式PWM(这儿不要与PWM调光混杂)的降压稳压器之操控回路,比起升压稳压器或其他降压/升压拓扑更为快速。此外,在操控开关发动期间的功率传输可以容易改为磁滞操控,使其速度乃至比最佳的电压形式或电流形式操控的回路更快。其次,降压稳压器的电感器在整个开关周期内都是连接在输出端,此可保证输出电流的连续性,也意谓毋须运用输出电容器。少了输出电容器后,降压稳压器便可成为真实的高阻抗电流源,可以敏捷转化输出电压。邱克型(Cuk)和Zeta转化器虽可供给连续性输出电感器,但因为它们的操控回路较慢,功率也较低,因而并非最佳挑选。

  PWM比“发动”接脚更快

  即便是一个没有输出电容器的纯磁滞降压稳压器,都不足以敷衍某些PWM调光体系的要求,这些使用需求较高的PWM调光频率、高对比度度,也便是要求更快速的反转率和更时间短的推迟时刻。与机械视觉辨识和工业查验体系调配使用时,举例某些要求高性能的体系,包含液晶(LCD)面板和投影机的背光照明体系,在某些情况下,PWM调光频率有必要被调高到可听频带以外的25kHz或更高的频带,跟着全体的调光周期已缩短至几微秒内,包含传导推迟在内,LED电流的上升和下降时刻总和有必要缩短至奈秒内。

  

  图3分路FET电路和其波形

  从一个没有输出%&&&&&%器的快速降压稳压器着手,呈现在输出电流敞开和封闭的推迟,是来自集成电路自身的传导推迟和输出电感器的物理特性。若要到达真实高速的PWM调光,两个推迟都须被略过(By Pass)。要完成这个方针,最佳办法便是选用一个与LED并联的电源开关(图3)。当LED封闭时,驱动电流便会分流经过开关,效果就好像一个典型的N 型金属氧化半导体场效晶体管(N-MOSFET),这时集成电路会继续运转,而电感器电流也会继续活动。该办法的最大缺陷在于LED封闭时,即便期间的输出电压下降到与电流感测电压相同,仍会糟蹋功率。

  使用分路场效应晶体管(FET)来进行调光会导致输出电压呈现较为急剧的移位,这使得%&&&&&%的操控回路有必要作出呼应,以测验坚持输出电流的安稳。正好像逻辑接脚调光般,操控回路愈快表明呼应愈好,而选用磁滞操控的降压稳压器则可供给最佳的回应。

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