侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

分析补偿及测量高功率LED驱动器的控制回路

2009-08-20 15:34
小伊琳
关注

     德州仪器资深应用工程师    Jeff Falin

        数学模型一直都有助于判定特定设计的最佳补偿组件,然而,补偿白光LED电流调节升压转换器的情况,则与补偿被设定为调节电压的相同转换器略微不同。以传统的方法测量控制回路相当不便,因为回馈(FB)引脚的阻抗不高,而且缺乏上端FB电阻。在Ray Ridley 展示了简易小信号控制回路模型,适用于具备电流模式控制的升压转换器。下文说明Ridley 模型应如何修改才能适用于白光LED 电流调节升压转换器,同时,也将说明如何测量升压转换器的控制回路。

        回路组件

        如图1所示,为了从输入电压提供较高或较低的调节输出电压,任何可调式DC/DC 转换器都能够加以修改。在这类配置中,如果假设 ROUT 纯粹是电阻负载,则VOUT = IOUT × ROUT。当DC/DC 转换器用来给LED供电时,它会借着调节下端FB电阻控制通过LED的电流,如图2 所示。由于负载本身(LED)取代上端FB电阻的缘故,传统的小信号控制回路公式不再适用。DC 负载阻抗为

       而且

        从二极管资料表或从测量得出的 VFWD 是 ILED 的正向电压,而 n 是串联的LED 数量。
 

图1:用于调节电压的可调式 DC/DC 转换器

图1:用于调节电压的可调式DC/DC 转换器

图2:用于调节LED电流的可调式DC/DC转换器

图2:用于调节LED电流的可调式DC/DC转换器

        然而,从小信号的角度来看,负载阻抗包含REQ以及位于ILED的LED动态阻抗rD。虽然某些LED 制造商提供不同电流量的rD标准值,不过判定rD的最好方法是从所有制造商提供的LED I-V 标准曲线得出该值。图3显示OSRAM LW W5SM 高功率LED的I-V 曲线范例。rD 值是动态(或小信号)数量,其定义为电压变化除以电流变化,也就是rD = ΔVFWD/ΔILED。若要从图3 得出rD,只需要从VFWD与 ILED的起始处画出笔直的切线,然后计算斜率。举例来说,使用图3中切出的虚线,即可得出rD = (3.5– 2.0 V)/(1.000 – 0.010 A) = 1.51 W,而且ILED=350 mA。


图3:OSRAM LW W5SM的I-V曲线

图3:OSRAM LW W5SM的I-V曲线

小信号模型

        对于小信号模型,此处将以TPS61165 峰值电流模型转换器为例,它能驱动3 个串联的OSRAM LW W5SM 零件。图 4a 显示电流调节升压转换器的同等小信号模型,而图 4b 显示较为简化的模型。公式 3 显示频率型 (s 域)模型,用来计算电流调节升压转换器与电压调节升压转换器的 DC 增益:

        其中的通用变量为

        以及

图4:电流调节升压转换器的小信号模型

图4:电流调节升压转换器的小信号模型

         计算两种电路的负载周期D以及VOUT与REQ的修改值所使用的方式都相同。Sn 及Se分别是升压转换器的自然形成电感斜率与补偿斜率,而fSW是切换频率。关于电压调节升压转换器的小信号模型与电流调节升压转换器的模型,两者之间真正的差异来自乘以跨导用项(1–D)/Ri 的抗阻KR以及主要电极wp。这些差异已在表1予以概述。详细信息请见参照 1。由于在调节电压的转换器中,RSENSE 值一般远低于 ROUT 值,因此,电流调节转换器的增益 (其中 ROUT = REQ) 几乎都低于电压调节转换器的增益。

表1:公式3中两种转换器模型的差异

表1:公式3中两种转换器模型的差异

       

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号