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基于Buck变换器的LED驱动器反馈环路设计及测试

发布时间:2020-07-21 17:59:40 阅读: 来源:蝶阀厂家

目前,基于降压型Buck变换器的LED驱动器广泛应用于通用的照明系统,如一些楼宇和草地的照明,通常使用交流适配器从110V/220V交流市电得到12V/24的直流电压,然后12V/24输出接一个Buck变换器,用于驱动LED;在汽车系统中,也是用12V/24V的直流电池供电,所以汽车内部和车灯采用LED作光源时,也是需要BUCK型LED驱动器。Buck降压型LED驱动器可以输出大的电流,同时电源的效率比升压驱动器高,但是Buck降压型LED驱动器所驱动的LED的数目取决于LED的正向压降和输入的电压。

本文引用地址:降压型LED驱动器和通用BUCK降压型变换器的设计相同,但对于反馈环路的增益裕量和相位裕量的测试,却和通常的Buck降压型变换器有很大的不同,这是由于LED驱动器的特性决定的,本文将会讨论这个有趣的问题。

1. Buck降压型LED驱动器特点

Buck降压型LED驱动器和通用Buck降压型变换器最大的不同在于参考电压的差异。通用Buck降压型变换器的参考电压通常是0.8V,1.25V等,用于设定输出的电压,输出电流变化时,输出电压保持恒定,输出的负载和输出电容并联,如图1 所示。Buck降压型LED驱动器的参考电压通常是0.25V,0.2V,0.1V,用于设定LED的驱动电流,并保持LED的电流恒定。由于设定LED的驱动电流的取样电阻和LED串联,因此参考电压越低,取样电阻的功耗就越小。如果参考电压过低,由于电流信号的取样信号太小,容易受外干扰,影响取样的精度;此外,同样的电流所要求的取样电阻值太小,也不容易选购。

在Buck降压型LED驱动器中,LED电流设定电阻有低端和高端电流取样两种方式,如图1 所示。低端电流取样直接对地检测电流,设计简单,但容易受到共模的干扰,取样精度差。高端电流取样不容易受到共模的干扰,取样精度高,但需要差动放大器。

2. AOZ1081工作特点

本文将基于AOZ1081来介绍反馈环的设计,因此先介绍一下AOZ1081的工作特点。AOZ1081是一款降压型Buck变换器,工作于电流模式,其特点可以让它配置成LED驱动器,同时也可以作为通用Buck变换器使用。其特点如下:

(1)内置了低端的续流二极管,因此无需外加肖特基二极管;

(2)具有内部的软起动,因此无需外加软起动电容;

(3)0.25V的参考电压,保证电流取样精度同时降低电流设定电阻的功耗;

(4)输入工作电压为4.5V到16V,具有Power On Reset POR功能,输入电压到4V时开始工作,输入电压低于3.7V,关断;

(5)具有连续的1.8A最大的输出电流;

(6)占空比从12%到100%,输入输出压差低时可以工作于LDO方式;

(7)1MHz的工作频率,可以使用小体积的电感和电容;

(8)在EN管脚可以加到最高到200Hz的PWM波形进行数字调光;

(9)具有过流保护OCP和输出过压保护OVP;

(10)芯片具有过温保护OTP功能。

3. 反馈设计

BUCK降压型LED驱动器仍然工作于峰值电流模式,其外环是取样LED的电流,反馈环路维持LED电流恒定,这样,输出的电压就由串联的LED的正向压降来决定。

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