补偿及测量高功率 LED驱动器的控制回路

2015-01-04 10:40:22来源: eccn
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 WLED 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。在参照 1 中,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 WLED 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 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

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

[1] [2]

关键字:LED驱动器  高功率  控制回路

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0104/article_10514.html
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