设计非隔离型反激LED驱动器

2012-03-12 17:12:50来源: 互联网
摘要:本应用笔记提供了一个驱动高亮度LED的简单电路,只需很少的外围元件,并提供了线性和PWM亮度调节的功能。非常适合Osram、Lumiled、Cree和Nichia LED。

概述

反激型LED驱动器比较通用,因为该结构可以用于输入电压高于或低于所要求的输出电压。此外,当反激电路工作在非连续电感电流模式时,能够保持LED电流恒定,无需额外的控制回路。本应用笔记所描述的电路基于高度集成的MAX16802 PWM LED驱动器IC。

应用

LED轨道照明
通用LED照明设备

特性

  • 10.8V至24V输入电压范围
  • 为单个3.3V LED供电,提供350mA (典型)电流(其它LED配置结构,请按照设计步骤进行设计)
  • 29V (典型值)阳极对地的最大开路电压
  • 262kHz开关频率
  • 逐周期限流
  • 通/断控制输入
  • 允许使用低频PWM信号调节亮度
  • 可以调整电路以适应多种形式的串联、并联LED配置

典型应用电路

注意:当+VLED和-VLED不与LED连接时,请勿给电路供电。

元件列表

Designation Qty. Description
C1 1 1nF ±10%, 50V X7R ceramic capacitor (0603) TDK C1608X7R1H102K
C2 1 220pF ±10%, 50V X7R ceramic capacitor (0603) TDK C1608X7R1H221K
C3, C4, C7 3 0.1µF ±10%, 50V X7R ceramic capacitor (0603) TDK C1608X7R1H104
C5 1 10µF ±10%, 25V X7R ceramic capacitor (1206) TDK
C6 1 10µF ±10%, 16V X7R ceramic capacitor (1206) TDK C3216X7R1C475K
D1 1 40V, 1A Schottky diode (SMA) CMSH1-40M Central Semiconductor
L1 1 10µH inductor Coilcraft DO3308P-103
Q1 1 40V, 0.045W MOSFET Vishay Si2328DS
R1, R3 2 499k ±1% resistor (0603)
R2 1 22.1k ±1% resistor (0603)
R4 1 73.2k ±1% resistor (0603)
R5 1 100k ±5% resistor (0603)
R6 1 150 ±1% resistor (0603)
R7 1 100 ±1% resistor (0603)
R8 1 10 ±5% resistor (0603)
R9, R10 2 1 ±1% resistor (0805)
R11 1 1 ±1% resistor (0805)
U1 1 PWM IC Maxim: MAX16802AEUA (8-pin µMAX®)

电路拓扑

开环,非隔离型反激LED驱动器十分通用,而且使用方便。它具有一系列优点,非常受欢迎。这些优点包括:
  • 无需外部控制环路即可调节LED电流
  • 非连续电感电流传输降低EMI辐射
  • 较低的开关导通损耗
  • 简单的电路设计流程
  • LED电压可高于或低于输入电压
  • 较宽的输入电压范围
  • 可以方便地接入PWM亮度调节信号
最大的优点是简单,代价是存在以下缺点:
  • LED电流受元件容限的影响,例如,电感和检流比较器传输延迟
  • 非连续电感电流工作模式,使该拓扑结构更适合于低功耗应用

设计步骤

最重要参数是LED的电流。高亮度LED的工作电流一般为几百mA。为了延长LED的工作寿命,电流必须保持恒定;电源从本质上说是一个电流驱动器。可以通过几种方案实现,一个简单而且低成本的解决方案是:采用专用的电流模式PWM控制器IC,例如MAX16802。该器件的优点是:
  • 高集成度—所需的外围元件很少
  • 高达262kHz开关频率
  • 微小的8引脚µMAX封装
  • 较小的检流门限,降低损耗
  • 相当精确的振荡频率,有助于减小LED电流变化
  • 片上电压反馈放大器,可用于限制输出开路电压
给定LED参数为:

步骤1:计算最小输入电压下最佳占空比的近似值:

其中Rb为整流器电阻,与应用电路中的R11相同,在本应用中设定为1。VD为整流二极管D1的正向压降。

将已知数值代入上式得到:

步骤2:计算峰值电感电流的近似值:

其中Kf为临界“误差系数”,这里设为1.1。

将已知值代入上式得到:

步骤3:计算所需电感的近似值,并选择小于并最接近于计算值的标准电感:

其中L为应用电路中的L1;f为开关频率,等于262kHz。

将已知值代入上式得到:

低于该值、最接近的标准值

[1] [2]

关键字:非隔离  反激  LED  驱动器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0312/article_15025.html
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