本文的第1部分特意对驱动LED串的升压周折器进行了表面分析,引发这项推测的是相识汽车应用背光驱动器环路的需求。由于应用了脉宽调制(PWM) 进行调光规矩,环路规矩便是一项会影响最终性能的伏击想象计划要素。第2部分先容应用的决策情色电影,并将对比考据测量的频率反应与表面推导数值。
本文援用地址:https://www.eepw.com.cn/article/201710/369175.htmLED调光规矩系统电路图
高亮度白光LED的模拟调光会产生色偏。PWM数字调光规矩是驻扎色偏的首选调光智商,因为发光强度将是平均流明强度。PWM导通周期时间的LED电流幅值与调光比为孤苦互不影响。
图 1代表的是汽车应用LED调光规矩系统,其在关闭格局下静态电流破费低于10 µA。它接管安森好意思半导体的NCV887300 1 MHz非同步升压规矩器,此器件以恒定频率不连气儿峰值电流格局责任。负载包含一串共10颗的串联Nichia NSSW157-AT白光高亮度LED。相应的电路板如图2所示。
图1:应用了NCV887300的LED PWM调光规矩电路。
图2:NCV887300 LED演示电路板。
为了浅陋分析,底下列出了NCV887300规矩器的重要参数:
EN/SYNC引脚:好像连系至外部TTL辅导,引脚有双重功能,还撑捏漂流器同步至外部时钟;ISNS:升压晶体管电流感测限流阈值电压为400 mV;里面陡坡赔偿为130 mV/µs;VC:里面运算跨导放大器(OTA)赔偿引脚,在封装引脚与放大器输出之间有一颗裸片级的542 ESD中联保护电阻,典型跨导gm为1.2 mS。OTA提供100 µA汲电流/源电流武艺;VFB:LED 电流感测电阻R29左证约200 mV的里面参考电压来退换。
电路想象旨趣:在6至18 V输入电压责任边界下,此电路在200 Hz PWM调光频率时能撑捏1000:1的PWM调光比,使得想象出的最小脉冲宽度为5 µs。责任频率为1 MHz的NCV887300能产生最少5个升压晶体管门脉冲,以防守提供给LED电流的输出电容电荷。需要不连气儿导电格局(DCM)升压拓扑结构来防守稳压,因为在每个门脉冲事后升压电感能量全部被开释。连气儿导电格局(CCM)拓扑结构会导致稳压性能较差,且带来不对要求的模拟调光,性爱真实视频因为升压电感的能量增强惯性要求数个责任周期。输出走电流损耗必须减至最低,以匡助防守深度调光责任时间的输出电容电荷。走电流导致LED PWM关闭时期时间出现一些输出电压放电,反过来产生一些模拟调光,使PWM复原导通时期时赔偿收集出现权臣短处。
肖特基整流器碰到跟温度相干的大走电流影响。为了将升压整流器走电流减至最小,电路中遴荐了超快时刻的升压整流器。 陶瓷电容的走电流比电解电容低得多,是首选的输出升压电容。输出过压监测电路电流破费必须保捏在最低值。讹诈接地之电阻分压器收集的监测电路是不合适的。此电路中遴荐了皆纳引发的过压检测电路,因为皆纳拐点(knee)电压比电板电压高得多,而走电流极低。
电路责任分析
Q18 阻断数字电流,用于PWM数字调光规矩。当PWM辅导为有源低电平常,D34将IC的VFB反馈规矩电压钳位至低于规矩器稳压点的值,并阻断升压IC GDRV FET门驱动信号。Q15用作赔偿收集现象采样/防守功能,用于深度调光应用。通用在PWM调光时隔断开赔偿收集连系,反馈赔偿电容电荷(C31及 C32)被防守,而当PWM辅导变为有源高电平常快速动态规矩就复原。Q14与R48/R49/R51/R52全部用于1.8 V逻辑PWM调光信号的电平周折,U7缓冲PWM信号以驱动双向开关Q15。淌若未检测到LED开路故障事件,将会导致过压责任条目。电流感测电阻R29电压反馈将为0 V,就会产生环路开路输出过压条目。电路中遴荐了分立无源元件以应用过压保护功能,在LED系统被从外部关闭时将输出走电流损耗减至最小。D31皆纳二极管感测过压条目,通过将启用(enable)引脚拉为低电平、中断升压开关责任(D28),引发规矩器IC的软运行(D29)。电阻R30为输出升压能量存储电容C22提供放电通谈。
LED交流动态阻抗特点浮滑
左证制造商数据表中在特定责任条目下测得的特征弧线,不错相通得出LED动态阻抗。系统具体热责任条目可能大不相易。第1部分的著作中先容了系统LED动态阻抗的系统级智商,这智商对器件进行了系统级热条目下的特点浮滑。就第2部分的著作而言,咱们使用频率反应分析仪,在100% PWM占空比的热相识责任条目下,测量电路内的电流感测电阻、PWM FET阻抗及蚁集串联动态阻抗(见图3)。
图3:电流感测反馈收集的电路内小信号反应。
系统性能
图1中所示的LED调光电路的1000:1 200 Hz PWM调光责任波形如图6所示。VC波形上有一丝赔偿电容电压放电,这是Q9双向开关反适时期与透过D19的PWM钳位激活之间的竞争条目产生的后果。电阻R29被引入,与钳位二极管D19串联连系,以限制赔偿收集电荷耗尽。VFB波形防守念念要的数字波形及幅值(无模拟调光)。PWM信号辅导转为低态后出现非凡短路捏续时期GDRV波形(第6个脉冲),这是NCV887300里面逻辑传播蔓延反适时期的后果。此非凡脉冲的能量有意于匡助防守输出升压电容中的电荷,因为它赔偿了深度PWM调光责任格局时间的某些寄生走电流能量损耗。
图6:1000:1 200 Hz深度调光责任
酒涩网本文第1部分先容的驱动LED串的DCM升压周折器的表面小信号反应等式在本文第2部分中有用地应用于分析LED PWM调光电路。咱们探讨了200 Hz 1000:1深度调光武艺的本色层面问题。咱们获取了仿真和测量后果情色电影,与忽略相位短处的情况进行比拟;由于表面抒发式中短缺RHPZ项,导致高频时出现相位短处。