PLM解决LED灯串平均電(diàn)流调节 重新(xīn)配置感应電(diàn)阻器

与白炽灯泡相比，高亮度发光二极管（HB led）它可(kě)以提供更好的效率和更好的稳定性，特别是在能(néng)源危机的阴影下，人类具有(yǒu)高亮度LED越来越重视。LED由于亮度和色温都与白炽灯泡不同LED因此，高亮度LED為(wèi)了保持稳定的光输出，需要准确稳定的電(diàn)流驱动。这一基本要求对设计工程师来说仍然是一个巨大的挑战。

此外，高亮度LED驱动電(diàn)流范围很(hěn)广，可(kě)以是0.35安培至10安培以上，必须提高整體(tǐ)功率效率，否则亮度高LED很(hěn)难广泛使用(yòng)。本文(wén)将逐步分(fēn)析此类功率转换器的设计步骤，并演示如何使用(yòng)该電(diàn)路驱动0.35安培亮度高LED灯串。

从功率转换的效率来看，开关電(diàn)源供应器（SMPS）绝对比線(xiàn)性稳压器有(yǒu)更大的优势。它适用(yòng)于许多(duō)SMPS在拓扑方法中，我们将根据可(kě)用(yòng)的输入電(diàn)源供应和需要驱动的高亮度LED数量选择最合适的拓扑。本文(wén)将讨论非隔离降压开关電(diàn)源供应商(shāng)降压转换器的普遍性和简单性。

首先，為(wèi)了提高系统的耐久性和功率效率，选择了内置降压转换器最经济的拓扑方案。最后，调整新(xīn)的脉冲電(diàn)平（PLM）控制方法与强化转换器相匹配，希望提高高原牺牲的電(diàn)流稳压精度。最后一步是测试電(diàn)路以验证其效果。

浮动降压拓扑 帮助设计简单的闸极驱动電(diàn)路

1.驱动高亮度LED各种非隔离降压转换器拓扑，其中1（a）和（b）1.两种典型的降压拓扑方法（c）和（d）属于浮动降压拓扑。一般来说，因為(wèi)N-MOSFET（N-FET）的Rds|on比P-MOSFET（P-FET）来得低，所以1（a）和（c）降压转换器系统一般被认為(wèi)具有(yǒu)更好的功率效率。设计工程师在使用(yòng)降压转换器时，大多(duō)倾向采用(yòng)1（a）和（c）中间的降压转换器系统，而不是1（b）和（d）中的電(diàn)路。1（a）在驱动高阶N-FET方面比1（c）驱动低阶N-FET更复杂，因為(wèi)1（a）采用(yòng)了自Bootstrapping 除上述闸极驱动電(diàn)压電(diàn)源外，闸极驱动技术Vcc此外，该電(diàn)路还包括整流二极管和飞轮電(diàn)容器。同样的情况也可(kě)以应用(yòng)于1（d）和1（b）。对于相对简单的闸极驱动電(diàn)路设计，采用(yòng)1（c）与1相比，降压转换器（a）更好的是，这也是低端的N-FET浮动降压转换器的原因。

1 适用(yòng)于驱动高亮度LED電(diàn)源开关技术分(fēn)别采用(yòng)降压转换器（a）高阶N-FET、（b）高阶P-FET、（c）低阶 N-FET、（d）低阶 P-FET

藉由准确性折衷以提高LED效率

2中的浮动降压转换器用(yòng)于驱动多(duō)灯串的遠(yuǎn)距离高亮度LED阵列，在现有(yǒu)系统中，无论是基于散热、不利的工作环境、维护方便还是模块更换，大多(duō)数控制器和LED分(fēn)开，典型的例子包括大型户外商(shāng)业電(diàn)子看板和建筑外墙照明。電(diàn)流传感器RISNS放置在主電(diàn)源开关下，更有(yǒu)利于低端電(diàn)流感知，如此就可(kě)将線(xiàn)路的数量减少接近一半。更重要的是更短的電(diàn)流感测線(xiàn)路可(kě)防止LED的電(diàn)流稳压受到電(diàn)磁干扰。

在2（b）在系统中，由于重新(xīn)设计RISNS使其功率效率相对于2的位置（a）提高了很(hěn)多(duō)。另外，基于低。N-FET和2（b）中的RISNS電(diàn)感電(diàn)流只会在周期的上坡部分(fēn)传导，而2（a）中的RISNS它可(kě)以覆盖電(diàn)感器電(diàn)流的整个周期，因此2（b）RISNS功耗為(wèi)2（a）RISNS功率损耗乘以开关工作周期，这个工作周期的值通常低于1。（b）中的RISNS功率损耗会降低开关周期因数，节省的功率P可(kě)以用(yòng)以下方程表示：

2 用(yòng)于驱动多(duō)条遠(yuǎn)距离高亮度LED灯串的降压转换器采用(yòng)的技术分(fēn)别是（a）高端電(diàn)流感应電(diàn)阻器(遠(yuǎn)程線(xiàn)路数量為(wèi)2N）、（b）高端電(diàn)流感应電(diàn)阻器(遠(yuǎn)程線(xiàn)路数量為(wèi)N 1）

在方程中RISNS是電(diàn)流感测電(diàn)阻器，D 是工作周期，Ipeak是電(diàn)感器電(diàn)流的峰值，L是電(diàn)感值，T和Vout是输出電(diàn)压（b）采用(yòng)传统的控制方法调整峰值電(diàn)流。虽然使用(yòng)较大的電(diàn)感值可(kě)以使调整的峰值電(diàn)流更接近系统的实际平均電(diàn)流，但这种方法缺乏完整的思考，也容易受到線(xiàn)路電(diàn)压和元件值变化的影响。

PLM解决LED灯串平均電(diàn)流调节

重新(xīn)配置感应電(diàn)阻器RISNS浮动降压转换器的位置可(kě)以说是驱动高亮度LED最简单的架构也是最耐用(yòng)、最有(yǒu)效的系统解决方案。然而，传统的控制方法只能(néng)调整峰值電(diàn)流，而不LED灯串提供实际的平均電(diàn)流调节。一种全新(xīn)的控制方法脉冲電(diàn)平调变控制应运而生，以解决这一问题。

3（a）所示在浮动降压转换器上的应用(yòng)PLM而3（b）则表示PLM電(diàn)路的主波形。SMPS将误差放大器集成到控制方法中，可(kě)以将相对于固定参考電(diàn)压的调节误差降到最低。PLM它将误差放大器应用(yòng)于感知波形的时间积分(fēn)VISNS（t）上面，调整是相对于参考波形的时间积分(fēn)VRP（t）来进行。3（a）中的波形（v）表示PLM梯形脉冲链正在调整感知信号，调整是相对于具有(yǒu)参考電(diàn)平的方形波脉冲链进行的。由于两者的工作周期相同，梯形波斜率的中间点与参考電(diàn)平相同。基于上述中间点的線(xiàn)性特性，平均電(diàn)感器電(diàn)流或平均電(diàn)流LED電(diàn)流将被调整到等于参考電(diàn)流。4显示為(wèi)3（a）封闭回路操作中的调整过程。

3 （a）為(wèi)PLM浮动降压转换器的架构示意；（b）為(wèi)PLM主要波形

4 封闭回路作业下VISNS和VRP波形