<abbr id="kc8ii"><menu id="kc8ii"></menu></abbr>
  • <input id="kc8ii"><tbody id="kc8ii"></tbody></input><table id="kc8ii"><source id="kc8ii"></source></table><kbd id="kc8ii"></kbd>
    <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
  • <input id="kc8ii"></input>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
    你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

    升壓式高亮度LED背光驅(qū)動電路技術設計

    發(fā)布時間:2010-07-16

    中心議題:
    • 升壓電路設計特色
    • 升壓電路操作模式
    • 驅(qū)動電路的線性調(diào)光能力
    • 閉回路控制電路的設計
    • 芯片補償網(wǎng)絡控制

    升壓電路設計特色
      
    升壓電路是用來驅(qū)動LED的串聯(lián)電壓高于輸入電壓(圖1),并且有以下的特色:
      
    1.此電路可被設計在效率高于90%下操作。
      
    2.M=SFET的(Source)與LED串共地,這簡化了LED電流的偵測(不像降壓電路必須選擇上側(cè)FET驅(qū)動電路或上測電流偵測。但是升壓電路也有些缺點,特別是用于LED驅(qū)動,由于LED串的低動態(tài)阻抗)。
      
    3.輸入電流是連續(xù)的,使得輸入電流的濾波變得簡單許多(并更容易符合傳導式EMI標準的要求)。
      
    4.關閉用的FET毀損不會導致LED也被燒毀。
      
    5.升壓電路的輸出電流為脈沖式波形,因此,必須加大輸出電容以降低LED串的漣波電流。
      
    6.但是過大的輸出電容,使得PWM調(diào)光控制變得更具挑戰(zhàn),當控制升壓電路開與關,以達到PWM調(diào)光控制,就表示輸出電流會被每一個PWM調(diào)光控制周期充放電,這使得LED串電流的上升與下降時間會拉大。
      
    7.峰電流控制方式的升壓電路,用以控制LED電流是無法達成的,需要閉回路方式使電路穩(wěn)定,這又使得PWM調(diào)光控制更為復雜,控制電路必須增加頻寬來達到所需要的反應時間。
      
    8.當輸出端短路,控制電路無法避免輸出電流的增加,即使關掉Q1FET仍對輸出短路毫無影響,并且輸入端電壓的瞬變造成輸入端電壓的增加量大于LED串聯(lián)電壓時過大的涌浪電流可能會造成LED的毀損。


    圖1BoostConverterLEDDriver

    升壓電路操作模式
      
    升壓電路可操作于二種模式,連續(xù)導通模式(ContinuousConductionMode;CCM)或不連續(xù)導通模式(DiscontinuousConductionMode;DCM),這二種模式是由電感電流的波形決定的。圖2a為CCM升壓電路的電感電流波形,圖2bDCM升壓電路的電感電流波形。
      
    CCM升壓電路是用在最大升壓比例(輸出電壓與輸入電壓比值)小于或等于6,并在輸入電流大于1安培的情形下,假如需要更大的升壓比例,則需采用DCM模式。但是DCM模式會產(chǎn)生較大的峰值電流,因此導致電感的毀損增加,同時也造成均方根電流的增加。所以,DCM升壓電路的效率要比CCM升壓電路來得低,這也使得DCM的輸出功率受限制。


    圖2升壓電路的連續(xù)導通模式與不連續(xù)導通模式

    以SupertexHV9911為例設計升壓LED驅(qū)動電路

    HV9911為CloseLoop,PeakCurrentControl,SwitchingModeLED驅(qū)動電源控制IC,它內(nèi)建了許多功能來客服升壓電路的缺點。HV9911包含了9-250VDC輸入電壓穩(wěn)壓器,不需額外電源,僅由單一輸入電壓提供IC動作的工作電源。它內(nèi)建了2%精密的參考電壓(全溫度范圍)能精確地控制LED串聯(lián)電流。并且包含了斷路用的FET驅(qū)動電路。當輸出短路或過電壓時,便會自動斷開LED串之對地路徑。此功能縮短了控制電路的反應時間(請參考PWM調(diào)光電路說明)。(圖3)

    HV9911控制電路的功能


    圖3HV9911內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)
    [page]
    IC內(nèi)部提供穩(wěn)壓電路9∼250V輸入電壓,可輸出7.75V電壓輸出提供IC內(nèi)部電源使用,若輸入電壓范圍提升可經(jīng)由外接一個200V,2WZenerDiode于輸入電壓與IC的Vinpin之間(如圖1-4),這可使得輸入電壓范圍可提升至450VDC,亦可以使得IC內(nèi)部穩(wěn)壓電路所產(chǎn)生的功率損耗分散一部份在ZenerDiode上。


    圖4IncreasingtheInputVoltageRating

    IC的VDDpin工作電壓可提高(如果有必要的話)藉由一個二極管連接至外部電壓,此二極管是避免將外部電壓若低于IC內(nèi)部穩(wěn)壓電路的輸出電壓時,會造成IC的燒毀,最大的外接靜態(tài)穩(wěn)定電壓為12V(瞬態(tài)電壓為13.5V),因此11V+/-5%的電壓源是理想的外部提升電壓值。
      
    IC內(nèi)部提供1.25%、2%精密參考電壓,這參考電壓可用來設定電流參考位準,以及輸入電流限制位準,此參考電壓也同時提供IC內(nèi)部設定過電壓保護。
      
    振蕩電路時間模式
      
    振蕩電路可經(jīng)由外部電阻設定振蕩頻率。若此電阻跨接于RT及GNDpins之間,則IC操作于定頻模式,另外,若電阻跨接于RT與GATEpins間,則IC操作于固定關閉時間模式(此模式不需要斜率補償控制使電路穩(wěn)定)。定頻時間或關閉時間可設定于2.8ms到40ms之間,可運用IC規(guī)格書內(nèi)的計算式設定。
      
    于定頻操作模式下,將所有SYNC在一起,多個IC可操作在單一頻率。少數(shù)個案必須外加一個大電阻2300于SYNC到GND之間,用來抑制雜散電容所造成的振鈴,當所有SYNC連接在一起時,建議使用相同電阻值跨接于每一個IC的RT與GND之間的電阻。
      
    閉回路控制的形成是連接輸出電流信號至FDBKpin,同時將電流參考位準連接至IREFpin,補償網(wǎng)絡連接至Comppin(傳導運算放大器的輸出端),如圖5所示。放大器的輸出受PWM調(diào)光信號所控制,當PWM調(diào)光信號為High時放大器的輸端連接至補償網(wǎng)絡,當PWM調(diào)光信號為Low時,放大器的輸出端與補償網(wǎng)絡被切斷,因此補償網(wǎng)絡內(nèi)的電容電壓維持住,一直到PWM調(diào)光信號再度回復High準位時,補償網(wǎng)絡才又連接圖放大器的輸出端,這樣可確保電路動作正常以及獲得非常良好的PWM調(diào)光反應,而不需要設計一個快速的控制電路。


    圖5FeedbackCompensation
      
    FAULT信號保護驅(qū)動電路
      
    FAULT信號pin可用于驅(qū)動外部斷接FET(圖6)IC啟動時,F(xiàn)AULT信號維持Low電位,IC啟動過后,此pin被pulledhigh,這使得內(nèi)電路的LED與升壓電路連接,電路完成啟動點亮LED,假如輸出端有過電壓或短路情形發(fā)生,內(nèi)部電路會將FAULT信號拉Low并使LED與升壓電路斷接。
      
    FAULT信號也控于PWM調(diào)光控制信號,PWM調(diào)光信號為Low時,F(xiàn)AULT信號亦為Low,但當PWM調(diào)光信號為High時,F(xiàn)AULT信號卻不見得為High。
      [page]
    斷接LED時,可確保輸出電容不會隨著PWM調(diào)光信號的周期而充放電。
      
    PWM調(diào)光信號到FAULT信號與保護電路的輸出以AND連接著,以確保保護電路動作時能夠覆蓋過PWM及調(diào)光控制的輸入。


    圖6DisconnectFET
      
    輸出短路保護的動作原理是當輸出偵測電流(于FDBKpin),大于2倍參考電流設定位準(于IREFpin),保護動作會發(fā)生。過電壓保護的動作原理,是當OVPpin的電壓大于1.25V時,保護動作也會發(fā)生。二個信號被送至一個OR閘再送到保護栓鎖電路。當有任一保護動作發(fā)生時,栓鎖電路會將GATE及FAULTpins同時關掉。一旦有保護動作發(fā)生時,必須將電源關掉重開,才能使栓鎖電路恢復重置。
      
    而在IC的啟動需要注意以下兩點:
      
    當VDD與PWMDpins連接在一起,透過電路上的輸入電壓的連接或斷接來啟動時,IREFpin所連接的電容必須使用0.1uF,而V00pin上所連接的電容值需小于1uF以確保適當?shù)膯印?br />   
    假使電路使用外部信號啟動或關閉,而輸入電壓一直保持常開啟時,則IREF及VDD所使用的電容值可增加。
      
    線性調(diào)光能力
      
    調(diào)整IREFpin的電壓位準可達到達成輸出電流的線性調(diào)整,方法為以可變電阻或分壓電阻網(wǎng)絡或外部提供參考電壓連接至IREFpin。但是,要注意一旦IREF的電壓低到非常小時,IC的短路電流保護比較器的誤差電壓(OFFSET)可能會造成短路保護發(fā)生誤動作,這時候必須將IC電源關掉重開,重新啟動電路,為了避免此誤動作,IREF的最低電壓為20∼30mV。
      
    PWM調(diào)光(脈寬調(diào)變調(diào)光)能力
      
    HV9910內(nèi)部的PWM調(diào)光功能卻能夠達到非??焖俚腜WM調(diào)光反應,克服了傳統(tǒng)升壓電路不能非??焖俚腜WM調(diào)光的缺點。
      
    PWMD控制IC內(nèi)部三個點:
      
      ●GATE信號到開關FET
      
      ●FAULT信號到斷接FET
      
      ●運算放大器到補償網(wǎng)絡的輸出端
      
    當PWMD信號為High時,GATE信號與FAULT可以動作,同時運算放大器的輸出端連接到補償網(wǎng)絡,這使得升壓電路可以正常動作。
      
    當PWMD信號為Low時,GATE信號與FAULT被停止動作,能量無法從輸入端轉(zhuǎn)移到輸出端,但是,為避免輸出電容放電到LED而造成LED電流下降時間被拉長。
      
    這個放電電容同時也會使得電路重新連接動作時,LED電流的上升時間會被拉長。因此,避免輸出電容的放電是相當重要的。IC輸出FAULT信號斷接FET,使得LED的電流幾乎立刻的下降到零電流,因此輸出電容并沒有被放電,所以當PWMD信號回復High位準時輸出電容不需要額外的充電電流,這使得上升時間非常快速。
      
    當PWMD信號為Low時,輸出電流降至零,這使得回授放大器看到了相當大的誤差信號于放大器輸入端,會造成補償回路的電容器上的電壓會上升至最高電位。因此當PWMD信號回到High時,過高的補償回路電壓會控制電感峰值電流,而造成相當大的輸出涌浪電流發(fā)生在LED上。
      
    這樣大的LED電流又隨著控制回路速度而回授,這會使得穩(wěn)定時間被延長,當PWMD信號為Low時,斷開運算放大器與補償回路是有助于維持補償回路的電壓不被改變。因此當PWMD信號回復High時,電路立刻回復穩(wěn)態(tài)而不會產(chǎn)生過大的LED電流。
      
    閉回路控制電路的設計
      
    補償回路可用來使得升壓電路穩(wěn)定的操作,可選用Type-Ⅰ補償(一個簡單積分電路)或者TypeⅡ補償(一個積分電路及額外的極點-零點)。補償?shù)念愋托枰暪β始壍慕辉筋l率的相位而定。
    閉回路系統(tǒng)(圖7)的回路增益如下:
      
      (公式1)

      Gm為運算放大器的增益(435mA/V)
      Zs(s)為補償網(wǎng)絡的阻抗
      Gp(s)為功率級的轉(zhuǎn)移函式
      
    請注意,雖然電阻分壓比值為1:14,但是整體效應包含二極管的壓降會是1:15。


    圖7LoopGainof theBoostController

    芯片補償網(wǎng)絡控制
      
    假設Fc為回路增益的交越頻率,而功率級的轉(zhuǎn)移函式在此頻率的振幅與相位角度為Aps與Φps、相位邊限Φm所需增加的相位角度為Φboost。
      
     ?。ü?)Φboost=Φm-Φpx-90º
      基于所需增加的相位角度,來決定需要何種類型的補償網(wǎng)絡。
      
      Φboost≦0º→TypeⅠ控制
      0º≦Φboost≦90º→TypeⅡ控制
      90º≦Φboost≦180º→TypeⅢ控制
      
    HV9911為基礎的LDE升壓驅(qū)動電路通常并不需要TypeⅢ控制,所以此篇不討論Ⅲ控制。HV9911TypeⅠ及TypeⅡ控制的使用,請參考表1。[page]


    表1NetworkCompensation
      
    TypeⅠ控制的設計相當簡單,只要調(diào)整Cc即可,因為交越頻率的回路增益之振幅為1
      
      (公式4)Rs•Gm•(2πfcCc)•1/15•1/Rcs•Aps=1
      
      由上述等式,若其它參數(shù)值已知Cc的電容值可計算出。
      
      TypeⅡ控制的等式需被設計如下:
      
     ?。ü?)K=tan(45?+Φboost/2)
      
     ?。ü?)ωz=1/RzCz=2πfc/K
      
      (公式7)ωp=Cz+cZ=(2πfc)•K
    可得到交越率的回路增益之振幅為1的等式如下:
      
     ?。ü?)

    同時解等式(1-6)(1-8)可計算出Rz,Cz及Cc的值。
      
    利用芯片實際設計出驅(qū)動電路
      
      表2驅(qū)動電路設計參數(shù)表


    圖8驅(qū)動電路設計參考

    對于低壓應用(輸出電壓<100V),中等功率輸出(<30w),開關頻率設為200kHz(時間周期為5ms),對于開關損失以及外部零件的大小來說是個不錯的折衷方案。若是更高的電壓應用或更高的輸出功率,則考慮外部的開關FET的功率損失,就必須降低開關頻率。
    要采購開關么,點這里了解一下價格!
    特別推薦
    技術文章更多>>
    技術白皮書下載更多>>
    熱門搜索
    ?

    關閉

    ?

    關閉

    亚洲中文字幕无码一区二区三区| 伊人久久一区二区三区无码| 久久国产精品无码网站| 中文字幕视频在线| 蜜桃成人无码区免费视频网站 | 免费无码毛片一区二区APP| 色欲香天天综合网无码| 中文字幕无码毛片免费看| YY111111少妇无码理论片| 精品久久久久久中文字幕| 无码国产精品一区二区免费vr| 亚洲 日韩经典 中文字幕| 中出人妻中文字幕无码| 一区二区三区无码高清视频| 性无码免费一区二区三区在线| 中文字幕亚洲欧美专区| 亚洲AV无码AV男人的天堂| 最近免费中文字幕高清大全| 99精品一区二区三区无码吞精 | 狠狠精品久久久无码中文字幕| 免费无码国产在线观国内自拍中文字幕 | 日韩精品无码一区二区中文字幕| 亚洲av无码无在线观看红杏| 亚洲中文字幕第一页在线| 久久久无码精品亚洲日韩蜜臀浪潮| 91中文在线观看| 亚洲成?v人片天堂网无码| 亚洲AV无码成人精品区天堂 | AV无码人妻中文字幕| 一本加勒比HEZYO无码人妻| 中文字幕亚洲综合久久| 亚洲?V无码成人精品区日韩| 精品视频无码一区二区三区| 熟妇人妻系列av无码一区二区| 中文字字幕在线中文无码| 韩国免费a级作爱片无码| 精品无码一区二区三区在线| 中文字幕高清在线| 人妻少妇久久中文字幕一区二区 | 亚欧无码精品无码有性视频 | 人妻无码视频一区二区三区|