具有溫度管理控制功能的LED驅(qū)動(dòng)器LM3424及其應(yīng)用

3．1 電感L1的選擇
L1是開關(guān)調(diào)整的主要能量存儲(chǔ)器件，不同的拓?fù)潆娐分?，能量從電感傳輸?shù)截?fù)載的方式不同。電感上的紋波電流(△iL-PP)主要由電感量、通過電感的電壓和開關(guān)頻率決定。在設(shè)計(jì)過程中，L1需要根據(jù)得到的△iL-PP來進(jìn)行選擇。對(duì)于buck調(diào)節(jié)器，由于電感是直接與負(fù)載連接，而不需要接輸出電容，因此，△iL-PP基本與LED的紋波電流△iLED-PP)相等。boost和buck-boost調(diào)節(jié)器應(yīng)當(dāng)接有輸出電容，以用于減少△iLED-PP，因此，該電感的可允許紋波要比buck調(diào)節(jié)器大一些。通常△iLED-PP要小于ILED值的40％。由于buck調(diào)節(jié)器沒有輸出電容，所以，△iL-PP應(yīng)小于ILED的40％。而對(duì)于boost和buck-boost等拓?fù)潆娐?，由于有輸出電容可以補(bǔ)償，△iL-PP可以大一些。但是，一般建議△iL-PP要小于平均電感電路的一半，以限制電感的輸出功率。所以boost和buck-boost調(diào)節(jié)器中的電感取值為：

3．2 LED動(dòng)態(tài)電阻
當(dāng)負(fù)載為一串LED時(shí)，其輸出負(fù)載電阻是LED串的動(dòng)態(tài)電阻加上RSNS。由于LED是半導(dǎo)體二極管，所以，當(dāng)通過的電流變化時(shí)，其阻值也會(huì)漂移。若只是通過二極管的正向電壓除以正向電流得到動(dòng)態(tài)電阻，則該值是不正確的。其結(jié)果可能大于實(shí)際值的5～10倍。這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮。
3．3 輸出電容
對(duì)于boost和buck-boost調(diào)節(jié)器來說，輸出電容(CO)可為負(fù)載提供能量。當(dāng)續(xù)流二極管D1反向截止時(shí)，在buck中，輸出電容僅僅是減少LED紋波電流(△iLED-PP)，以使其低于電感的紋波電流(△iL-PP)。在所有電路結(jié)構(gòu)中，適當(dāng)?shù)腃0的大小能提供一個(gè)合適的△iLED-PP。由于△iLED-PP要小于LED平均電流(ILED-PP)的40％。所以，C0應(yīng)仔細(xì)選取，因?yàn)樗鼤?huì)影響到工作溫度和工作電壓。一般情況下，磁片電容是理想的選擇。對(duì)于boost調(diào)節(jié)器，C0的取值是：

其中，rD=NrLED，N是串聯(lián)LED的數(shù)目，rLED是單個(gè)LED的動(dòng)態(tài)電阻。
3．4 輸入電容
輸入電容(CIN)可在開關(guān)狀態(tài)的間斷期間提供能量。對(duì)于buck和buck-boost，CIN在tON和tOFF時(shí)間都提供能量，而輸入電壓源則以平均電流(IIN)給輸入電容充電。大多數(shù)應(yīng)用中都需要在輸入引腳VIN處放置一個(gè)0．1μF的陶瓷電容，而且它要盡可能的靠近輸入引腳。在某些情況下，大容量的輸入電容可能遠(yuǎn)離LM3424，但應(yīng)在大容量輸入電容和旁路電容之間放置一個(gè)10Ω的串聯(lián)電阻，從而構(gòu)成一個(gè)150 kHz濾波器，以濾除不希望的頻率噪聲。boost調(diào)節(jié)器時(shí)，CIN的取值為：

3．5 主MOSFET／調(diào)光MOSFET
LM3424需外接NFET(Q1)作為主MOSFET以構(gòu)成開關(guān)調(diào)節(jié)器。Q1的額定電壓至少應(yīng)高于電路最大工作電壓的15％才能保證正常工作。當(dāng)PWM
調(diào)光時(shí)，LM3424還需要另一個(gè)MOSFET(Q2)，且它應(yīng)串聯(lián)在LED上(在buck中是并聯(lián))。該MOSFET的額定電壓可與輸出電壓(Vo)相等，額定電流至少要高于(ILED)10％。由于續(xù)流二極管(D1)在toFF時(shí)承載著電感上的電流，因此，D1通常應(yīng)選肖特基二極管。

4 結(jié)束語
本文介紹了具有溫度管理控制功能的LED驅(qū)動(dòng)器LM3424的主要功能和應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)介紹了其具有的熱能回折功能、原理和應(yīng)用。最后以boost典型應(yīng)用電路為例，給出了LM3424主要外圍元件的選取方法。