LED恒流驅(qū)動(dòng)與不同控制模式的比較

市場(chǎng)上可以買到的微功率 電源 芯片有以下幾種控制模式：

　　PFM、PWM 、chargepump、FPWM、PFM/PWM以及pulse-skipPWM、digitalPWM

　　其中常見(jiàn)的有PFM、PWM、chargepump以及PFM/PWM

　　1、PFM是通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖頻率(即開關(guān) 管的工作頻率)的方法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的技術(shù)。它的脈沖寬度固定而內(nèi)部震蕩頻率是變化的,所以濾波較PWM困難。但是PFM受限于輸出功率,只能提供較小的電流。因而在輸出功率要求低,靜態(tài)功耗較低場(chǎng)合可采用PFM方式控制。

　　2、PWM的原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負(fù)載變化的情況下,控制電路通過(guò)被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋,調(diào)節(jié)集成電路 內(nèi)部開關(guān)器件的導(dǎo)通脈沖寬度,使得輸出電壓或電流等被控制信號(hào)穩(wěn)定。PWM的開關(guān)頻率一般為恒定值,所以比較容易濾波。但是PWM由于誤差放大器的影響,回路增益及響應(yīng)速度受到限制,尤其是回路增益低,很難用于LED 恒流驅(qū)動(dòng) ,盡管目前很多產(chǎn)品都應(yīng)用這種方案,但普遍存在恒流問(wèn)題。在要求輸出功率較大而輸出噪聲較低的場(chǎng)合可采用PWM方式控制。

　　3、chargepump電荷泵解決方案是利用分立電容將電源從輸入端送至輸出端,整個(gè)過(guò)程不需要使用任何電感 。chargepump主要缺點(diǎn)是只能提供有限的電壓輸出范圍(輸出一般不會(huì)超過(guò)2倍輸入電壓),原因是當(dāng)多級(jí)chargepump級(jí)聯(lián)時(shí),其效率下降很明顯。用chargepump驅(qū)動(dòng)一個(gè)以上的白光LED 時(shí),必須采用并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的方式,因而只適用于輸入輸出電壓相差不大的應(yīng)用。

　　4、采用DigitalPWM(數(shù)字脈寬調(diào)制)通過(guò)對(duì)獨(dú)立數(shù)字控制環(huán)路和相位的數(shù)字化管理,實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/DC負(fù)載點(diǎn)電源轉(zhuǎn)換進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制與管理,以提供穩(wěn)定的電源,減少傳統(tǒng)供電模組的電壓波幅造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定,而且DigitalPWM并不需要采用傳統(tǒng)較高量的液態(tài)電容用作儲(chǔ)波及濾波作用。DigitalPWM數(shù)字控制技術(shù),能夠使得MOSFET管運(yùn)行在更高的頻率下,有效的緩解了電容所受到的壓力。digitalPWM適用于大電流密度,其響應(yīng)速度很快,但回路增益仍受到限制,目前成本相對(duì)較高。因此其在LED恒流驅(qū)動(dòng)上的應(yīng)用仍需進(jìn)一步研究。

　　5、FPWM(強(qiáng)制的脈寬調(diào)制)是一種恒流輸出為基礎(chǔ)的控制方式,它的工作原理是無(wú)論輸出負(fù)載如何變化總是以一種固定頻率工作,高側(cè)FET在一個(gè)時(shí)鐘 周期打開,使電流流過(guò)電感,電感電流上升產(chǎn)生通過(guò)感抗的電壓降,這個(gè)壓降通過(guò)電流感應(yīng)放大器放大,來(lái)自電流感應(yīng)放大器的電壓被加到PWM比較器輸入端,和誤差放大器的控制端作比較,一旦電流感應(yīng)信號(hào)達(dá)到這個(gè)控制電壓,PWM比較器就會(huì)重新啟動(dòng)關(guān)閉高側(cè)FET開關(guān)的邏輯驅(qū)動(dòng)電路,低側(cè)的FET會(huì)在延遲一段時(shí)間后打開。在輕負(fù)載下工作時(shí),為了維持固定頻率,電感電流必須按照反方向流過(guò)低側(cè)的FET。FPWM技術(shù)驅(qū)動(dòng)芯片目前只見(jiàn)到MAXIM和NationalSemi conductor的芯片使用。

　　如上PFM、PWM是采用恒壓驅(qū)動(dòng)方式控制LED,而FPWM和PFM/PWM是恒流驅(qū)動(dòng)方式控制技術(shù),實(shí)踐證明較適合LED驅(qū)動(dòng) 。