基于LED串的DCM升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計

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圖8:波特圖確認了直流增益及極點位置

第2部分：LED調(diào)光控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用方案與驗證

1 LED調(diào)光控制系統(tǒng)電路圖

高亮度白光LED的模擬調(diào)光會產(chǎn)生色偏。PWM數(shù)字調(diào)光控制是預(yù)防色偏的首選調(diào)光方法，因為發(fā)光強度將是平均流明強度。PWM導(dǎo)通周期期間的LED電流幅值與調(diào)光比為獨立互不影響。

圖12代表的是汽車應(yīng)用LED調(diào)光控制系統(tǒng)，其在關(guān)閉模式下靜態(tài)電流消耗低于10 A.它采用安森美半導(dǎo)體的NCV887300 1 MHz非同步升壓控制器，此器件以恒定頻率不連續(xù)峰值電流模式工作。負載包含一串共10顆的串聯(lián)Nichia NSSW157-AT[2]白光高亮度LED.相應(yīng)的電路板如圖13所示。

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圖12:用了NCV887300的LED PWM調(diào)光控制電路

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圖13:NCV887300 LED演示電路板

2 LED交流動態(tài)阻抗特性鑒定

根據(jù)制造商數(shù)據(jù)表中在特定工作條件下測得的特征曲線，可以近似得出LED動態(tài)阻抗。系統(tǒng)具體熱工作條件可能大不相同。第1部分的文章中介紹了系統(tǒng)LED動態(tài)阻抗的系統(tǒng)級方法，這方法對器件進行了系統(tǒng)級熱條件下的特性鑒定。就第2部分的文章而言，我們使用頻率響應(yīng)分析儀，在100% PWM占空比的熱穩(wěn)定工作條件下，測量電路內(nèi)的電流感測電阻、PWM FET阻抗及累積串聯(lián)動態(tài)阻抗見下圖14。

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圖14:電流感測反饋網(wǎng)絡(luò)的電路內(nèi)小信號響應(yīng)

3 系統(tǒng)性能測試

圖12中所示的LED調(diào)光電路的1000:1 200 Hz PWM調(diào)光工作波形如圖15所示。VC波形上有少許補償電容電壓放電，這是Q9雙向開關(guān)響應(yīng)時間與透過D19的PWM鉗位激活之間的競爭條件產(chǎn)生的結(jié)果。電阻R29被引入，與鉗位二極管D19串聯(lián)連接，以限制補償網(wǎng)絡(luò)電荷耗盡。VFB波形維持想要的數(shù)字波形及幅值(無模擬調(diào)光)。

PWM信號指令轉(zhuǎn)為低態(tài)后出現(xiàn)額外短路持續(xù)時間GDRV波形(第6個脈沖)，這是NCV887300內(nèi)部邏輯傳播延遲響應(yīng)時間的結(jié)果。此額外脈沖的能量有利于幫助維持輸出升壓電容中的電荷，因為它補償了深度PWM調(diào)光工作模式期間的某些寄生漏電流能量損耗。

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圖15:1000:1 200 Hz深度調(diào)光工作

第三部分：結(jié)論

本方案分兩部分進行，第1部分介紹的驅(qū)動LED串的DCM升壓轉(zhuǎn)換器的理論小信號響應(yīng)等式;在第2部分中有效地應(yīng)用于分析LED PWM調(diào)光電路。方案中探討了200 Hz 1000:1深度調(diào)光能力的實際層面問題。最后運用仿真和測量結(jié)果，與忽略相位誤差的情況進行比較得到1000:1 200 Hz PWM工作波形顯示出了極佳的工作性能。從而也證實了本方案的實用性。