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【技能角度】怎么规划高功率的LED恒流驱动电路

发布时间:2022-04-08 13:27:14 来源:米乐m6官网

  恒流驱动电路。在迟滞电流操控形式下,该电路具有结构简略、动态呼应快、不需求补偿电路等长处。经过外部引脚,能够便利的进行电路根据CSMC的1μm40VCDMOS工艺,选用HSPICE进行仿线V输入电压范围内,电路输出电流最大可达1.2A,输出电流精度可操控在5.5%以内,电源功率可高达97%。

  跟着LED技能的开展,大功率LED在灯火装修和照明等范畴得到了遍及的运用,一起功率型LED驱动芯片也显得越来越重要。因为LED的亮度输出与经过LED的电流成正比,为了确保各个LED亮度、色度的共同性,有必要规划一款恒流驱动器,使LED电流的巨细尽可能共同。

  根据LED发光特性,本文规划了一种宽电压输入、大电流、高调光比LED恒流驱动芯片。该芯片选用迟滞电流操控形式,能够用于驱动一颗或多颗串联LED。在6V~30V的宽输入电压范围内,经过对高端电流的采样来设置LED均匀电流,芯片输出电流精度操控在5.5%,一起芯片可经过DIM引脚完成模仿调光和PWM调光,优化后的芯片呼应速度可使芯片到达很高的调光比。

  本文首要对全体电路进行了剖析,接着介绍各个重要子模块的规划,最终给出了芯片的全体仿真波形、地图和定论。

  该电路包含带隙基准、电压调整器、高端电流采样、迟滞比较器、功率管M1、PWM和模仿调光等模块。此外该芯片还内置欠压和过温维护电路,然后能在各种晦气的条件下,有用的确保体系能够安稳的作业。

  从图1中能够看到电感L、电流采样电阻RS、续流二极管D1形成了一个自振动的接连电感电流形式的恒流LED操控器。该芯片选用迟滞电流操控形式,因为LED驱动电流的改变就反应在RS两头的压差改变上,所以在电路正常作业时,经过采样电阻RS采样LED中的电流并将其转化成必定份额的采样电压VCS,然后VCS进入滞环比较器,经过与BIAS模块发生的偏置电压进行比较,发生PWM操控信号,再经栅驱动电路然后操控功率开关管的导通与关断。

  下面具体剖析电路的作业原理。首要芯片在规划时会内设两个电流阈值IMAX和IMIN。当电源VIN上电时,电感L和电流采样电阻RS的初始电流为零,LED电流也为零。这时候,CS_COMP迟滞比较器的输出为高,内置功率NMOS开关管M1导通,SW端的电位为低,流过LED的电流开端上升。电流经过电感L、电流采样电阻RS、LED和内部功率开关从VIN流到地,此刻电流上升斜率由VIN、电感(L)、LED压降决议。当LED电流增大到预设值IMAX时,CS_COMP迟滞比较器的输出为低,此刻功率开关管M1封闭,因为电感电流的接连性,此刻电流以另一个下降斜率流过电感(L)、电流采样电阻(RS)、LED和续流肖特基二极管(D1),当电流下降到别的一个预订值IMIN时,功率开关从头翻开,电源为电感L充电,LED电流又开端增大,当电流增大到IMAX时,操控电路关断功率管,重复上一个周期的动作,这样就完成了对LED电流的滞环操控,使得LED的均匀电流安稳不变。从以上剖析可知,LED的均匀驱动电流是由内设的阈值IMAX和IMIN决议,因此不存在类似于峰值电流操控形式的反应回路。所以与峰值电流操控形式比较,滞环电流操控形式具有自安稳性,不需求补偿电路,别的峰值电流检测形式动态呼应调理一般需求几个周期的时刻,而滞环电流操控至多一个周期就能够安稳体系的动态呼应,所以滞环电流操控的动态呼应愈加敏捷。当然滞环电流操控形式存在着输出纹波较大,变频操控简单发生变频噪声等缺陷,但是在大功率LED照明驱动使用中,必定的纹波改变和开关频率改变不会对LED的全体照明功用发生较大影响。

  图2为选用共源共栅电流镜,能够改进电源按捺和初始精度的CMOS自偏置基准电路。其间,R1和PH4组成发动电路,当电源上电时,若电路呈现零电流状况,此刻VA为低,MOS管PH4敞开,并向基准中心电路中注入电流,使得基准电路脱节零简并偏置点,当电路正常作业时,经过合理的设置P7和P8的宽长比,使它们都处于深线阻值很大,此刻VA的巨细挨近输入电压,MOS管PH4关断,发动完毕。此外,因为VA的电压挨近电源电压,经过电阻R2和R3的分压后,电压VB就能表征电源电压,然后在电源电压低于设定值时,输出欠压信号,关断功率管,起到欠压维护的功用。