LED低壓驅(qū)動(dòng)電源—DC/DC 升壓變換器(上)
以G = VO/VI表示輸出電壓的增益,可得G = VO/VI= 1 / (1 - D)。
根據(jù)以上分析,可以得出以下結(jié)論:
?。?) 由式(6) 可知,輸出電壓高于輸入電壓,且與占空比D 有關(guān),與D 呈非線(xiàn)性關(guān)系。增加占空比D,使開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間t1加長(zhǎng),則電感中儲(chǔ)存的能量增多,顯然,在輸入電壓不變時(shí),輸出電壓VO提升的愈高。
通過(guò)對(duì)占空比D 的調(diào)節(jié),可以在輸入電壓變化時(shí),實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓,保持VO不變。
?。?) 由圖2 可知,與負(fù)載串聯(lián)的二極管的電流是脈動(dòng)的、不連續(xù)的。流過(guò)LED 的輸出電流的直流分量等于二極管VD 電流的平均值。為了供給LED 連續(xù)而穩(wěn)定的電流,在這種電路中,必須在輸出端加輸出電容C。
?。?) 輸入端的電流等于流過(guò)電感的電流,在連續(xù)導(dǎo)通模式下,電流是連續(xù)的,所引起的電磁干擾要比電子鎮(zhèn)流器中臨界導(dǎo)通模式有源功率因數(shù)校正電路的電磁干擾低,也比以后將要介紹的降壓變換器電路的電磁干擾低。在降壓變換器中,輸入電流是脈動(dòng)的、不連續(xù)的,所產(chǎn)生的電磁干擾要大得多。
圖2(a) 是連續(xù)導(dǎo)通模式( CCM) ,( b) 則是斷續(xù)導(dǎo)通模式( DCM)。t1是開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間,t2是二極管導(dǎo)通時(shí)間。不論哪種情況,與負(fù)載串聯(lián)的、流過(guò)二極管的電流都是脈動(dòng)的、不連續(xù)的,都必須加濾波電容加以平滑。
斷續(xù)導(dǎo)通模式( DCM) 大多出現(xiàn)在電感較小,負(fù)載較重,或者開(kāi)關(guān)頻率較低的情況,此時(shí),t1+ t2 T( 開(kāi)關(guān)周期)??梢宰C明,如D1= t1/T,D2= t2/T,則有:
在斷續(xù)導(dǎo)通模式中,電壓的提升不僅與功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通時(shí)間t1有關(guān),還與電感的大小、負(fù)載電流( LED 電流) 大小以及開(kāi)關(guān)頻率有關(guān)。
在具體的IC 電路中,為簡(jiǎn)化控制,或者保持開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率( 或開(kāi)關(guān)周期T) 約為1MHz 左右的定值,或者保持其關(guān)斷時(shí)間toff為定值,視具體控制電路而定。例如,安森美( On-semi ) 半導(dǎo)體公司的NCP5007 保持toff= 320ns;Catalyst 半導(dǎo)體公司( 該公司已被安森美半導(dǎo)體公司收購(gòu)) 的CAT37 則保持開(kāi)關(guān)頻率為1. 2MHz.至于開(kāi)關(guān)頻率大小的選擇,要從多方面考慮。提高頻率,可以允許采用較小尺寸的電感和濾波電容,但這樣做之后,電路的損耗變大、效率降低;反過(guò)來(lái),降低頻率,可以提高電路的占空比以及輸出電壓,允許驅(qū)動(dòng)較多的LED 個(gè)數(shù)。所以頻率的選擇要折中考慮,不可片面追求某一個(gè)參數(shù)。
1. 3 電感L 的選擇
在電感升壓型變換器中,由式(2) 可知,當(dāng)VT 導(dǎo)通時(shí)有:LΔIL/ ton= VI,由此可得:
上式中占空比可按公式D = ( VO+ VD- VI) / ( VO+ VD) 選擇,式中V0為開(kāi)關(guān)二極管串( 可能為1 個(gè)LED 或數(shù)個(gè)LED) 的導(dǎo)通壓降;VD為開(kāi)管二極管的導(dǎo)通壓降,一般為0. 3V,其值較小,有時(shí)可略去不計(jì);紋波電流峰- 峰值ΔIL則根據(jù)輸出電流來(lái)設(shè)定,一般取ΔIL為輸出直流電流IO的± (20 ~ 30)%.
1. 4 電感升壓型變換器的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)
1. 4. 1 電感升壓式變換器的優(yōu)點(diǎn)
?。?) 效率高,可達(dá)到80% ~ 85% ,比開(kāi)關(guān)電容升壓式變換器高15% 左右。
<電子鎮(zhèn)流器相關(guān)文章:電子鎮(zhèn)流器工作原理
評(píng)論