和正压版别 Cuk 转化器都有相像的当地,正压版别 Cuk 转化器也具有低输入和低输出纹波。整合的升压-降压电感器 (或耦合电感器) 的整体尺度与降压-升压形式单电感器相似。输入纹波与 SEPIC 相似,可是输出纹波小得多。电感器尺度与 SEPIC 相同,但选用了单而不是双开关节点 (热环路更小),并且下降了复杂性,由于两个绕组之间没有耦合电容器。输入和输出纹波相似于 Cuk 转化器的低输入和低输出纹波 (负输出),可是绕组之间依然没有耦合电容器,并且最重要的是,无需以负压为基准的电路反应架构。正压升压-降压型拓扑能够用现有升压型 LED 驱动器完成,例如凌力尔特最新推出的 LT3952。
升压-降压型拓扑与浮置 LED 输出
最新单开关 60V 单片 LT3952 LED 驱动用具 4A 峰值开关电流,可用作轿车升压-降压型 LED 驱动器,如图 1 所示。这款 350kHz、1A LED 驱动器可为 6V 至 18V LED 供电,输入规模为 9V 至 36V,在负载最大时功率高达 90%。LT3952 升压-降压型转化器之所以功率高,是由于选用了强壮的内部 MOS 开关。不同 LED 串电压时的功率如图 3 所示。与其他 LED 驱动器相似,LT3952 的通用低压侧单电源开关架构可用来给浮置输出升压型和降压型转化器供电,例如升压-降压型和单电感器降压-升压形式转化器。LED 串没必要选用接地电压基准,由于 LED 输出仅是可见光。由于这个原因,所以能够运用共同的升压-降压形式和降压-升压形式浮置 LED 驱动器拓扑。
图 1:LT3952 从 9V~36V 至 6V~18VLED、1A 升压-降压型 LED 驱动用具低输入和低输出纹波,在 120Hz 时进行 300:1 PWM 调光,功率高达 90%。
LT3952 能够用PWM MOSFET 驱动器的顶端浮置栅极“TG”引脚对浮置 LED 串进行 PWM 调光,这十分合适浮置 LED 负载。图 1 中的升压-降压型拓扑能够以 300:1 及更高的调光比 (以 120Hz 频率作业) 进行 PWM 调光。高压侧 TG 驱动器能够十分简单地为升压型、SEPIC、降压-升压形式、降压形式以及升压-降压型 LED 驱动器供给 PWM 调光。该驱动器乃至还供给短路维护断接功用,以针对令人极为忧虑的 LED+ 至 GND 事端供给维护。LT3952 针对升压-降压型拓扑中 LED 短路和开路状况供给维护,并在呈现这类状况时宣布陈述。
升压-降压型 LED 驱动器拓扑在调理 LED 电流时,可对输入至输出电压进行升压和降压。升压-降压占空比、功率、开关电流和 OUT 节点电压与单电感器降压-升压形式和 SEPIC 均相同。以下是升压-降压型 LED 驱动器的一些特性。
·VOUT = VIN + VLED
·DC = VLED / (VIN + VLED)
·Iswpk = IIN + ILED + ILpkpk/2
·ILpkpk = IL1pkpk + IL2pkpk
·在 12VIN 至 18VLED (在 1A) 时,图 1 功率约为 88%
低输入和低输出纹波拓扑 = 低 EMI
在升压-降压型和单电感器降压-升压形式之间,有许多相似性。图 1 和图 2 之间不同的是输入和输出纹波。图 4 显现升压-降压型与降压-升压形式 (别离对应图 1 和图 2) 比较,传导 EMI 下降了。输入和输出绕组阻隔可防止输出纹波电流耦合到升压-降压型拓扑的输入电容器上,然后下降了 EMI。图 4 的 EMI 曲线显现,从 530kHz 至 1.8MHz 的 AM 频段 EMI 很低,因而较少需求大型 EMI 输入滤波器。
图 2:LT3952 单电感器降压-升压形式 LED 驱动器用来与图 1 的升压-降压型拓扑进行比较
图 3:在 12VIN 至 17.5V、1A LED 串时,图 1 的升压-降压型拓扑之功率高达 90%
图 4:在 12VIN 至 18VLED、1A 时,图 1 升压-降压型拓扑的传导 EMI 远低于图 2 降压-升压形式的传导 EMI
图 5 显现了升压-降压型拓扑的另一种电路图,显现了低输入和低输出纹波通路,比较之下,SEPIC 转化器没有相同的低输出纹波。无论是输入仍是输出导线上的高纹波,都或许辐射并进步 EMI,尤其是假如这些导线长达几米时,就像有时轿车中的导线那样。不推荐在 LED 驱动器的输出端选用额定的 LC 滤波,由于这有或许下降 PWM 转化速度,引起不想要的振铃,然后阻碍最佳 PWM 调光功用的完成。低纹波、面朝输出的电感器就像降压型拓扑相同,可完成 PWM 调光功用和低输出 EMI 的最佳组合。请注意,正压至负压单电感器降压-升压型转化器也具有低输出纹波和大带宽,可是出了名的是,其输入纹波和输出纹波会耦合到体系的大型输入电容中,然后发生大于所期望的传导 EMI。
图 5:升压-降压型 LED 驱动器与 SEPIC LED 驱动器拓扑相似
升压-降压型拓扑中的输入和输出电容器十分简单滤除等于 ILpkpk/√12 的三角形低纹波电流。在这种拓扑中,略大一些的电容或电感能够进一步下降 EMI。在该转化器的高 dl/dt 热环路中,输入或输出电容器都不是至关重要的。在这种拓扑中,要害热环路仅触及箝位二极管、OUT 至 GND 电容器以及内部低压侧开关,如图 5 所示,然后简化了布局。当升压-降压型拓扑的两个电感器或绕组连到一同且 LED 节点连接到输入时,该升压-降压型拓扑就变回曾经运用的降压-升压形式转化器了。在这种状况下,热环路电流以及输入和输出纹波电流都有或许进入输入和输出电容器,导致较高的输入和输出纹波。
另一种相似的正压至负压升压-降压型拓扑
另一种正在申请专利和具低纹波输入和输出的升压-降压型 LED 驱动器拓扑如图 6 所示。LT3744 正压至负压升压-降压型 (升压形式然后降压) 也是一款低输入和低输出纹波 LED 驱动器,但运用了具负压调理功用的同步降压型转化器。这种新式浮置负压输出拓扑利用了具有 PWM 和输出符号电平转化功用的同步降压型 LT3744 LED 驱动器的优势。在大多数状况下,高功率是同步开关型 IC 的首要优势,尤其是驱动大功率 LED 串时,例如图 6 中的 3A、48W LED 负载。一起具有同步升压和降压 LED 驱动器的同步升压和降压型升压-降压 LED 驱动器也能够完成高功率。走运的是,凌力尔特公司供给很多这类面向大功率、低纹波升压和降压型 LED 驱动器的器材。
图 6:LT3744 的 9 至 16VIN、18VLED/3A 正压至负压升压-降压型 LED 驱动用具低输入和低输出纹波,在 48W LED 时供给 93% 的高功率。
定论
凌力尔特公司正在申请专利的最新升压-降压型 LED 驱动器拓扑以低输入纹波和低输出纹波供给输入至 LED的升压和降压。LT3952 和 LT3744 等最新 LED 驱动器可用于轿车及工业使用中的简