胡向峰（创维TV产品研究院，广东 深圳 518108）
摘 要：本文介绍了BUCK电路的传统架构，在此根底上要点剖析了运用于背光恒流计划上的BUCK拓扑派生架构，以及运用此派生架构在实践运用进程中遇到的问题，并结合实践事例给出详细的处理办法，经过实验及大批量的出产验证标明，办法有用、安稳且牢靠，对后续运用相似的恒流架构计划具有实践的学习和参阅含义。
要害词：BUCK恒流；多通道；处理计划
0 导言
跟着LED电视背光模组的不断发展，现在与背光模组相匹配的恒流拓扑有3种：
1）BOOST升压方法；
2）BUCK降压方法；
3）电源输出“直驱式”。其间每一种恒流拓扑均有其长处和缺点，依据屏体标准要求，在规划时需挑选适宜的拓扑架构与之匹配，其间BUCK恒流拓扑架构因其架构简略、电路效率高，规划本钱低而被广泛运用。
本文介绍了BUCK恒流的拓扑架构，在此根底上要点剖析了BUCK恒流计划在实践运用中遇到的首要问题和规划简单疏忽的细节问题，并给出相应的处理办法和思路，对后续运用相似BUCK恒流驱动计划有十分重要的学习和指导含义。
1 BUCK拓扑架构电路及作业原理
统的Buck变换器，也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不阻隔直流变换器。Buck变换器也有CCM和DCM两种作业方法。首要由开关管（Q1）、电感（L0）、输出滤波电容（C0）以及续流二极管（D1）组成，从电路能够看出，电感L0和电容C0组成低通滤波器。
依据BUCK电路特色，并结合背光恒流计划的规划要求，将原有BUCK电路进行变形和派生，演化成上图2所示的BUCK恒流驱动电路。
作业原理如下：
当恒流IC的驱动为高电平时， Q1闭合，电源Vdc经过模组灯条（负载）给电感L0充电，此刻电感上的电流增大。MOS管注册时，BUCK电路的注册回路为：Vdc(+) →模组灯条（负载）→L0(电感)→Q1(MOS) →地。当恒流IC的驱动为低电平时，Q1关断，电感L0电流经过模组灯条放电，电感处于放电进程。MOS管关断时，BUCK电路的关断回路为：L0 + (电感)→ D1（续流二极管）→模组灯条（负载）→ L0 – (电感)。在此电路中，电感值的挑选是要害，设电感值的挑选取决于LED答应的电流等级。假定LED答应的纹波为±10%，那么依据电感公式 E=L di/dt，考虑到MOS关断期间，电感为LED灯条供给能量，E=VLED=Vo,max=L di/dt，此刻， di 为纹波电流，等于0.2× I o,max ， dt 是关断时刻，则
2 多通道恒流BUCK在实践运用中的问题及处理计划
因为该恒流选用BUCK派生的电源拓扑，因BUCK电路本身的一些约束，针对在开发和量产的进程中呈现的问题以及在实践中简单疏忽的问题，在此进行原因剖析，并给出处理的计划。以下的剖析首要依据OZ9906（6通道）的恒流计划为例进行阐明。
2.1 开短路实验及其他反常的维护
BUCK恒流电路因其简练的电路方法、高效率及较低的本钱等特色，在LED背光电源中被广泛运用。可是，BUCK恒流电路因本身的电路约束，和恒流芯片计划合作运用时，也存在一些缺点，如部分灯条开路、MOS管短路实验及续流电路毛病等，都无法直接完成灯条维护或器材的安全，有必要借助于恒流芯片的专用引脚来触发输入电源的维护，以OZ9906为例，当上述毛病呈现时，状况引脚（STATUS）（其他恒流计划也用FAULT引脚来表明相似的功用），经过该引脚的电平翻转来宣布维护信号，经过外加维护电路来触发电源端的维护，使整个体系在恒流驱动毛病时处于安全的维护模式。如下图（3）即为和OZ9906匹配的一种维护电路。
作业原理阐明如下：
在恒流IC正常作业时，STATUS为高电平，即A点为高电平（A点和STATUS引脚衔接），三极管Q1导通，三极管Q1的c极为低电平，那么该电路的B点为低电平，以至于B点衔接电源端的自锁电路不动作，电源正常作业，整个电视体系作业正常。
当部分灯条开路、MOS管短路、续流二极管及该电路上的其他器材开路及开机PWM和ENA时序反常等其间一项反常情况产生时，STATUS电平瞬间由高电平翻转为低电平，三极管Q1到，因三极管Q1的c极经过电阻衔接至恒流IC内部的参阅电压，导致三极管c极变为高电平，二极管D1导通，B点为高电平，然后导致衔接B点的电源端的自锁电路触发维护，使电源锁死维护，整个电视体系处于维护状况，然后避免灯条、器材及其他反常产生。
2.2 PWM调光方法电感的噪音问题
在运用BUCK计划做多路恒流驱动时，运用柱状电感在PWM调光方法下，会产生较大的噪音问题，且路数越多，叠加的噪音越大。
2.2.1 原因剖析
因运用柱状电感（圈数为170 Ts，感量为1.5mH），一般圈数较多，绕线层数较密，当恒流板调光方法选用PWM调光时，BUCK电路的电感电流作业在开关状况，导致电感线圈宣布噪音，一起，因屏体灯条数为6路，6路BUCK电感噪音叠加，使得整个恒流板产生较大的噪音。
2.2.2 处理办法
将BUCK电感由柱状电感改为环状电感（圈数为110 Ts，感量为650μH）,将电感绕线沿环状散布，削减绕线的叠加，在PWM调光方法下，可根本消除单路BUCK电感噪音，然后下降6路电感的噪音叠加。
2.3 PWM调光方法最小占空比下的维护问题
因BUCK恒流计划的STATUS脚在反常情况下会经过维护电路触发电源端的维护，因此在规划时需特别注意当PWM（调光信号）和ENA（使能信号）时序反常时是否会触发恒流IC的STATUS脚维护，而且参数的设置需和恒流计划的标准相匹配。一般情况下，很少重视PWM最小占空比情况下规划参数的最小值要求，导致整机匹配时呈现反常。现以某项目中运用的BUCK恒流（OZ9906）计划为例进行阐明。
2.3.1 原因剖析
当PWM呈现最小占空比时，PWM频率为100Hz，最小占空比为5%（乃至更小），也就是说Toff=10ms×(1-5%)=9.5 ms，Ton=0.5 ms，即在0.5ms内需坚持使能脚为高电平，一起TIMER脚（维护延迟时刻设定）电压不能升至门限值，才不会使STATUS状况脚电平翻转，触发自锁电路作业，然后导致电源端自锁产生。如下图（4）所示：
2.3.2 处理办法
延伸TIMER脚的上升时刻，如图（5）所示：
依据电容的充电原理：Vt=V0+（Vu-V0）×[1-exp(-t/RC)]
设V0=0V，Vu=5V
因Vt=2.8V（min），R=100k，C427=470nF,
带入(3)式 2.8-0.7=5[1-exp(-t/100k×470nF)
则t=25.6m
因Tpwm=10 ms，t>Tpwm，所以在PWM的一个周期内，TIMER脚的电压不能到达维护点Vt（2.8Vmin）, 所以不会触发STATUS状况脚电平翻转，然后触发自锁电路作业，导致电源端的自锁产生。
若C427=100 nF,带入上式，核算可得：T=0.545 ms
因Tpwm=10 ms，Tpwm on=0.5 ms，因此在PWM一个周期内，TIMER脚的电压就有或许到达维护点Vt（2.8V min），然后导致自锁的产生。这一点也和实践机器的现象模仿符合。
因此在设定TIMER脚的参数时，需考虑PWM的频率以及机芯的最小占空比，只要归纳考虑以上要素后，才干精确设置TIMER脚的参数，避免恒流芯片在实践运用时的误触发。
3 定论
本文介绍了开关电源中BUCK拓扑架构的根本原理，并对运用于现在LED TV电源背光驱动上派生的BUCK恒流拓扑架构的原理及作业进程进行剖析，要点介绍并深入剖析了该BUCK恒流拓扑架构结合恒流芯片在实践运用中的遇到的典型问题，给出详细原因和处理计划。很多的实验和出产证明，本文所给出相应的处理办法和思路在实践运用中有用、安稳且牢靠，对后续运用该计划或相似的BUCK恒流驱动计划具有学习和参阅含义。
参阅文献
[1] 张占松，蔡宣三.开关电源的原理与规划.北京:电子工业出版社.
[2] Abraham I.Pressman , Keith Billings,Taylor Morey著.开关电源规划.[M]第3版.北京:电子工业出版社.
[3] Steve Winder 著，谢运祥，王晓刚译.LED驱动电路规划.北京:人民邮电出版社.
[4] 杨恒著.开关电源典型规划实例精选.[M].北京:中国电力出版社.
[5] 康华光.电子技术根底.北京:高等教育出版社.
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第12期第52页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
