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LED同步降压转换器电路设计详解

  如安在峰值电流形式操控器中补偿操控回路,以便在调理电流而不是调理输出电压时保证稳定性?同步降压转换器通常被用来调理LED中的电流,经常在轿车、医疗、工业、乃至个人电子设备等运用…

  如安在峰值电流形式操控器中补偿操控回路,以便在调理电流而不是调理输出电压时保证稳定性?同步降压转换器通常被用来调理LED中的电流,经常在轿车、医疗、工业、乃至个人电子设备等运用中运用。大多数操控器调理输出时所用到的操控机制大体上可分为稳定接通时刻、电压形式或峰值电流形式。占绝大部分的或许便是峰值电流形式操控器,可是应该怎么补偿操控回路,在调理电流而不是调理输出电压时保证稳定性呢?

  在峰值电流形式操控中,操控信号(或许COMP信号)经过一个内部操控回路来操控电感器中的峰值电流,然后简化输出电压反应回路。可是,假如为了坚持稳定亮度调理LED中的电流,而不是输出电压,状况会怎么样呢?众所周知,实际上在补偿电源完结稳定性时,电流形式操控 (CMC) 可以消除电感器自身的频率呼应效应。而将输出电流用作反应信号乃至会使“封闭回路”愈加简略。图1显现的是一个经过高侧感测电阻器R3 直接驱动LED中电流的降压转换器,TPS54218,同步降压操控器。这个电流感测电压被电流感测监视器,INA193,扩大20倍,这样可显著地下降 R3中的功率耗散并提高功率。分流监视器的电流反应信号输出给电阻分压器 (R6/R8),这形成了到VSENSE的完好反应途径。

  

  装备为调理LED中稳定电流的同步降压转换器

  运算扩大器 (op amp) 可运用操控信号 (VCNTL) 调整LED电流。就其自身而言,操控器继续调理占空比和输出电流,以便在VSENSE引脚上坚持0.8V的电压。假如运算扩大器输出电压上升,它也会升高 VSENSE上的电压,所以操控器向下调理LED电流,以防止VSENSE上升。

  图是仿真操控回路的图1的简略SP%&&&&&%E模型。VC1是COMP引脚上的电压,直接驱动跨导增益为13的功率级(操控器更多的内部细节请拜见TPS54218数据表内的图31)。这个电流经过电感器和感测电阻器来直接驱动LED。需求留意的是,电感值和LED值的改变不会对呼应产生影响,这是因为电感器中的电流受到了操控。

  

  经简化的操控回路AC模型,以丈量增益和相位裕量

  分流监视器传递函数仅仅一个值为20的电压到电压增益,有一个挨近500kHz的高频极点(和缓冲器)。这个输出供给给R6/R8分压器,因为输出是直流电压,所以分压器在运算扩大器U3输出上接地。完结此反应回路的终究一个部分是降压转换器的内部跨导扩大器,它具有一个225uA/V的电压对电流增益。外部补偿组件C6从这个点 (V_COMP) 上接地。需求留意的是,V_COMP也是咱们回路仿真的起始点 (VC1)。回路增益是V_COMP引脚上测得的电压除以VC1上的注入扰动。所以,经过将VC1设定为1 Vac信号,回路增益终究便是V_COMP上测得的电压。

  图显现了VSENSE和V_COMP节点上测得的呼应。V_COMP代表回路增益和相位裕量,而VSENSE是功率级,这便是除补偿运算扩大器之外的整个回路。在这里最值得留意的一点是,VSENSE,最远到COMP%&&&&&%器C6之前的呼应,都是平整的。因为选用电流形式操控,功率级的呼应是平整的,而且只要分流监视器呼应在较高频率时开端细微下降相位。

  转换器回路增益和带宽的调理由C6独自设定。较小的C6值会因为其较高的阻抗而添加增益,而较大的值会减小增益。应该将增益值设置得足够低,以保证较好的稳定性,要防止将增益值推得过高。还有一些未包括在此模型中的其它二阶效应,比如斜坡补偿,会在较高频率时影响到增益和相位。别的,这个模型供给了一个超卓的一阶迫临法,而且深化调查了电流形式同步降压LED稳压器的回路增益。

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