概述
本参阅规划针对便携式投影仪的6A降压型LED驱动器,参阅规划依据PWM HB LED驱动器MAX16821,该电路可驱动一个LED;驱动RGB三色LED时需求运用三片MAX16821。
LED驱动器标准
输入电压规模(VIN):10V至15V 。
输出电压(VLED):4.5V至6V。
输出电流(ILED):1.5A至6A,可模仿操控 。
模仿操控电压:1.1V至2.8V,对应1.5A至6A。
最大LED导通占空比:50% 。
最大LED电流上升/下降时刻:< 1us 。
最大LED电流纹波:6A时,< 15% 。
输入
Vin (J1和J2接VIN+,J3和J4接GND):10V至15V输入电源。
通/断操控(J8):浮空或衔接到+5V,使能驱动器;J8短路时制止电路板作业。
PWM输入(J7):PWM调光输入,衔接一个起伏为3V至5V的PWM信号。为了确保PWM输入能够驱动Q1和Q7,信号源在驱动300pF负载时,上升/下降时刻应小于500NS。因为输出信号的上升/下降时刻操控在1?s以内,任何周期为1?s的3至4倍的PWM信号都能够运用。
LED电流操控(J6):LED电流调理输入。加载1.1V至2.8V电压,能够在1.5A至5A规模调整LED电流。
输出
LED+ (J9、J10):接LED阳极。
LED- (J11、J12):接LED阴极。
电感电流输出(J5):供给一个与LED电流成份额的信号。OUTV电压为R9电压的135倍。
图1 MAX16821 LED驱动器电路板
图2 LED驱动器电路板原理图(点击扩大)
电路阐明
LED驱动器对10V至15V输入电源电压进行降压转化,恒流驱动一个正导游通电压为4.5V至6V的LED。运用MAX16821 PWM HB LED驱动器完成降压转化。因为均匀电感电流等于LED电流,能够经过操控均匀电感电流恒流驱动LED,开关频率经过电阻R6 (200kΩ)设置为300kHz。
电路包括两个操控环路:内部电流环路依据外部电压环路的输出操控电感电流;外部电压环路设置内部电流环路,终究操控LED电流。外部电压环路监测OUTV引脚,U1的输出发生EAOUT信号。EAOUT信号操控内部电流环路,即操控电感电流。
模仿LED电流操控
运算扩大器U1承受1.1V至2.8V的模仿输入,驱动MAX16821的SENSE+输入引脚,在1.5A至6A规模内调理LED电流。当LED电流到达6A时,衔接到U1的参阅电压和电阻分压器在U1输出端发生大约20mV (高于VOL的最差值)的电压。2.8V的模仿操控输入发生该输出电压。LED电流上升到6A时,R1和R22构成的电阻分压器将OUTV的电流检测信号分压,发生一个很小的电压叠加在U1输出端;由R1和R22生成的电压等于SENSE+输入端100mV的外环参阅电压。留意,OUTV信号是R9、R18电流检测信号扩大后的电压,扩大倍数为135V/V。跟着模仿操控输入电压从2.8V开端下降,U1的输出电压从20mV开端线性增大。U1输出电压的升高,使SENSE+输入在较低的LED电流下到达100mV。当模仿操控输入降至大约1.1V时,U1输出增加到80mV,LED电流降至1.5A。
PWM调光
在PWM处于封闭状况时,LED输出端的MOSFET Q9导通,LED短路。LED电流降至零,详细取决于Q1的导通时刻(本规划中远远小于1?s)。PWM处于封闭期间始终坚持电感电流。PWM开端导通时,Q1封闭,电感电流对输出电容充电。输出电压一旦到达LED的开端导通电压,LED电流开端上升。LED电流从0A上升到满幅值的时刻取决于几个要素:电感电流、输出电容以及LED的正导游通电压的改变。本参阅规划仅在LED电流设定为6A时满意< 1?s LED敞开时刻的要求。如需在下降的电流时得到快速的LED敞开时刻,可增大电感值并减小输出电容。
反应补偿
电阻R2和R23约束高频电流环路的增益,补偿次级谐波振动。在电流环路传输函数中远远低于单位增益频率的方位设置一个零点,既能够确保在低频区有满足的增益,又能够确保电感电流的差错十分小。使用C1、C19构建该零点。在PWM封闭、导通时,Q1和Q2替换衔接到RC网络,完成补偿。本规划可坚持C1、C19的电量,使PWM呼应愈加敏捷。
因为直接丈量电感电流,驱动电路的传输函数中没有输出极点。外部电压环路简化成一个单极点体系,而电压差错扩大器在设定频率规模内确认这仅有极点。为了防止两个反应环路彼此搅扰,C21和C22将外部环路的单位增益频率降至电流环路单位增益频率的十分之一。Q7和Q10坚持补偿电容的电荷,确保在PWM脉冲改变时,电压差错扩大器的输出能立刻切换至所要求的数值。电阻R24、R25可防止Q7和Q10状况改变发生的电荷注入而导致的C21、C22充/放电。