基于MAX16802的白光LED驱动电路
反激型白光LED驱动器比较通用,因为该结构可以用于输入电压高于或低于所要求的输出电压的领域。此外,当反激电路工作在非连续电感电流模式时,能够保持白光LED电流恒定,无需额外的控制回路。MAX16802是高度集成PWM控制的白光LED驱动器。
1、 MAX16802的主要技术特性
MAX16802的主要技术特性如下:
① 10.8~24V的输入电压范围。
② 为单只3.3V白光LED供电,提供350mA(典型值)电流。
③ 阳极对地的最大开路电压为29V(典型值)。
④ 262kHz开关频率。
⑤ 逐周期限流。
⑥ 通断控制输入。
⑦ 允许使用低频PWM信号调节亮度。
⑧ 可以调整电路以适应驱动多种形式的串联、并联LED配置。
2、 MAX16802的主要特点
MAX16802的主要特点如下:
① 高的集成度使其所需的外围元件很少。
② 开关频率高达262kHz。
③ 采用微小的8引脚μMAX封装。
④ 较小的检流门限值可降低损耗。
⑤ 相当精确的振荡频率,有助于减小白光LED电流的变化。
⑥ 片上电压反馈放大器,可用于限制输出开路电压。
3、 电路拓扑
开环非隔离型反激白光LED驱动器非常通用,而且使用方便。它具有以下优点:
① 无需外部控制环路即可调节白光LED的电流。
② 非连续电感电流传输可降低EMI。
③ 开关导通损耗较低。
④ 电路设计流程简单。
⑤ 白光LED的电压可高于或低于输入电压。
⑥ 输入电压范围较宽。
⑦ 可以方便地接入PWM亮度调节信号。
开环非隔离反激白光LED驱动器存在以下缺点:
① 白光LED电流受元件容限的影响,例如电感和检流比较器传输延迟。
② 非连续电感电流工作模式使该拓扑结构适合于低功耗应用。
4、 电路设计
开环非隔离型反激白光LED驱动器设计中最重要参数是白光LED的电流,高亮度白光LED的工作电流一般为几百毫安。为了延长白光LED的工作寿命,电流必须保持恒定(电源从本质上说是一个电流驱动器),可以通过几种方案实现。其中,一个简单而且低成本的解决方案是,采用专用的MAX16802电流模式PWM控制器。给定白光LED参数为:ILED=350mA,VLED=3.3V,VINmin =10.8V,VINmax=24V。计算最小输入电压下最佳占空比的近似值:
(1)
式中:Rb为整流器的电阻值,与应用电路中R11的阻值相同,在本应用中设定为1Ω;VD为整流二极管VD1的正向压降。
将已知数值代入上式,得
don =0.291
峰值电感电流的近似值为:
(2)
式中:Kf为临界“误差系数”,设为1.1。
将已知值代入上式,得
Ip=1.058A
计算所需电感的近似值,并选择小于并最接近于计算值的标准电感:
(3)
式中:L为应用电路中L1的电感量:f为开关频率,为262kHz。
将已知值代入上式,得
L=10.566μH
低于该值且最接近的标准值为10μH。通过反激工作过程传递到输出端的功率为
(4)
输出电路的损耗功率等于
(5)
根据能量守恒原理,式(4)和式(5)应该相等,即可得到一个更精确的峰值电感电流:
(6)
式中:L为实际选择的标准电感值。
将已知数值代入上式可得
Ip=1.037A
MAX16802的典型应用电路如图1所示,检流电阻由R9和R10并联构成,电压检测分压电阻由R6和R7组成。MAX16802的限流门限电压为291mV。因此选择R9、R10、R6和R7,满足所计算的电感峰值电流。因为电路存在寄生效应,所以电阻R7的阻值需要进行适当调整,以得到期望的电流。

图1 MAX16802R 典型应用电路
控制LED亮度最好的办法是通过一个低频PWM脉冲调制LED电流。使用这种方法,LED电流根据占空比的变化保持幅度恒定,使LED发出的光波波长在整个调节范围内保持不变。
