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    基于MAX16802的白光LED驱动电路

     
    发布商:Maxim 2007年12月12日

            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。