開關式升壓變換器驅(qū)動白光LED電路圖
出處:pmf011 發(fā)布于:2010-12-03 00:00:00 | 1903 次閱讀
白光LED的應用使閃光燈進入了更新的應用領域,其所顯出的可靠性、耐久性及白光LED功耗控制能力使白光LED在閃光燈中極具吸引力。在采用白熾燈時,對器件的電源管理只是簡單的開關切換。然而白光LED不能直接采用閃光燈中的電池進行工作,因為它要求的電壓是介于2.8~4V之間的,而相比之下電池電壓只有1.8~3V。
采用開關升壓變換器驅(qū)動白光LED的電路如圖1所示。升壓變換器TPS6200x可以產(chǎn)生白光LED所需要的高電壓。其內(nèi)部升壓功率級可連接VIN與PGNO,從而為輸出引腳L提供電流。此電路通過打開輸出端開關進行工作,從而可以連接至電感器L1上的電池端。一旦電感器L1儲存了足夠的能量,輸出端開關即關閉,電感器儲存的能量轉(zhuǎn)移到輸出電容器C1。由于輸出端與輸入端的開關是MOSFET,因此壓降低于二極管方案,從而可以實現(xiàn)高的效率。變換器TPS6200x通過檢測電阻器監(jiān)控流經(jīng)白光LED的電流,同時將檢測電壓與變換器TPS6200x中的內(nèi)部0.45V參考電壓進行對比,以實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能(電流與照度是檢測電阻器端電壓的函數(shù))。雖然TPS6200x的內(nèi)部參考電壓比其他大多數(shù)變換器的電壓要低,但也會造成功率損耗。在采用的白光LED電壓為2.8~4V時,效率會降低10%~14%。故應通過降低電阻器值,并采用放大器實現(xiàn)低電壓以降低這種損耗。

圖1 采用開關升壓變換器驅(qū)動白光LED的電路
圖2給出了有無電阻檢測電路的效率曲線。從圖中可以看出,電路的工作效率在正常的電池電壓范圍內(nèi)可達到80%以上,但是隨著電池電壓降低到接近終止電壓時,效率會降低。在無電阻檢測,且高輸入電壓時,效率接近95%;而在低輸入電壓時,效率將降低到80%。曲線的趨勢源自兩個相關的效應:一是在高輸入電壓時,輸入電流和開關電流較低,因此傳導和開關損耗較低;二是與自耦變壓器極其類似,升壓功率級不處理總輸入功率。功率級處理的功率量與升壓電壓相關,或者與輸入電壓和白光LED電壓之間的壓差相關。在此設計中,白光LED的電壓大約為8.7V,因此,在8.2V的高壓線路上,功率級只處理功率的13%[(8.7~8.2)/8.7]。在電流高得多的低壓線路上,功率級可以處理4倍功率,也就是說要處理50%的功率。

圖2 電路的效率曲線
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