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基于DC／DC开关稳压器的大功率LED恒流驱动设计
发布时间:2017-12-10 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]
从式(1)、(2)看出，采样电阻RS将电流的变化转化为电压的变化，DC／DC开关稳压器根据变化的量，通过调整相关控制参数，调节其输出电压电感厂家，从而达到恒流的目的。
2 改进方案
DC／DC开关稳压器内部集成的常见的基准电压有1．23 V、1．25 V、2．5 V和5 V等，若按图2所示，设计成恒流源给工作电流为350 mA的单颗1 W的白光LED供电时，以准电压为Vref=1．23 V为例，采样电阻上的损耗为1．23x0．35=0．430 5 W，忽略DC／DC变换器及其他损耗，电源的最高效率为η=
，若为工作电流为700 mA的单颗3 W的白光LED供电时，采样电阻上的损耗则更大。为了降低功耗，提高效率，应该尽量选用小阻值采样电阻，但采用小阻值的采样电阻后，图2中的反馈电压Vref变小，输出电流不能达到理想值，为了满足需求，提高电路电感公式对输出电流变化进行控制的灵敏度，提高恒流精度，需要增加放大电路对采样信号放大，如图3所示。
当电路进入恒流工作状态时，输出电流Iout满足式(3)：
一般来说，运算放大器的增益都能做到很大，这样电路中就可以采用很小的采样电阻，从而达到降低损耗、提高效率的目的。假设采样电阻采用0．1 Ω，同样为工作电流为350 mA的单颗1 W的白光LED供电时，在采样电阻上的损耗为0．012 25 W。一般来说，通用的运算放大器的工作电流和最大工作电压分别在1 mA和30 V左右，加上运算放大器及其附属电路的损耗，增加的电路的总损耗大约0．05 W左右，忽略DC／DC变换器及其他损耗，效率最高可达
，效率明显提高。
将式(3)变换得出：
由式(4)可以看出，合理设置电阻Rf、R1和Rs的值，即可获得所需的输出电流值，并能获得理想的效率。
3 设计实例
目前，在市面上可以找到很多价格低廉、性能优良的可调输出的DC／DC单片集成开关稳压器或者控制器，如LM2577-ADJ、LM2596-ADJ、LT工字电感1086-ADJ、TL494、MC34063等，LM2596-ADJ是LM2596中可调输出电压的电源管理单片集成电路，内部集成固定频率发生电路以及频率补偿电路，最大输出电流可达3 A，具有功耗小(待机电流仅80μA)、效率高、过热工字电感器保护和限流保护功能、很好的线性和负载调节、外围电路简单等特性。图4所示是基于LM2596-ADJ的LED开关恒流稳压电源。
该电路中，含有电压控制环路和电流控制环路两个环路。电压控制环路由运算放大器U2A、R1、R5组成，用于控制电源的最大输出电压，其输出电压Vout由式(5)表示。
式(5)中，Vref=1．23 V，VD=0．4 V。由式(5)可以看出，改变R1和R5的参数就能改变最大输出电压的值。在LED驱动电路的实际应用中，Vout应高于实际的负载电压，并且负载电压Vload应满足式(6)，电源才能自动工作于恒流工字电感器模式。
电流控制环由运算放大器U2B、R7、R3、C2、R6、R2、C5组成。电源的输出电流Iout由式(7)表示。
由式(7)看出，改变R2、R6或者R7的值，即可改变输出电流的值。当输出电流较大时，R7可以采用阻值更小的电阻，以降低功耗。
Q1、R4、C5、ZD1构成运算放大器的供电稳压电路，保证给运算放大器的供电电压不超过其最大允许工作电压。
D6、D7组成电压反馈环路和电流反馈回路自动切换控制电路。当电源工作在恒压模式时，由于负载电流小，U2B的输出电压V2小于U2A的输出电压V1，此时D6导通，D7截止，U2B的输出不影响U2A的输出；当负载电流增大到设定值时，U2B的输出电压V2大塑封电感于U2A的输出电压V1，此时电源自动切换到恒流模式，D7导通，D6截止，U2A的输出不影响U2B的输出。2个控制环路中，同时只有一个控制环路起主导控制作用。当电压控制环路起主导作用时，输出电压不随负载电流的变化而变换，保持恒定值，相当于恒压源；当电源输出电流增大，达到设定值时，电源自动转入恒流模式，电流控制环路起主导作用，输出电压随负载的变化而变换，输出电流值保持恒定，相当于恒流源。关于“印刷原理"课程和“印刷工艺"课程建设的 将“印刷原理及工艺”课程分立为“印刷原理” 和“印刷工艺”两门课程足印刷工程专业课程建设 的重大改革。特别是2007年、2008年印刷
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