【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制比 80dB，電源抑制比 100dB DIP塑封引 腳圖引腳功能圖 如下 圓形金屬殼封裝管腳 如下 LM358 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 周邊元器件選擇 電感選擇 : 在設(shè)計(jì) LED恒流源時(shí)為保持嚴(yán)格的滯環(huán)電流控制 ,電感必須足夠大 ,保證在 HO,ON 期間 ,能向負(fù)載供應(yīng)能量 ,避免負(fù)載電流顯著下降 ,導(dǎo)致平均電流跌到期望值以下 . 首先 ,我們來(lái)看一下電感的影響 ,假設(shè)沒(méi)有輸出電容 (COUT)的存在 ,這樣負(fù)載電流和電感電流完全一致 ,能更清楚地說(shuō)明電感的影響 .下圖給出了在輸入電壓的變化范圍內(nèi) ,電感值對(duì)頻率的影響 .可以看出 ,輸入電壓對(duì)頻率的影響很大 ,電感值在輸入低電 壓時(shí)對(duì)降低頻率有很大影響 .(注 :您的不一定是和參考圖完全一樣 ,我在此只是說(shuō)明問(wèn)題 ) 上圖是不同電感值下的頻率響應(yīng) .下圖說(shuō)明了電感減小時(shí) ,在輸入電壓的變化范圍內(nèi) ,負(fù)載電流的變化明顯增大 . 下圖給出了頻率根據(jù)不同的輸出電壓和不同的電感值的變化曲線 . 下圖 , 說(shuō)明了電感減小時(shí) ,在輸出電壓的變化范圍內(nèi) ,負(fù)載電流的波動(dòng)明顯增大 . LED 的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲 (audible noise,或者 microphonic noise).通常白光 LED 驅(qū)動(dòng)器都屬于開(kāi)關(guān)電源器件 (buck、 boost 、 charge pump等 ),其開(kāi)關(guān)頻率都在 1MHz 左右 ,因此在驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用中是不會(huì)產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲 .但是當(dāng)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)的時(shí)候 ,如果 PWM 信號(hào)的頻率正好落在200Hz 到 20kHz 之間 ,白光 LED 驅(qū)動(dòng)器周?chē)碾姼泻洼敵鲭娙菥蜁?huì)產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲 .所以設(shè)計(jì)時(shí)要避免使用 20kHz 以下低頻段 . 我們都知道 ,一個(gè)低頻的開(kāi)關(guān)信號(hào)作用于普通的繞線電感 (wire winding coil),會(huì)使得電感中的線圈之間互相產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng) ,該機(jī)械振動(dòng)的頻率正好落在上述頻率 ,電感發(fā)出的噪音就能夠被人耳聽(tīng)見(jiàn) .電感 產(chǎn)生了一部分噪聲 ,另一部分來(lái)自輸出電容 . 選擇電感感值大小在參考設(shè)計(jì)范圍左右最多的是您的經(jīng)驗(yàn)值 ,合適的選擇感值主要需要考慮的條件是線路工作在合適的頻率范圍、合適的開(kāi)關(guān)頻率減少 MOS 開(kāi)關(guān)次數(shù) ,減少 mos 發(fā)熱量、避免與同 PCB 線路同頻干擾 。選擇合適的電感內(nèi)阻 ,內(nèi)阻是電感發(fā)熱的主要因數(shù) ,從而提高線路效率 。選擇合適的電流值 ,有時(shí)體積和成本是制約主要因數(shù) ,但是還是要大于峰值電流的 2倍 (通常在 65%),就算在板級(jí)空間十分珍貴的情況下也要保證 30%預(yù)留空間余量 ,這樣可以有效的減小內(nèi)阻 ,減小發(fā)熱量 。質(zhì)量不好、繞制松 散電感器件也會(huì)有噪聲 。未屏蔽的電感在金屬外殼安裝時(shí)會(huì)發(fā)生線路震蕩頻率改變 ,從而產(chǎn)生噪聲 ,這時(shí)需要將電感屏蔽 。另外 ,當(dāng)被屏蔽干擾信號(hào)的波長(zhǎng)正好與金屬機(jī)殼的某個(gè)尺寸接近的時(shí)候 ,金屬機(jī)殼很容易會(huì)變成一個(gè)大諧振腔 ,即 :電磁波會(huì)在金屬機(jī)殼內(nèi)來(lái)回反射 ,并會(huì)產(chǎn)生互相迭加 . 為了獲得最佳的效率 ,應(yīng)選用鐵氧體磁芯電感器 .應(yīng)選擇一個(gè)能夠在不引起飽和的情況下處理必須的峰值電流的電感器 ,確保該電感銅線低的 DCR(銅線電阻 ).以便減小 I2R 功耗 .切記電感銅線絕緣層耐不了 160 度或長(zhǎng)時(shí)間高溫溫度環(huán)境 ,SMT 有時(shí)也會(huì)有影響 ,會(huì)使得電 感感值發(fā)生嚴(yán)重變化 ,要仔細(xì)了解供應(yīng)商產(chǎn)品溫度忍耐限度要求 . 輸出電容器件選擇 : 輸出可同時(shí)使用輸出電容以達(dá)到目標(biāo)頻率和電流的精確控制 .電容能在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)減小頻率 ,一個(gè)小的 的電容就能顯著減小頻率 .電流的調(diào)整也能因?yàn)殡娙葜档脑黾佣玫礁纳?.從下面圖片可以很容易看到 ,圖上存在一個(gè)拐點(diǎn) ,再增加電容值 ,對(duì)操作頻率和輸出電流的調(diào)整影響不大 . 增加輸出電容 (COUT),從本質(zhì)上來(lái)說(shuō) ,是增加了輸出級(jí)所能儲(chǔ)存的能量 ,也就意味著能供應(yīng)電流的時(shí)間加長(zhǎng)了 .因此通過(guò)減慢負(fù)載的 di/dt 瞬變 ,頻率 顯著減小 .有了輸出電容 (COUT)之后 ,電感的電流將不再和負(fù)載上看到的電流保持一致 .電感電流仍將是完美的三角形的形狀 ,負(fù)載電流有相同的趨勢(shì) ,只不過(guò)所有尖銳的拐角都變得圓滑了 ,所有的峰值明顯減小 ,如下圖所示 . 應(yīng)用設(shè)計(jì)在輸出端上采用低 ESR(等效串聯(lián)電阻 )陶瓷電容器 ,以最大限度的減小輸出波紋 .采用 X5R 或 X7R 型材料電介質(zhì) ,這是與其它電介質(zhì)相比 ,這些材料能在較寬的電壓和溫度范圍內(nèi)維持其容量不變 .對(duì)于大多數(shù)高的電流設(shè)計(jì) ,采用一個(gè) 10uF輸出電容就足夠了 .具有較低輸出電流的轉(zhuǎn)換器只需要采用一個(gè) 1至 的輸出電容器 . 輸入電容器的選擇 : 一般在驅(qū)動(dòng) IC 輸入設(shè)置一顆電容 ,主要是解決線路開(kāi)關(guān)頻率對(duì)供電部分的 EMI問(wèn)題 .有時(shí)大家會(huì)誤認(rèn)為是電源濾波而設(shè)置 ,事實(shí)并非這樣 .因其整流二極管廣泛使用 ,價(jià)格變得非常低廉而穩(wěn)定 ,集成到 IC 內(nèi)部沒(méi)有成本優(yōu)勢(shì) ,所以大多將整流濾波部分不予整體考慮 . 如果采用電解電容提供了附加的旁路或輸入電源阻抗很 低 ,則采用一顆較小的價(jià)格低的 Y5V 電容器也會(huì)有很好的效果 .一般恒流器件會(huì)有非?？斓纳仙拖陆禃r(shí)間的脈沖從輸入電源吸收電流 .輸入電容器未了減小輸入端的合成電壓紋波 ,并強(qiáng)制該開(kāi)關(guān)電流進(jìn)入一個(gè)嚴(yán)密的本機(jī)環(huán)路 ,從而最大限度的減低 在開(kāi)關(guān)頻率條件下必須具有低阻抗 ,以高效的完成這項(xiàng)工作 ,而且 ,它必須具有一個(gè)足夠的額定紋波電流 .通常紋波電流不會(huì)大于負(fù)載電流的 1/2 倍 . 陶瓷電容器小尺寸和低阻抗 (低的等效串聯(lián)電阻或 ESR)特征而成為優(yōu)選方案 .低的 ESR 產(chǎn)生了非常低的電壓紋波 ,與數(shù)值相同的其它電容器類型相比 ,陶瓷電容器能夠處理更大的波紋電流 .應(yīng)選用 X5R或 X7R型介質(zhì)陶瓷電容器 .可以選用參考值多于 1/3 容值的電解電容器代替 ,但是體積和壽命等因數(shù)并不是很合適與 LED匹配 .鉭電容會(huì)因浪涌電流過(guò)大易出現(xiàn)故障 ,也不建議在此使用 . 肖特基二極管選擇 : 通常開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換型 LED恒流驅(qū)動(dòng) IC在 mos管關(guān)斷期間傳到電流 ,所選擇二極管反向耐壓要針對(duì)線路最高輸出電壓脈沖值來(lái)確定 ,要大于這個(gè)值 .二極管的正向電流不必與開(kāi)關(guān)電流限值相等 .流經(jīng)二極管的平均電流是 If 是開(kāi)關(guān)占空比的一個(gè)函數(shù) ,因此應(yīng)選擇一個(gè)正向電流 IF=I*(1D)的二 極管 .通常二極管在功率開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)傳到電流占空比通常小于 50%,選擇電流值與驅(qū)動(dòng)電流相等即可 .如果需要采用 PWM調(diào)節(jié)灰度 ,則需要考慮 PWM低電平期間來(lái)自輸出的二極管泄漏 (有氣在熱點(diǎn)上 ),這一點(diǎn)或許也很重要 . 升壓型轉(zhuǎn)換器中的輸出二極管在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間流過(guò)電流 ,二極管要承受反向電壓等于穩(wěn)壓器輸出電壓 .正常的工作電流等于負(fù)載電流 ,峰值電流等于電感峰值電流 . Id(二極管電流 )=Il(電感電流 )=(1+X/2)*Iout(最大電流 )/1Dmax 二極管消耗功率為 : Pd=Iout(最大 )*Vd 保持較 短的二極管引線長(zhǎng)度并遵循正確的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)布局 ,以免振鈴過(guò)大和功耗增大 .耐壓不是越高越好 ,是要合適 ,高耐壓肖特基二極管 Vf 值也會(huì)高些 ,功耗會(huì)大 ,價(jià)格也會(huì)高 .相對(duì)耐壓大電流的型號(hào) Vf 值會(huì)低些 ,成本也會(huì)稍有增加 ,沒(méi)有成本壓力可以考慮 . 經(jīng)?？梢允褂玫亩O管可以是 : IN5817 1A 20V IN5819 1A 40V CMSH160M 1A 60V CMSH1100M 1A 100V BYV26A 200V BYV26B 400V BYV26C 600V BYV26D 800V B220 2A 20V B240 2A 40V B2100 2A 100V B320 3A 20V UPS340 3A 40V SBM430 3A 40V 8ETU04 8A 400V LED 恒流驅(qū)動(dòng)器件 MOSFET 選擇 ! 常用的是 ,應(yīng)用較為廣泛 ,也符合 LED 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)要求 .所以開(kāi)關(guān)電源和 LED恒流驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中 ,一般都用 ,也多以 NMOS為主 . 功率 MOSFET 的開(kāi)關(guān)特性 :MOSFET 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流的 ,因此它的一個(gè)顯著特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單 ,驅(qū)動(dòng)功耗小 .其第二個(gè)顯著特點(diǎn)是開(kāi)關(guān)速度快