【導(dǎo)讀】逐漸在照明領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，已經(jīng)開始替代白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明光源，大功率白光LED產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展有力地推動(dòng)了。LED驅(qū)動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)，孕育著巨大的商機(jī)。論文在簡(jiǎn)要介紹大功率LED的發(fā)光特性、伏安特性及其驅(qū)動(dòng)方案的基礎(chǔ)上，的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種基于PWM調(diào)制型Buck模式開關(guān)電源恒流驅(qū)動(dòng)電路原理，利用LT3755芯片驅(qū)動(dòng)大功率白光LED的設(shè)計(jì)電路。人們普遍認(rèn)為大功率照明LED是第四代光源。源和保護(hù)環(huán)境已成為社會(huì)發(fā)展的共識(shí)。開發(fā)應(yīng)用節(jié)能環(huán)保的工業(yè)產(chǎn)品已在人類社。會(huì)各個(gè)行業(yè)展開。千瓦時(shí)以上，占總用電量的12%左右。劇，將使我國(guó)的供電勢(shì)態(tài)和環(huán)境與生態(tài)保護(hù)的現(xiàn)狀日益嚴(yán)峻。作為新一代照明光源，白光LED與傳統(tǒng)照明光源相比，具有如下優(yōu)勢(shì)：。50~70lm/W，鈉燈的光效為90~140lm/W，LED的光效經(jīng)改良后可達(dá)50~200lm/W，之一，熒光燈的二分之一。全球的白熾燈和熒光燈都被白光LED取代的話，將節(jié)約38座核電站的發(fā)電量。同時(shí)由于照明LED的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得其本身沒。6環(huán)保：照明LED廢棄后易回收處理。

　　

【正文】 T 驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓電源。 VIN 供應(yīng)調(diào)節(jié)至 7V（典型值）。必須 F 的旁路電容。如果 VIN 總是小于或等于 7VINTVCC 直接 VIN 相連。 VIN：輸入電源引腳。必須 F（或更大）旁路電容。 ：控制回路電流檢測(cè)。此引腳開關(guān)電流檢測(cè)電 阻， RSENSE 連。檢測(cè)電阻連接到 GND。 圖 42 LT3755 結(jié)構(gòu)框圖 GATE： N 溝道 FET 的柵極驅(qū)動(dòng)輸出。 PWMOUT： PWM 信號(hào)的緩沖。該引腳還FB 過壓條件下。：電壓回路反饋引腳。 FB 用于恒定電壓調(diào)節(jié) LED 開路檢測(cè)。通過 /DC 轉(zhuǎn)換器內(nèi)部跨導(dǎo) （額定）。：電流反饋電阻連接。輸入偏置電流典型為 20μ A。 3V 以下，：電流反饋電阻正連接。該管腳輸入偏置電流典型 30μ A。小于 具有短路電流保護(hù)功能。 VC：跨導(dǎo)輸出引腳用于穩(wěn)定與一個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)的電壓回路。 PWM 為低該引腳為高阻 抗。引腳 GND 之間通過一個(gè)電容相連，一個(gè)電阻與電容串聯(lián)快速瞬態(tài)響應(yīng)。：電流檢測(cè)門限調(diào)整引腳。調(diào)節(jié) VISN 閾值。線性范圍從 GND。不要這個(gè)引腳開路。 Exposed Pad：。 LT3755 是一個(gè)恒定頻率電流模式控制器。 INTVCC提供的內(nèi)部調(diào)節(jié) 7V 電源來驅(qū)動(dòng)一個(gè)低壓側(cè)外部 N 溝道 MOSFETGATE 引腳以及PWMOUT 引腳。正常 PWM 引腳低， GATE 和 PWMOUT 引腳為 0V， VC 高阻抗外部補(bǔ)償電容存儲(chǔ)開關(guān)狀態(tài)， ISP 和 ISN 引腳偏置電流降低到泄漏。當(dāng) PWM 引腳變高， PWMOUT 經(jīng)過短暫的延遲。同時(shí)內(nèi)部 振蕩器，打開外部功率 MOSFET 開關(guān)（變高）。開關(guān)電流成比例的電壓外部 SENSE 和 GND 輸入引腳電流檢測(cè)電阻，一個(gè)穩(wěn)定的斜率補(bǔ)償和開關(guān)電流檢測(cè)信號(hào)反饋到 PWM 比較正極。當(dāng)開關(guān)電流檢測(cè)電壓超過了，鎖存器復(fù)位開關(guān)關(guān)閉。在，電感電流下降。在每個(gè)振蕩周期，斜率補(bǔ)償返回他們的。通過這種，控制開關(guān)的，以調(diào)節(jié)負(fù)載的電流或電壓。是 ISP 和電壓，而 CTRL引腳設(shè)置。在這種方式下，誤差放大器設(shè)置的峰值開關(guān)電流調(diào)節(jié) LED 電流。如果誤差放大器輸出增加，如果減少。 SENSE 引腳開關(guān)電流電壓不超過 100mV 的電流限制閾值（典型值 ）。如果 SENSE 引腳超過電流限制閾值時(shí)，無論 PWM 比較器輸出狀態(tài) SR 鎖存器復(fù)位。同樣， ISP /共模電壓低于 3V 時(shí)，監(jiān)測(cè) ISP 和之間的，以確定是否輸出短路。如果 ISP 和之間的大于 150mV（典型值）， SR 鎖存器被復(fù)位。這些功能是為了保護(hù)電源開關(guān)以及 /DC 轉(zhuǎn)換器電源路徑各種外部元件。電壓反饋模式，除了 VC 引腳的電壓 （額定）和 FB 引腳。如果 FB 比基準(zhǔn)電壓低，開關(guān)電流將增加，如果 FB 比基準(zhǔn)電壓高，開關(guān)電流將減少。 LED 電流檢測(cè)反饋不會(huì)超過 CTRL 引腳設(shè)置的閾值。要完全關(guān)閉電壓回路，連接到 GND。要完全 關(guān)閉 LED 電流回路，電壓反饋引腳。首先，當(dāng) FB 引腳電壓 50mV 以下（ FB 閾值電壓，引腳下拉驅(qū)動(dòng)程序被激活。此功能提供了一個(gè)狀態(tài)指示負(fù)載可能斷開恒定電壓反饋回路控制開關(guān)穩(wěn)壓器。當(dāng) FB 引腳 60mV 以上（ FB 閾值電壓， PWM 輸入狀態(tài) PWMOUT 引腳驅(qū)動(dòng)低電平。在 PWMOUT 引腳驅(qū)動(dòng)一個(gè)斷開 NFET 情況下。如果FB 輸入超過 LED 開路和過壓（ OV）閾值，并鎖定，直到 FB 引腳這兩個(gè)閾值。 寬范圍內(nèi)變動(dòng)的電池電壓作為工作電源能夠恒定和受控的 LED 電流。恒定彩色條件下的高調(diào)光比（ PWM 調(diào)光）、低電流消耗、高效率、短路保護(hù) 和開路 LED 保護(hù)等 圖 43 設(shè)計(jì)電路原理圖 通過外部電流采樣電阻來設(shè)定 LED的峰值電流， LED的峰值電流由連接在 ISP和 ISN 引腳之間的電流采樣電阻決定。 CTRL 引腳與 VREL 引腳相連，穩(wěn)定工作時(shí)ISP 和 ISN 引腳之間的電壓差為 100mV，所以通過 LED 的正向電流為： 41 引腳用來關(guān)閉整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)該引腳電壓下降到 以下時(shí)，即 42 驅(qū)動(dòng)電路關(guān)閉。當(dāng)輸入電壓上升到 43 時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路重新啟動(dòng)，達(dá)到欠壓保護(hù)功能。 2uA 和 20mV 為該引腳的靜態(tài)電流和電壓。 ISP 和共模電壓低于 3V 時(shí)， ISP 和之間的大于 150mV， SR 鎖存器被復(fù)位。 SS引腳通過一個(gè)外部電容與地相連，使得啟動(dòng)時(shí) SS 端電壓緩慢上升，這樣 LED 的電流也緩慢上升，從而實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。軟啟動(dòng)的時(shí)間和外接電容的關(guān)系為： 44 軟啟動(dòng)電容的典型值為 。 在 LED 的兩端并聯(lián)一個(gè)電容，連接方式如上圖所示，以減少輸出電流紋波。適當(dāng)?shù)脑龃筝敵鲭娙菘梢砸种聘嗟募y波。 需要注意的是輸出電容不會(huì)影響系統(tǒng)的工作頻率和效率，但是會(huì)影響系統(tǒng)啟動(dòng)延時(shí)以及調(diào)光頻率。這里選擇 C3 。 RT 引腳通過一個(gè)電阻 RT 與地連接，控制開關(guān)頻率。開關(guān)頻率應(yīng)為 100Hz 或更高，這樣普通人眼在低照度條件下（此時(shí)照明燈將很有可能處于工作狀態(tài)）就不會(huì)察覺到它。 LED 串的亮度可以簡(jiǎn)單地通過降低流經(jīng) LED 的電流來減弱。通過減小恒定電流（模擬調(diào)光）或在 滿電流條件下以的方式使 LED 電流斷續(xù)地導(dǎo)通和關(guān)斷（ PWM 調(diào)光）。 PWM 調(diào)光顯然要比模擬調(diào)光復(fù)雜，但它具有一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)，即： PWM 調(diào)光保持了相同的 LED 彩色（這與亮度無關(guān)），而當(dāng)采用模擬調(diào)光時(shí)，LED 的發(fā)光顏色會(huì)發(fā)生變化。這是因?yàn)樗?LED 的彩色都會(huì)隨著工作電流的變化而改變。在 PWM 調(diào)光中，亮度是通過以某種恒定頻率來接通和關(guān)斷 LED 進(jìn)行控制的。重要的是應(yīng)采用一個(gè)足夠高的頻率（≥ 100Hz），這樣人眼就不會(huì)察覺到閃爍。調(diào)光是通過改變占空比來實(shí)現(xiàn)的。雖然在任何給定的時(shí)刻流過 LED 的實(shí)際電流是零或完全導(dǎo)通，但調(diào)整 占空比將有效地改變流過 LED 的平均電流。 PWM 調(diào)光的頻率應(yīng)為 100Hz 或更高 120Hz，如圖 45 所示，可實(shí)現(xiàn) 1000： 1雖然可以增加 PWM 調(diào)光頻率，但最大 PWM 調(diào)光比將成比例地減小。較高的 DC/DC轉(zhuǎn)換器開關(guān)頻率也可提供較高的 PWM調(diào)光比 LT3755 Buck結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電路的效率可高達(dá) 90%。這一點(diǎn)了所有電源組件的散熱需求從而組成一個(gè)占板面積非常緊湊的方案。 圖 47 設(shè)計(jì)實(shí)物圖 第五章 總 結(jié) 根據(jù)大功率 LED 的發(fā)光特性可以看出，需要控制其平均電流來控制其亮度，從其 IV 特性可以看出，電壓的較小變化將引 起其電流的較大變化。要控制 LED的亮度，驅(qū)動(dòng)器必須提供準(zhǔn)確恒定的平均電流。在當(dāng)前汽車、工業(yè)、民用照明系統(tǒng)中， LED 照明應(yīng)用將前所未有地加速增長(zhǎng)導(dǎo)致對(duì)大電流 LED 驅(qū)動(dòng)器集成電路了很多非常具體的性能要求 LED 驅(qū)動(dòng)器必須提供恒定電流在輸入電壓或 LED 正向電壓變化時(shí)保持一致的亮度而且必須以高效率工作。 LED 的發(fā)展背景和意義以及發(fā)展簡(jiǎn)介和發(fā)光原理；對(duì)白光 LED 的連接方式進(jìn)行了分析和比較；分析研究了白光 LED 恒流驅(qū)動(dòng)的各種模式，重點(diǎn)闡述了開關(guān)電源 Buck 拓?fù)涞幕竟ぷ髟恚敿?xì)分析了 PWM 調(diào)制型開關(guān)電源電流控制模式 和電壓控制模式的優(yōu)缺點(diǎn)；綜合考慮設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、低電流消耗、高效率、短路保護(hù)、開路 LED 保護(hù)和高調(diào)光比（ PWM調(diào)光）等 PWM 調(diào)制型 Buck 模式開關(guān)電源恒流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)大功率白光 LED 的設(shè)計(jì)電路。 本論文電路設(shè)計(jì)部分根據(jù) Buck 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， PWM 調(diào)制型電流控制模式的原理，采用 LT3755 芯片，可設(shè)定振蕩頻率和調(diào)節(jié)發(fā)光亮度，輸入電壓為 15~40V，輸出峰值電流為恒定的 ，可驅(qū)動(dòng)一個(gè)大功率 LED 串，具有 1000:1 的恒定彩色條件下的高調(diào)光比（ PWM 調(diào)光）、低電流消耗、高效率、短路保護(hù)和開路 LED 保護(hù)等效率高達(dá) 9%以 上，可以把整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路集成在緊湊的 IC 板上，減輕了對(duì)散熱問題的擔(dān)憂。整個(gè)設(shè)計(jì)在照明領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。 由于時(shí)間與水平所限，這個(gè)課題的研究盡管取得了一些的成果，但很多工作做得不夠細(xì)，比如平均電流不恒定，存在電流擾動(dòng)等，還需要進(jìn)一步開展研究。 參考文獻(xiàn) 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