分析便攜式投影儀6A RGB LED驅動器參考設計方案
PWM調光
在PWM處于關閉狀態時,LED輸出端的MOSFET Q9導通,LED短路。LED電流降至零,具體取決于Q1的導通時間(本設計中遠遠小于1?s)。PWM處于關閉期間始終保持電感電流。PWM開始導通時,Q1關閉,電感電流對輸出電容充電。輸出電壓一旦達到LED的起始導通電壓,LED電流開始上升。LED電流從0A上升到滿幅值的時間取決于幾個因素:電感電流、輸出電容以及LED的正向導通電壓的變化。本參考設計僅在LED電流設定為6A時滿足 1?s LED開啟時間的要求。如需在降低的電流時得到快速的LED開啟時間,可增大電感值并減小輸出電容。
反饋補償
電阻R2和R23限制高頻電流環路的增益,補償次級諧波振蕩。在電流環路傳輸函數中遠遠低于單位增益頻率的位置設置一個零點,既可以保證在低頻區有足夠的增益,又可以保證電感電流的誤差非常小。利用C1、C19構建該零點。在PWM關閉、導通時,Q1和Q2交替連接到RC網絡,實現補償。本設計可保持C1、C19的電量,使PWM響應更加迅速。
由于直接測量電感電流,驅動電路的傳輸函數中沒有輸出極點。外部電壓環路簡化成一個單極點系統,而電壓誤差放大器在設定頻率范圍內確定這唯一極點。為了避免兩個反饋環路相互干擾,C21和C22將外部環路的單位增益頻率降至電流環路單位增益頻率的十分之一。Q7和Q10保持補償電容的電荷,保證在PWM脈沖變化時,電壓誤差放大器的輸出能即刻切換至所要求的數值。電阻R24、R25可避免Q7和Q10狀態變化產生的電荷注入而導致的C21、C22充/放電。
LED電流上升/下降時間
本設計要求在PWM工作產生6A LED電流時,LED電流的上升/下降時間保持在1?s以內。這就要求使用較小的輸出濾波電容和較大電感,在滿足LED電流最大紋波的要求的前提下滿足上述條件。PWM處于關閉狀態時,Q9導通,建立可編程的電感電流回路。如果LED電流設置為6A,電感電流將由MAX16821調整在6A.輸出再次導通時,電感電流對輸出電容C8充電。C8的充電速率決定了LED電流的上升時間,基于這一點計算C8的取值。因為Q9的放電速度遠快于C8,所以LED電流的下降時間遠遠小于1?s.
電路波形

圖3. 參考設計測試數據:LED電壓(CH1)、LED電流(CH2)和OUTV電壓(CH3)

圖4. 參考設計測試數據:LED電壓(CH1)、LED電流(CH2)和CLP電壓(CH3)














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