LED在生活中處處可見,有顯示屏的,也有照明的,但是有很多人不知道LED燈需要LED驅動器來驅動,下面來介紹驅動器的相關知識。
升壓型LED驅動電路以及控制環(huán)路圖如圖1所示。通過電阻Rs1采樣負載LED電流輸入電壓誤差放大器(EA),誤差放大器的輸出經過補償網絡輸出作為電流峰值比較器的基準,電阻Rs2采樣開關管S1上的電流輸入比較器的正端,Ramp是峰值電流控制中的斜坡補償電流。時鐘信號CLK確定開關頻率與開關管的開通,當電流信號大于設定的閾值時,比較器的輸出變高觸發(fā)邏輯電路翻轉開關管關斷。
圖1 升壓型LED驅動電路控制圖
可建立如圖2所示的小信號模型電路。對于升壓型的功率級電路,利用狀態(tài)空間平均法可以得到原功率級兩個重要的傳遞函數Gvd(s),Gid(s)并根據圖中模型可以推導出輸出電壓對指令電流信號的等效功率級傳函Ap(s)。
圖2 峰值電流模式控制小信號模型
其中Fm=1/MaTs,Fv=D''2Ts/2L,Ma是斜坡補償電流的斜率,L是濾波電感,Ts是開關周期,D是穩(wěn)態(tài)占空比??紤]整個環(huán)路的傳遞函數T(s);
補償前的環(huán)路傳函幅相頻曲線如圖3中所示,系統有兩個極點(p1,p2),一個左半平面的零點z(輸出電容ESR引起),一個右半平面的零點z1.這里需要指出的是,如果沒有帶斜坡補償電路的電流反饋控制系統的引入,輸出LCR網絡決定環(huán)路系統是一個高Q值的系統,而電流反饋使得系統的Q值大大地減小,但右半平面的零點會提高穿越頻率并使得相位裕度更差。可以采用的補償方法是加入一個單零點單極點的補償網絡如圖3所示,Gc(s)表達式為,
圖3 補償前后系統開環(huán)頻率響應
其中z2用來補償極點p1,坐標原點的極點可以提高低頻的環(huán)路增益以較小直流穩(wěn)態(tài)誤差,p3抵消z1帶來的幅度增加,抑制接近開頻頻率的噪聲,最終的穿越頻率fc設定在開關頻率的1/10左右。最簡單的補償方法也可以采用單極點的補償網絡,為保證相位裕度就會帶來缺點即環(huán)路的帶寬會更小,系統動態(tài)響應變慢。對于實際應用的升壓型的LED驅動電路進行建模并在MATLAB中仿真結果(如圖4所示),從仿真的結果看,環(huán)路在這種斜坡電流和補償網絡設計下在穿越頻率附近的相位裕度大于45°,系統是穩(wěn)定的,與公式推算的結果基本相符。
圖4 MATLAB仿真結果
以上就是LED驅動的相關技術知識,如果要從事相關行業(yè),需要設計人員有雄厚的知識儲備,還需要積累大量的項目開發(fā)經驗。