在科技高度發(fā)展的今天，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，LED燈的技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的城市裝飾得五顏六色。在設(shè)計LED恒流源時為保持嚴(yán)格的滯環(huán)電流控制，電感必須足夠大，保證在HO，ON 期間，能向負載供應(yīng)能量，避免負載電流顯著下降，導(dǎo)致平均電流跌到期望值以下。

首先，我們來看一下電感的影響，假設(shè)沒有輸出電容(COUT)的存在，這樣負載電流和電感電流完全一致，能更清楚地說明電感的影響。下圖給出了在輸入電壓的變化范圍內(nèi)，電感值對頻率的影響?？梢钥闯?，輸入電壓對頻率的影響很大，電感值在輸入低電壓時對降低頻率有很大影響。(注：不一定是和參考圖完全一樣，在此只是說明問題)

LED的驅(qū)動電路產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲(audible noise，或者microphonic noise)。通常白光LED驅(qū)動器都屬于開關(guān)電源器件(buck、boost 、charge pump等)，其開關(guān)頻率都在1MHz左右，因此在驅(qū)動器的典型應(yīng)用中是不會產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。但是當(dāng)驅(qū)動器進行開關(guān)調(diào)節(jié)的時候，如果PWM信號的頻率正好落在200Hz到20kHz之間，白光LED驅(qū)動器周圍的電感和輸出電容就會產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。所以設(shè)計時要避免使用20kHz以下低頻段。

我們都知道，一個低頻的開關(guān)信號作用于普通的繞線電感(wire winding coil)，會使得電感中的線圈之間互相產(chǎn)生機械振動，該機械振動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見。電感產(chǎn)生了一部分噪聲，另一部分來自輸出電容。

選擇電感感值大小在參考設(shè)計范圍左右最多的是您的經(jīng)驗值，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、合適的開關(guān)頻率減少MOS開關(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有噪聲;未屏蔽的電感在金屬外殼安裝時會發(fā)生線路震蕩頻率改變，從而產(chǎn)生噪聲，這時需要將電感屏蔽;另外，當(dāng)被屏蔽干擾信號的波長正好與金屬機殼的某個尺寸接近的時候，金屬機殼很容易會變成一個大諧振腔，即：電磁波會在金屬機殼內(nèi)來回反射，并會產(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度或長時間高溫溫度環(huán)境，SMT有時也會有影響，會使得電感感值發(fā)生嚴(yán)重變化，要仔細了解供應(yīng)商產(chǎn)品溫度忍耐限度要求。

EMC電感選擇：EMC電感用在輸入和輸出過濾器可以用來減少傳導(dǎo)干擾，用于低于EMC標(biāo)準(zhǔn)的限制設(shè)計。所有的電感器都需要鐵粉磁心而非鐵氧體。在它飽和前，可以處理更大電流，需要依據(jù)負載選擇合適的電流值。制作濾波電感，選用何種磁心材料，除了必須注意防止磁心飽和問題外，還必須考慮到磁心的恒磁導(dǎo)特性。需要指出，有些設(shè)計人員往往只注意電感量的指標(biāo)，選擇磁導(dǎo)率高的材料，以減少線圈的匝數(shù)，而對于電感額定電流較大時，電感量是否減少，減少到什么程度，會不會達到飽和，考慮較小。這是應(yīng)該注意避免的。由于鐵粉心具有飽和磁通密度高，恒磁導(dǎo)特性好，價格便宜，而得到了廣泛應(yīng)用。

輸出電容器件選擇：輸出可同時使用輸出電容以達到目標(biāo)頻率和電流的精確控制。電容能在整個輸入電壓范圍內(nèi)減小頻率，一個小的 4.7μF 的電容就能顯著減小頻率。電流的調(diào)整也能因為電容值的增加而得到改善。從下面圖片可以很容易看到，圖上存在一個拐點，再增加電容值，對操作頻率和輸出電流的調(diào)整影響不大。

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格低的Y5V電容器也會有很好的效果。一般恒流器件會有非?？斓纳仙拖陆禃r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，并強制該開關(guān)電流進入一個嚴(yán)密的本機環(huán)路，從而最大限度的減低EMI。輸入電容在開關(guān)頻率條件下必須具有低阻抗，以高效的完成這項工作，而且，它必須具有一個足夠的額定紋波電流。通常紋波電流不會大于負載電流的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?？梢赃x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。鉭電容會因浪涌電流過大易出現(xiàn)故障，也不建議在此使用。

肖特基二極管選擇：

通常開關(guān)轉(zhuǎn)換型LED恒流驅(qū)動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線路最高輸出電壓脈沖值來確定，要大于這個值。二極管的正向電流不必與開關(guān)電流限值相等。流經(jīng)二極管的平均電流是If是開關(guān)占空比的一個函數(shù)，因此應(yīng)選擇一個正向電流IF=I*(1-D)的二極管。通常二極管在功率開關(guān)斷開時傳到電流占空比通常小于50%，選擇電流值與驅(qū)動電流相等即可。如果需要采用PWM調(diào)節(jié)灰度，則需要考慮PWM低電平期間來自輸出的二極管泄漏(有氣在熱點上)，這一點或許也很重要。

升壓型轉(zhuǎn)換器中的輸出二極管在開關(guān)管關(guān)斷期間流過電流，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)/1-Dmax

二極管消耗功率為：Pd=Iout(最大)*Vd,保持較短的二極管引線長度并遵循正確的開關(guān)節(jié)點布局，以免振鈴過大和功耗增大。耐壓不是越高越好，是要合適，高耐壓肖特基二極管Vf值也會高些，功耗會大，價格也會高。

相對耐壓大電流的型號Vf值會低些，成本也會稍有增加，沒有成本壓力可以考慮。相信在未來的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達的時候，LED會以更加多種類的方式為我們的生活帶來更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻自己的力量。