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基于Buck变换器的LED驱动器反馈环路设计及测试..pdf
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基于 Buck 变换器的 LED 驱动器反馈环
路设计及测试
基于 Buck 变换器的 LED 驱动器反馈环路设计及测试
类别:显示与光电
目前,基于降压型 Buck 变换器的 LED 驱动器广泛应用于通用的照
明系统,如一些楼宇和草地的照明,通常使用交流适配器从 110V/220V 交流市
电得到 12V/24 的直流电压,然后 12V/24 输出接一个 Buck 变换器,用于驱动
LED;在汽车系统中,也是用 12V/24V 的直流电池供电,所以汽车内部和车灯采
用 LED 作光源时,也是需要 BUCK 型 LED 驱动器。Buck 降压型 LED 驱动器可以
输出大的电流,同时电源的效率比升压驱动器高,但是 Buck 降压型 LED 驱动器
所驱动的 LED 的数目取决于 LED 的正向压降和输入的电压。 Buck 降压型
LED 驱动器和通用 BUCK 降压型变换器的设计相同,但对于反馈环路的增益裕量
和相位裕量的测试,却和通常的 Buck 降压型变换器有很大的不同,这是由于
LED 驱动器的特性决定的,本文将会讨论这个有趣的问题。 1.Buck 降压型
LED 驱动器特点 Buck 降压型 LED 驱动器和通用 Buck 降压型变换器最大的
不同在于参考电压的差异。通用 Buck 降压型变换器的参考电压通常是 0.8V,
1.25V 等,用于设定输出的电压,输出电流变化时,输出电压保持恒定,输出
的负载和输出电容并联,如图 1 所示。Buck 降压型 LED 驱动器的参考电压通常
是 0.25V,0.2V,0.1V,用于设定 LED 的驱动电流,并保持 LED 的电流恒定。
由于设定 LED 的驱动电流的取样电阻和 LED 串联,因此参考电压越低,取样电
阻的功耗就越小。如果参考电压过低,由于电流信号的取样信号太小,容易受
外干扰,影响取样的精度;此外,同样的电流所要求的取样电阻值太小,也不
容易选购。 在 Buck 降压型 LED 驱动器中,LED 电流设定电阻有低端和高
端电流取样两种方式,如图 1 所示。低端电流取样直接对地检测电流,设计简
单,但容易受到共模的干扰,取样精度差。高端电流取样不容易受到共模的干
扰,取样精度高,但需要差动放大器。 2.AOZ1081 工作特点 本文将基
于 AOZ1081 来介绍反馈环的设计,因此先介绍一下 AOZ1081 的工作特点。
AOZ1081 是一款降压型 Buck 变换器,工作于电流模式,其特点可以让它配置成
LED 驱动器,同时也可以作为通用 Buck 变换器使用。其特点如下: (1)
内置了低端的续流二极管,因此无需外加肖特基二极管; (2)具有内部
的软起动,因此无需外加软起动电容; (3)0.25V 的参考电压,保证电
流取样精度同时降低电流设定电阻的功耗; (4)输入工作电压为 4.5V 到
16V,具有 Power On Reset POR 功能,输入电压到 4V 时开始工作,输入电压低
于 3.7V,关断; (5)具有连续的 1.8A 最大的输出电流; (6)占
空比从 12%到 100%,输入输出压差低时可以工作于 LDO 方式; (7)1MHz
的工作频率,可以使用小体积的电感和电容; (8)在 EN 管脚可以加到最
高到 200Hz 的 PWM 波形进行数字调光; (9)具有过流保护 OCP 和输出过
压保护 OVP; (10)芯片具有过温保护 OTP 功能。 3.反馈设计
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