开关稳压器在驱动 LED 时常用的三种基本电路拓扑图 在输出电压始终小于输入电压的情况下,应使用降压稳压器,图1显示了该拓扑结构。在该电路中,对电源开关的占空比(duty factor)进行了控制,以在输出滤波器电感L1上确立平均电压。当FET开关闭合时(TPS5430内部),其将输入电压连接到电感,并在L1中形成电流。环流二极管v2提供了开关断开时的电流路径。电感可对流经LED的电流起到平滑的
在输出电压始终小于输入电压的情况下,应使用降压稳压器,图1显示了该拓扑结构。在该电路中,对电源开关的占空比(duty factor)进行了控制,以在输出滤波器电感L1上确立平均电压。当FET开关闭合时(TPS5430内部),其将输入电压连接到电感,并在L1中形成电流。环流二极管v2提供了开关断开时的电流路径。电感可对流经LED的电流起到平滑的作用,通过用电阻监控(测量)LED电流,并将该电压与控制IC内部的参考电压作比较,从而最终实现对流经LED的电流调节。如果电流太低,则占空比增加,平均电压也上升,因此导致了电流的升高。由于电源开关、环流二极管以及电流检测电阻上的压降非常低,该电路可提供极佳的效率。
当输出电压总是比输入电压大时,最好是采用如图7所示的升压转换电路。该电路的U1中也有一个带有控制电子器件的高度集成电源开关。当开关闭合时,电流流经电感到接地。当开关断开时,U1引脚1上的电压会不断升高,直到v1导通,然后电感放电,电流进入输出电容器(C3)和LED串。在大部分应用中,C3通常用于平滑LED电流。假如没有C3,则LED 电流将是断断续续的。也就是说,它会在零和电感电流之间切换,这会导致LED热量增加(从而缩短常规使用的寿命),并且亮度减少。在前面的例子中,LED的电流是通过一个电阻检测的,并且占空比会发生相应地变化。请注意本拓扑存在一个严重的问题,即它没有短路保护电路。若输出短路,则会有较大的电流通过电感器和二极管,因此导致电路故障,或者输入电压崩溃。
很多时候输入电压范围变化很大,其可以高于或低于输出电压,此时降压拓扑和升压拓扑结构就不起作用了。并且,可能在升压应用中需要短路保护。在这一些状况下,就需要用降压-升压拓扑结构(见图3)。当电源开关闭合、电感有电流通过时该电路就等于升压电路;当电源开关断开时,电感开始放电,电流进入输出电容和LED。不过,输出电压不是正的,而是负的。此外,请注意本拓扑中不存在像升压转换转中出现的短路问题,因为电源开关Q1开路能提供短路保护功能。该电路的另一个有必要注意一下的特性是,虽然其是一个负的输出,但并不是特别需要对传感电路的电平进行转换。在本设计中,控制IC接地到负的输出,并且可直接测量电流检测电阻R100上的电压。尽管本例中仅显示了一个LED,但是通过串联可以连接许多 LED。电压的上限是控制IC的最大额定电压,输入电压加上输出电压的和不能超过该限值。