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      當前位置技術知識 >> LED恒流驅動不同把持模式下分析比擬

      LED恒流驅動不同把持模式下分析比擬

      市場上可以買到的微功率電源芯片有以下幾種把持模式:  PFM、PWM、c h a rgepump、FPWM、PFM/PWM以及pulse-skipPWM、digitalPWM
        其中常見的有PFM、PWM、c h a rgepump以及PFM/PWM
        1、PFM是通過調節脈沖頻率(即開關管的工作頻率)的方法實現穩壓輸出的技巧。它的脈沖寬度固定而內部震動頻率是變更的,所以濾波較PWM艱苦。但是PFM受限于輸出功率,只能供給較小的電流。因而在輸出功率請求低,靜態功耗較低場合可采用PFM方法把持。
        2、PWM的原理就是在輸進電壓、內部參數及外接負載變更的情況下,把持電路通過被把持信號與基準信號的差值進行閉環反饋,調節集成電路內部開關器件的導通脈沖寬度,使得輸出電壓或電流等被把持信號穩固。PWM的開關頻率一般為恒定值,所以比擬輕易濾波。但是PWM由于誤差放大器的影響,回路增益及響應速度受到限制,尤其是回路增益低,很難用于LED恒流驅動,盡管目前很多產品都利用這種計劃,但廣泛存在恒流標題。在請求輸出功率較大而輸出噪聲較低的場合可采用PWM方法把持。
        3、c h a rgepump電荷泵解決計劃是利用分立電容將電源從輸進端送至輸出端,全部過程不需要應用任何電感。c h a rgepump重要毛病是只能供給有限的電壓輸出范疇(輸出一般不會超過2倍輸進電壓),原因是當多級c h a rgepump級聯時,其效率降落很明顯。用c h a rgepump驅動一個以上的白光LED時,必需采用并聯驅動的方法,因而只實用于輸進輸出電壓相差不大的利用。
        4、采用DigitalPWM(數字脈寬調制)通過對獨立數字把持環路和相位的數字化治理,實現對DC/DC負載點電源轉換進行監測、把持與治理,以供給穩固的電源,減少傳統供電模組的電壓波幅造成系統的不穩固,而且DigitalPWM并不需要采用傳統較高量的液態電容用作儲波及濾波作用。DigitalPWM數字把持技巧,能夠使得MOSFET管運行在更高的頻率下,有效的緩解了電容所受到的壓力。digitalPWM實用于大電流密度,其響應速度很快,但回路增益仍受到限制,目前本錢相對較高。因此其在LED恒流驅動上的利用仍需進一步研究。
        5、FPWM(強迫的脈寬調制)是一種恒流輸出為基礎的把持方法,它的工作原理是無論輸出負載如何變更總是以一種固定頻率工作,高側FET在一個時鐘周期打開,使電流流過電感,電感電流上升產生通過感抗的電壓降,這個壓降通過電流感應放大器放大,來自電流感應放大器的電壓被加到PWM比擬器輸進端,和誤差放大器的把持端作比擬,一旦電流感應信號達到這個把持電壓,PWM比擬器就會重新啟動封閉高側FET開關的邏輯驅動電路,低側的FET會在延遲一段時間后打開。在輕負載下工作時,為了保持固定頻率,電感電流必需按照反方向流過低側的FET。FPWM技巧驅動芯片目前只見到MAXIM和NationalSemiconductor的芯片應用。
        如上PFM、PWM是采用恒壓驅動方法把持LED,而FPWM和PFM/PWM是恒流驅動方法把持技巧,實踐證實較合適LED驅動。
        本公司近期推出的IV0101/IV0102升壓轉換器芯片。它的把持模式是在PFM基礎上改良的PFM/PWM把持技巧,是PFM與PWM有機聯合的把持方法(不是PFM與PWM的切換),是以輸進電壓斷定N開關管開啟時間,輸出電壓與輸進電壓差斷定同步管開啟時間,而不像PWM采用誤差放大器反饋輸出的方法調節脈寬。在有必定負載情況下,開關頻率取決于N管開啟時間tN和P管開啟時間tP。
        其中tP≧KP/(Vout-Vin);tN≦KN/Vin
        在輕負載時,充電周期持續在最大值tN。當電感電流為零,同步整流管開啟時,芯片工作在分立式模式(DCM)下。當負載增加時,由于大負載原因,輸出很快降至設定點。假如負載電流增加,芯片工作在持續模式(CCM)下,即總有電流流過電感,只要電感電流峰值沒有達到最大,那N管開啟時間tN始終保持在設定點。當充電結束開端放電周期時,開關管電流將達到最大。但是,滿負載仍未達到,由于在最小放電時間結束后,輸出仍然可調。當放電時間到最小值tP時,將達到滿負載。所以本把持模式就是通過不斷地調劑N管開啟時間tN和P管開啟時間tP來調劑開關頻率從而保證恒流輸出的。在PWM把持方法下,為了避免寄生電感造成的系統震動故障,一般都要接輸進電容Cin,本芯片在電源接進端沒有接輸進電容,因而省卻了PCB板電容地位,減小了板面積,并且避免了在PWM循環時,由電容產生的突波脈沖現象,防止了系統效能下滑,由于它是PFM與PWM有機聯合的把持方法,因而它具有PFM較快的響應速度和很高的回路增益及PWM大電流輸出特征,可與PWM調光相配合,成為幻想的中小功率LED恒流驅動芯片。

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