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技巧交流:電流模式控制簡化對降壓LED穩(wěn)壓器的補(bǔ)償

發(fā)布時(shí)間:2015-02-26 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】本文主要探討的是電源技巧,電流模式如何控制并簡化對降壓LED穩(wěn)壓器的補(bǔ)償。眾所周知,通過較高的輸入電壓能夠調(diào)節(jié)LED中的電流,但是最有效的方法是使用同步降壓穩(wěn)壓器。通過集成場效應(yīng)晶體管FET,就可輕松實(shí)現(xiàn)峰值電流模式控制器。

在峰值電流模式控制中,COMP電壓(經(jīng)常被稱作誤差信號),直接控制峰值電感器電流。這使得電感器表現(xiàn)為一個(gè)電流源,其原因是他的阻抗變化對于電流幅值的影響很小。使用一個(gè)諸如TPS54218的峰值電流模式控制器的主要優(yōu)勢是這種器件幾乎消除了由控制環(huán)路增益造成的電感器頻率響應(yīng)。

下面的方框圖詳細(xì)展示了一個(gè)同步降壓轉(zhuǎn)換器,其中的LED和感測電阻器與電感器串聯(lián)。在這個(gè)應(yīng)用中,電感器的全紋波電流流經(jīng)LED。如果需要較少的紋波電流,只需增加電感值或?qū)⒁粋€(gè)電容器與LED并聯(lián)即可。無論輸出電容器存在與否,重要的一點(diǎn)是使電流感測電阻器與電感器電流串聯(lián)。將其用作反饋元件能夠使控制器的功率級增益相對扁平且使補(bǔ)償變得簡單。在電壓模式功率級增益中常常見到的,并且由電感器和輸出電容器(或者LED的ac阻抗)設(shè)定的主極點(diǎn)消失了。電流模式控制和電流調(diào)節(jié)的組合就好像施了魔法一樣!

技巧交流:電流模式控制簡化對降壓LED穩(wěn)壓器的補(bǔ)償
圖1
 
為了減少功率耗散并保持高效率,一個(gè)增益塊被添加到感測電阻器的信號上。通過改變Vcontrol信號電平,電阻分壓器R1/R2可實(shí)現(xiàn)對LED電流的外部調(diào)節(jié)。對于一個(gè)典型轉(zhuǎn)換器,通常在COMP引腳與Vsense輸入之間測量功率級增益,并且將內(nèi)部誤差放大器排除在外。在下面的電路中,這是感測電阻器到COMP,增益塊,和R1/R2分壓器的增益和。下面標(biāo)記為Vsense的曲線圖顯示了對這些總增益的仿真。由于使用了電流反饋和電流模式控制,在響應(yīng)與頻率的關(guān)系方面沒有什么變化。在沒有增益塊和R1/R2分壓器的情況下也可實(shí)現(xiàn)相似的響應(yīng)。如果將感測電阻器放置在LED的接地一側(cè),并且他的電流感測信號被直接接至Vsense,也有可能實(shí)現(xiàn)。

要計(jì)算環(huán)路增益,只需要知道內(nèi)部誤差放大器響應(yīng),并與功率級增益,Vsense,相加即可。由于TPS54218的內(nèi)部誤差放大器是一款轉(zhuǎn)導(dǎo)放大器,gm的值為225uS(V/A),所以補(bǔ)償需要的只是COMP與接地之間的一個(gè)電容器。得到的總環(huán)路增益(V_COMP)與下方繪出的內(nèi)容相似。在選擇電容值方面,首先選擇必要的誤差放大器增益來獲得所需帶寬。然后用以下方程式來計(jì)算電容器的值,其中g(shù)ainBW是選中的交叉頻率上所需的誤差放大器增益(單位dB)?;蛘?,誤差放大器增益可通過將他的gm除以目標(biāo)頻率上的電容器阻抗來確定。
技巧交流:電流模式控制簡化對降壓LED穩(wěn)壓器的補(bǔ)償
技巧交流:電流模式控制簡化對降壓LED穩(wěn)壓器的補(bǔ)償
圖2
 
穩(wěn)流電流模式控制通過消除功率級中的主極點(diǎn)使控制環(huán)路的穩(wěn)定變得簡單,并且減少了補(bǔ)償組件的數(shù)量。需牢記的是,這是環(huán)路增益的一階近似值,并且斜坡補(bǔ)償會(huì)在功率級中引入一個(gè)極點(diǎn),這會(huì)在較高頻率時(shí)使功率級增益滾降。所以不要將帶寬推得太高,而要一直在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證結(jié)果。

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