深度剖析:LED調光中FET電路設計及波形分析
發布時間:2015-07-01 責任編輯:sherry
【導讀】為了達到每秒開關數百次或甚至數千次,以開關穩壓器為基礎的LED驅動器,須經過特別的設計考慮。本文專門為大家深度剖析LED調光中FET電路設計及波形分析,有興趣的同學可以來看看。
為了達到每秒開關數百次或甚至數千次,以開關穩壓器為基礎的LED驅動器,須經過特別的設計考慮。針對標準電源供應而設計的穩壓器一般都會設計一根“啟動”或關閉接腳,以便供邏輯PWM信號使用,但連帶的延遲tD則頗長,這是由於矽芯片的設計強調在響應時間內維持低停機電流。然而,專用來驅動LED的開關穩壓器則恰好相反,它可在「啟動」接腳邏輯低時,保持內部控製電路的活動,以將tD減至最低,而當LED被關關時,則會麵臨較大工作電流的困擾。在使用PWM來達成光控製優化時,要把轉上(Slew-up)和轉下(Slew-down)延遲維持在最低,這不單為了獲得最佳的對比度,而且還可減少LED花在由0到目標所需的時間。(在此條件下,並不保證主波長或CCT與目標值相同)在這裏的標準開關穩壓器將設有一個軟啟動,通常也搭配一個軟關閉,而專用的LED驅動器會在其控製之內執行所有工作以減少這些回轉率(Slew Rate)。要降低tSU和tSD,須要同時從矽芯片的設計和開關穩壓器所采用的拓撲著手。
具ju備bei較jiao快kuai速su回hui轉zhuan率lv的de降jiang壓ya穩wen壓ya器qi,比bi其qi他ta所suo有you的de開kai關guan拓tuo撲pu結jie構gou在zai兩liang個ge地di方fang表biao現xian更geng為wei優you異yi,首shou先xian降jiang壓ya穩wen壓ya器qi是shi唯wei一yi可ke在zai控kong製zhi開kai關guan啟qi動dong時shi,將jiang功gong率lv輸shu送song到dao輸shu出chu端duan的de開kai關guan轉zhuan換huan器qi,此ci特te點dian使shi得de電dian壓ya模mo式shi或huo電dian流liu模mo式shiPWM(這裏不要與PWM調光混淆)的降壓穩壓器之控製回路,比起升壓穩壓器或其他降壓/升sheng壓ya拓tuo撲pu更geng為wei快kuai速su。此ci外wai,在zai控kong製zhi開kai關guan啟qi動dong期qi間jian的de功gong率lv傳chuan輸shu能neng夠gou輕qing易yi改gai為wei磁ci滯zhi控kong製zhi,使shi其qi速su度du甚shen至zhi比bi最zui佳jia的de電dian壓ya模mo式shi或huo電dian流liu模mo式shi控kong製zhi的de回hui路lu更geng快kuai。其qi次ci,降jiang壓ya穩wen壓ya器qi的de電dian感gan器qi在zai整zheng個ge開kai關guan周zhou期qi內nei都dou是shi連lian接jie在zai輸shu出chu端duan,此ci可ke確que保bao輸shu出chu電dian流liu的de連lian續xu性xing,也ye意yi謂wei毋wu須xu使shi用yong輸shu出chu電dian容rong器qi。少shao了le輸shu出chu電dian容rong器qi後hou,降jiang壓ya穩wen壓ya器qi便bian可ke成cheng為wei真zhen正zheng的de高gao阻zu抗kang電dian流liu源yuan,能neng夠gou迅xun速su轉zhuan換huan輸shu出chu電dian壓ya。邱qiu克ke型xing(Cuk)和Zeta轉換器雖可提供連續性輸出電感器,但由於它們的控製回路較慢,效率也較低,因此並非最佳選擇。
PWM比“啟動”接腳更快
即使是一個沒有輸出電容器的純磁滯降壓穩壓器,都不足以應付某些PWM調光係統的要求,這些應用需要較高的PWM調光頻率、gaoduibidudu,yejiushiyaoqiugengkuaisudehuizhuanlvhegengduanzandeyanchishijian。yujixieshijiaobianshihegongyejianyanxitongdapeiyingyongshi,julimouxieyaoqiugaoxingnengdexitong,baokuoyejing(LCD)麵板和投影機的背光照明係統,在某些情況下,PWM調光頻率必須被調高到可聽頻帶以外的25kHz或更高的頻帶,隨著整體的調光周期已縮短至幾微秒內,包括傳導延遲在內,LED電流的上升和下降時間總和必須縮短至奈秒內。

圖分路FET電路和其波形
從cong一yi個ge沒mei有you輸shu出chu電dian容rong器qi的de快kuai速su降jiang壓ya穩wen壓ya器qi著zhe手shou,出chu現xian在zai輸shu出chu電dian流liu開kai啟qi和he關guan閉bi的de延yan遲chi,是shi來lai自zi集ji成cheng電dian路lu本ben身shen的de傳chuan導dao延yan遲chi和he輸shu出chu電dian感gan器qi的de物wu理li特te性xing。若ruo要yao達da到dao真zhen正zheng高gao速su的dePWM調光,兩個延遲都須被略過(By Pass)。要實現這個目標,最佳方法就是采用一個與LED並聯的電源開關(圖3)。當LED關閉時,驅動電流便會分流通過開關,作用就如同一個典型的N 型金屬氧化半導體場效晶體管(N-MOSFET),這時集成電路會繼續運行,而電感器電流也會持續流動。該方法的最大缺點在於LED關閉時,即使期間的輸出電壓下降到與電流感測電壓相同,仍會浪費功率。
利用分路場效應晶體管(FET)laijinxingtiaoguanghuidaozhishuchudianyachuxianjiaoweijijudeyiwei,zheshidejichengdianludekongzhihuilubixuzuochuxiangying,yichangshiweichishuchudianliudewending。zhengrutongluojijiejiaotiaoguangban,kongzhihuiluyukuaibiaoshixiangyingyuhao,ercaiyongcizhikongzhidejiangyawenyaqizeketigongzuijiadehuiying。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 邊緣AI的發展為更智能、更可持續的技術鋪平道路
- 每台智能體PC,都是AI時代的新入口
- IAR作為Qt Group獨立BU攜兩項重磅汽車電子應用開發方案首秀北京車展
- 構建具有網絡彈性的嵌入式係統:來自行業領袖的洞見
- 數字化的線性穩壓器
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
SATA連接器
SD連接器
SII
SIM卡連接器
SMT設備
SMU
SOC
SPANSION
SRAM
SSD
ST
ST-ERICSSON
Sunlord
SynQor
s端子線
Taiyo Yuden
TDK-EPC
TD-SCDMA功放
TD-SCDMA基帶
TE
Tektronix
Thunderbolt
TI
TOREX
TTI
TVS
UPS電源
USB3.0
USB 3.0主控芯片
USB傳輸速度


