高亮度白光LED驅(qū)動典型方案

　　圖3 補償前后系統(tǒng)開環(huán)頻率響應

　　其中z2用來補償極點p1，坐標原點的極點可以提高低頻的環(huán)路增益以較小直流穩(wěn)態(tài)誤差，p3抵消z1帶來的幅度增加，抑制接近開頻頻率的噪聲，最終的穿越頻率fc設定在開關頻率的1/10左右。最簡單的補償方法也可以采用單極點的補償網(wǎng)絡，為保證相位裕度就會帶來缺點即環(huán)路的帶寬會更小，系統(tǒng)動態(tài)響應變慢。對于實際應用的升壓型的LED驅(qū)動電路進行建模并在MATLAB中仿真結(jié)果（如圖4所示），從仿真的結(jié)果看，環(huán)路在這種斜坡電流和補償網(wǎng)絡設計下在穿越頻率附近的相位裕度大于45°，系統(tǒng)是穩(wěn)定的，與公式推算的結(jié)果基本相符。

　　圖4 MATLAB仿真結(jié)果

3 LED調(diào)光模式的設計

　　許多便攜式LED的應用中都需要有調(diào)光的功能。例如LCD的背光應用中，調(diào)光可以改變亮度和對比度?，F(xiàn)今有兩種比較常用的調(diào)光方式：模擬調(diào)光和PWM調(diào)光。模擬調(diào)光通過反饋環(huán)路直接改變LED的電流實現(xiàn)發(fā)光亮度的調(diào)節(jié)，缺點是會帶來色彩漂移和發(fā)光效率的下降；PWM調(diào)光（PWM Dimming）通過保持流過LED的最大電流減小導通占空比來實現(xiàn)，如果要實現(xiàn)50%的亮度就要LED電流采用50%的占空比。需要注意的是PWM調(diào)光信號的頻率必須大于100Hz，以使人眼不會被發(fā)現(xiàn)燈的閃爍，而最大的PWM調(diào)光頻率由電源的啟動時間或者響應時間決定。在升壓型LED驅(qū)動電路中增加了一個功率管串聯(lián)在LED支路上，所以對于控制器而言需要增加額外的驅(qū)動電路，增加了系統(tǒng)的復雜程度，但換來的是真色彩的調(diào)光效果，所以現(xiàn)有的LED驅(qū)動產(chǎn)品中廣泛加入了PWM調(diào)光功能。典型的調(diào)光范圍可以由調(diào)光比（Dimming Ratio）來衡量，即調(diào)光PWM的周期與導通時間的比例，數(shù)值越大說明調(diào)光的能力越強。

　　圖5給出芯片在升壓型的應用中PWM調(diào)光的控制圖。從圖中可以看出，外部的PWM信號控制與LED負載串聯(lián)的開關。利用運放的外接補償電容CEAOUT，當PWM信號為低電平時斷開運放輸出端與補償電容的通路，維持電容上的電壓直到下個PWM周期。利用這種控制方法，當開關頻率在700kHz，PWM頻率100Hz的情況下，最大的調(diào)光比可以達到3000 ∶ 1.

　　圖5 PWM調(diào)光控制圖

　　4 無采樣電阻模式的設計

　　利用功率MOSFET的導通電阻Rds（on）作為采樣電阻的方法可以省去峰值電流采樣電阻Rs2，減少了不必要的功率損耗提高了整體的效率，同時減少了外圍的元器件和系統(tǒng)所占的空間，這種方式稱之為無采樣電阻模式。這種模式也存在一些問題：（1）當MOSFET關斷時，漏端的電壓可能會迅速升高，這就對電流峰值比較器提出了更高的抗高共模電壓的要求；（2）功率管的導通電阻會隨著電流和溫度的變化發(fā)生改變，會對設定的峰值電流閾值產(chǎn)生影響。對于一些特定的場合，第二個問題引入的誤差在可以允許的范圍內(nèi)時，這種模式還是有很好的應用前景，對于高共模輸入最好最簡單的方法就是在關斷的同時切斷輸入的途徑，通過合理的開關切換和延時電路來實現(xiàn)。

　　無采樣模式的系統(tǒng)圖見圖6。采樣端通