驅動LED串的DCM升壓轉換器簡化分析-(實際考慮)
Vc可以從等式(8)獲得。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/198516.htm在熱穩(wěn)定的系統(tǒng)級工作條件下測量了LED動態(tài)阻抗、串聯(lián)PWM晶體管及電流感測電阻參數(shù)。VIN = 12 V、Iout = 116 mA為工作參數(shù)。測得的開環(huán)響應Hc(s)波特圖及測量結果如圖5所示。表1列出了測得的參數(shù),用于計算圖1所示的電路圖。
表1. 演示板電路參數(shù)
參數(shù) |
數(shù)值 |
備注 |
33.1 ? |
測量值 |
|
Rswitch (Q12) |
1.44 ? |
測量值 |
Rsense (R69) |
1.73 ? |
測量值 |
VOUT |
29.75 V |
測量值 |
VIN |
12.0 V |
測量值 |
Ri |
0.22 ? |
|
Se |
130 mV/µs |
|
Cout |
1.0 µF |
GRM31CR71H225KA88L 進行了直流偏置及溫度調(diào)節(jié) |
rc |
4 m? |
|
Iout |
116 mA |
測量值 |
L |
3.3 µH |
MSS5131-332MX |
LED負載 |
NSSW157AT |
10顆LED鏈 |
Tsw |
1 µs |
|
在高頻時,理論計算與實證階段測量值之間的差異變得明顯。差異歸因于等式(1)的調(diào)制傳遞函數(shù)分子中缺少RHPZ項,在參考資料[4]的簡化計算中被描述為一項局限。
低頻增益理論值與測量結果之前的些微差異(約1 dB)被觀察到。升壓電感、晶體管及整流器的工作損耗在推導直流工作點的過程中被忽略。如果顧及這樣的損耗,占空比直流 工作點將會略大,導致低頻增益減少。通過調(diào)整 等式(2)中的Vin (減小輸入電壓以減小電阻損耗)及Vout(增加輸出電壓以納入升壓二極管電壓降)項,就可以觀察到這一點。
系統(tǒng)性能
圖1中所示的LED調(diào)光電路的1000:1 200 Hz PWM調(diào)光工作波形如圖6所示。VC波形上有少許補償電容電壓放電,這是Q9雙向開關響應時間與透過D19的PWM鉗位激活之間的競爭條件產(chǎn)生的結果。電阻R29被引入,與鉗位二極管D19串聯(lián)連接,以限制補償網(wǎng)絡電荷耗盡。VFB波形維持想要的數(shù)字波形及幅值(無模擬調(diào)光)。
PWM信號指令轉為低態(tài)后出現(xiàn)額外短路持續(xù)時間GDRV波形(第6個脈沖),這是NCV887300內(nèi)部邏輯傳播延遲響應時間的結果。此額外脈沖的能量有利于幫助維持輸出升壓電容中的電荷,因為它補償了深度PWM調(diào)光工作模式期間的某些寄生漏電流能量損耗。
結論
本文第1部分介紹的驅動LED串的DCM升壓轉換器的理論小信號響應等式在本文第2部分中有效地應用于分析LED PWM調(diào)光電路。我們探討了200 Hz 1000:1深度調(diào)光能力的實際層面問題。我們得到了仿真和測量結果,與忽略相位誤差的情況進行比較;由于理論表達式中缺少RHPZ項,導致高頻時出現(xiàn)相位誤差。1000:1 200 Hz PWM工作波形顯示出了極佳的工作性能。
參考資料
1. ON Semiconductor NCV887300 Automotive Grade Non-Synchronous Boost Controller Datasheet, www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=NCV8873.
2. Nichia Corporation NSSW157AT White LED Datasheet, http://www.nichia.co.jp/en/product/led.html#.
3. C. Basso, “Switch Mode Power Supplies: SPICE Simulations and Practical Designs”, McGraw-Hill 2008, ISBN 978-0-07-150859-9.
C. Basso, A. Laprade, “Simplified Analysis of a DCM Boost Converter Driving an LED String, Part I: Theoretical Analysis”
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