白光LED电源设计技术论文.doc

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.freelp为充电泵IC内部产生的电压,VBat为锂离子电池的典型电池电压。。通常,固定转换增益为2的充电泵会在内部产生一个更高的电压(1),该电压将会导致一个降低整体系统效率的内部压降(2)。。这样就可以在电池电压稍微高于LED电压时实现在90%~95%效率级别之间运行,从而充许使用增益值为1的转换增益。方程式(3)和方程式(4)显示了这一性能改进。
当电池电压进一步降低时,,从而导致效率下降至60%~70%,如示例(5)和(6)所示。
图2显示了充电泵解决方案在不同转换增益M条件下理论与实际效率曲线图。
转换增益为2的真正的倍压充电泵具有非常低的效率(低至40%),且对便携式设备没有太大的吸引力;而具有组合转换增益()的充电泵则显示出了更好的效果。这样一款充电泵接下来的问题就是从增益M==,这是因为发生增益转换后效率将下降至60%的范围。当电池可在大部分时间内正常运行的地方发生效率下降(转换)时,整体效率会降低。因此,。但是,该转换点取决于LED正向电压、LED电流、充电泵I2R损耗以及电流感应电路所需的压降。这些参数将把转换点移至更高的电池电压。因此,在具体的系统中必须要对这样一款充电泵进行精心评估,以实现高效率数值。
计算得出的效率数值显示了充电泵解决方案最佳的理论值。在现实生活中,根据电流控制方法的不同会发生更多的损耗,其对效率有非常大的影响。除了I2R损耗以外,该器件中的开关损耗和静态损耗也将进一步降低该充电泵解决方案的效率。
通过使用一款感应升压转换器可以克服这些不足之处,该升压转换器具有一个可变转换增益M,如方程式(7)和图3所示。
该升压转换器占空比D可在0%和实际的85%左右之间发生变化,如图3所示。
可变转换增益可实现一个刚好与LED正向电压相匹配的电压,从而避免了内部压降,并实现了高达85%的效率。
可驱动4白光LED的标准升压转换器
图4中的升压转换器被配置为一个可驱动4白光LED的电流源。,从而得到一个定义的LED电流。
,而检测电阻器的功耗会降低该解决方案的效率。因此,必须降低检测和调节该LED电流的压降。除此之外,对于许多应用来说,调节LED电流和LED亮度的可能性也是必须的。图5中的电路实现了这两个要求。
在图5中,一个可选齐纳二极管被添加到了电路中,用钳位控制输出电压,以防止一个LED断开连接或出现高阻抗。,同时使用了一个低通滤波器Rf和Cf,以过滤P信号的DC部分并在R2处建立一个模拟电压(Vadj)。通过改变所施加P信号的占空比,使该模拟电压上升或下降,从而调节该转换器的反馈电压,此举会增加或降低转换器的LED电流。通过在R2处施加一个高于转换器反馈电压()的模拟电压,可以在检测电阻器