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        基于Supertex的以HV9911升壓式高亮度LED背光驅動電路技術設計

        作者: 時間:2012-01-14 來源:網絡 收藏

        使用在參數表中給的10%峰對峰漣波電流,計算輸出的漣波電壓為:

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/168622.htm
        (公式18)△Vpp= △Io • R =0.77V
        (公式19)

        (公式20)


        流過電容的有效漣波電流值為:
        (公式21)
          
          步驟八選擇斷路FET(Q2)
          
          斷路FET必需具備與Q1相同的耐壓規格,在室溫下的導過阻抗(RON,25C)選擇在滿載輸出時,Q2的功率損耗為1%。
          
          (公式22)
          
          步驟九選擇輸入電容(CIN)
          
          輸入電容在閉迥路控制中是相當重要的組件,它是維持穩定的重要項目,不幸的是輸入電容的相當繁復,此電容必須先要找出從輸入電源到升壓的輸入端之間的最大感值,LSOURCEMAX(圖9a中兩個電感值的總和)電源電阻的最大及最小值RSOURCe(圖9b中兩個電阻值的總和),這將會決定升壓的特性,電源的電感值及電阻值代表著連接輸入電源與升壓之間導線的阻抗,為了設計輸入電容必須合理的做算出這兩個參數值,而這兩個參數值也和升壓電路的穩定性有關。(圖10)
        圖10 Definition of the Source Impedance

        假設LSOURCE MAX=1μh(這是此22AWG線長1樟接輸入電源及升壓電路之間長度所估出的電感量)下一步是選擇一個LC共振頻率fLC,先設定fLC=0.4fs=80kHz,則輸入電路最小值計算式為:
          
          (公式23)

          
          (公式24)
          
          (公式25)
          
          (公式26)RSOURCE MAX=(1-Dmax)2.R=1.25
          
          由上列2等式可看出最大電源電阻值是與輸入濾波器參數無關,故無法控制它.
          
          但最小電源電阻值卻是與輸入濾波器的參數有關。最小電源電阻值被計算出為2μΩ,這是非常小的值非常容易達到,但是在某些例子中,導線的最小電源電阻值卻大于所想要的值.在這樣子的例子中,在導線中加入小電阻(以提供必須的阻尼)或LC的共振頻率必須降低到計算出最小電源電阻低于所想要的值。有一點是必須注意的,將輸入的2條導線絞在一起可以大幅降低電源電感值。
          
          ■控制回路設計
          
          步驟10選擇振蕩電阻(RT)
          
          振蕩電阻的計算式為:
          
          (公式27)
          
          步驟十一選擇2個電流感應電阻(RCS與RS)
          
          輸出電流感應電阻的功率消耗必須小于0.15W,這樣才能夠選用1/4W的電阻。
          
          (公式28)
          
          (公式29)
          
          步驟十二選擇參考電流設定分壓電阻(Rr1,Rr2)
          
          參考電流IREF的電壓設定,可經由2電阻Rr1,Rr2分壓自IC內部的參考電壓或外部提供的電壓。
          
          (公式30)
          
          步驟十三設定斜率補償電阻(Rslope,Rsc)
          
          因為升壓電路被設計為定頻操作,必須使用斜率補償以確保電路穩定.加入電流感應信號的斜率必須為電感電流最大下降斜率的一半,以確峰電流控制方式在任何情形之下均能夠穩定操作。這可以用2個電阻Rslope,Rsc來達到斜率補償功能。
          
          在此例中,電感電流的最大下降斜率為:
          
          (公式32)
        (公式34)Rsc=
          
          在這里必須注意,SCpin的最大輸出電流為100uA,所以Rslope的最小值建議為25kΩ∼50kΩ。
          
          步驟十四選擇電感電流限制電阻(RL1,RL2)
          
          電感的電流被2個因素限制,最大電感電流及加在電感的斜率補償信號。從REF經2個分壓電阻設定CLIM準位。
          
          (公式35)
          
          (公式36)
          
          步驟十五選擇旁路電容(CREF.Cpo)
          
          建議一定要在REF及VDD pin加上旁路電容,VDDpin一般建議加1uF陶瓷電容,若使用的FETQg>15nC,則必須將電容加大至2.2uF,REF pin一般建議加0.1=uf陶磁電容。
          
          步驟十六選擇過電壓保護點的設定(Rovp1.Rovp2)
          
          過電壓保護點通常設定比穩態最大輸出電壓高15%。
          
          (公式37)Vopem.1.15.Vomax=92V
          
          因此設定電阻可由下列二式得知:
          
          (公式38)
          
          步驟十七設計補償網絡
          
          以連續電流模式的升壓電路并以峰電流控制方式,對于頻率小于十分之一的開關頻率,功率級的轉移涵數為下:公式40)
          對于此例中,選擇交越頻率fc=2KHz,這么低的交越頻率會產生較大的Cc及Cz.,間接地提供軟啟動(soft start)的電路。因為不依靠控制電路的速度來做PWM調光控制的反應而且低交越頻率并不會影響PWM調光控制的反應,所以低交越頻率也不會影響PWM調光控制的上升及下降時間。在此頻率功率級的轉移函數的振幅及相位角度可將s=i×(2---pai---×fc)代入(公式40)中得到。
          (公式41)|Gps(s)|fc=2kHz=Aps=0.283
          
          |Gps(s)|fc=2kHz=Φps=-80°
          
          為得到相位邊限約Φm=45°通常建議相位邊限范圍為45°–60°,相位角度必須提升。
          
          (公式42)Φboost=Φm-Φps-90=35°
          
          從(公式3)式中可得知,需使用TypeII補償使系統穩定,使用(公式5)及(公式8)式可計算出補償網絡的值。
          
          (公式43)
        (公式44)


        (公式45)

          另外在交越頻率下的增益為1(unit gain)等式。
          
          從(公式46)Cz+Cc=10nF、(公式47)Cz/Cc=10nF,將(公式44)(公式47)代入(公式45),可得到:
          
          (公式48)Cc=(Cz+Cc)*Wz)/Wp=2.84nF
          
          從(公式48)、(公式46)可以得到:
          
          (公式49)Cz=7.43nF
          
          從(公式44)、(公式49)可以得到:
          
          (公式50)Rz=1/(WzCz)=20.37KΩ
          
          選擇Cc=2.2nF、50V、COG電容
          
          Cz=6.8nF、50V、COG電容
          
          Rz=20.0k、1/8W、1%電阻

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