具有溫度管理控制功能的LED驅動器LM3424及其應用

3．1 電感L1的選擇
L1是開關調整的主要能量存儲器件，不同的拓撲電路中，能量從電感傳輸到負載的方式不同。電感上的紋波電流(△iL-PP)主要由電感量、通過電感的電壓和開關頻率決定。在設計過程中，L1需要根據得到的△iL-PP來進行選擇。對于buck調節器，由于電感是直接與負載連接，而不需要接輸出電容，因此，△iL-PP基本與LED的紋波電流△iLED-PP)相等。boost和buck-boost調節器應當接有輸出電容，以用于減少△iLED-PP，因此，該電感的可允許紋波要比buck調節器大一些。通常△iLED-PP要小于ILED值的40％。由于buck調節器沒有輸出電容，所以，△iL-PP應小于ILED的40％。而對于boost和buck-boost等拓撲電路，由于有輸出電容可以補償，△iL-PP可以大一些。但是，一般建議△iL-PP要小于平均電感電路的一半，以限制電感的輸出功率。所以boost和buck-boost調節器中的電感取值為：

3．2 LED動態電阻
當負載為一串LED時，其輸出負載電阻是LED串的動態電阻加上RSNS。由于LED是半導體二極管，所以，當通過的電流變化時，其阻值也會漂移。若只是通過二極管的正向電壓除以正向電流得到動態電阻，則該值是不正確的。其結果可能大于實際值的5～10倍。這一點在設計時必須要考慮。
3．3 輸出電容
對于boost和buck-boost調節器來說，輸出電容(CO)可為負載提供能量。當續流二極管D1反向截止時，在buck中，輸出電容僅僅是減少LED紋波電流(△iLED-PP)，以使其低于電感的紋波電流(△iL-PP)。在所有電路結構中，適當的C0的大小能提供一個合適的△iLED-PP。由于△iLED-PP要小于LED平均電流(ILED-PP)的40％。所以，C0應仔細選取，因為它會影響到工作溫度和工作電壓。一般情況下，磁片電容是理想的選擇。對于boost調節器，C0的取值是：

其中，rD=NrLED，N是串聯LED的數目，rLED是單個LED的動態電阻。
3．4 輸入電容
輸入電容(CIN)可在開關狀態的間斷期間提供能量。對于buck和buck-boost，CIN在tON和tOFF時間都提供能量，而輸入電壓源則以平均電流(IIN)給輸入電容充電。大多數應用中都需要在輸入引腳VIN處放置一個0．1μF的陶瓷電容，而且它要盡可能的靠近輸入引腳。在某些情況下，大容量的輸入電容可能遠離LM3424，但應在大容量輸入電容和旁路電容之間放置一個10Ω的串聯電阻，從而構成一個150 kHz濾波器，以濾除不希望的頻率噪聲。boost調節器時，CIN的取值為：

3．5 主MOSFET／調光MOSFET
LM3424需外接NFET(Q1)作為主MOSFET以構成開關調節器。Q1的額定電壓至少應高于電路最大工作電壓的15％才能保證正常工作。當PWM
調光時，LM3424還需要另一個MOSFET(Q2)，且它應串聯在LED上(在buck中是并聯)。該MOSFET的額定電壓可與輸出電壓(Vo)相等，額定電流至少要高于(ILED)10％。由于續流二極管(D1)在toFF時承載著電感上的電流，因此，D1通常應選肖特基二極管。

4 結束語
本文介紹了具有溫度管理控制功能的LED驅動器LM3424的主要功能和應用電路的設計方法。同時介紹了其具有的熱能回折功能、原理和應用。最后以boost典型應用電路為例，給出了LM3424主要外圍元件的選取方法。