補償及測量高功率 LED驅動器的控制回路

回路組件

如圖 1 所示，為了從輸入電壓提供較高或較低的調節輸出電壓，任何可調式 DC/DC 轉換器都能夠加以修改。在這類配置中，如果假設 ROUT 純粹是電阻負載，則 VOUT = IOUT × ROUT。當DC/DC 轉換器用來給 LED 供電時，它會借著調節下端 FB 電阻控制通過 LED 的電流，如圖 2 所示。由于負載本身 (LED) 取代上端 FB 電阻的緣故，傳統的小信號控制回路公式不再適用。DC 負載阻抗為

而且

從二極管資料表或從測量得出的 VFWD 是 ILED 的正向電壓，而 n 是串聯的 LED 數量。

圖 1. 用于調節電壓的可調式 DC/DC 轉換器

圖 2. 用于調節 LED 電流的可調式 DC/DC 轉換器

然而，從小信號的角度來看，負載阻抗包含 REQ 以及位于 ILED 的 LED 動態阻抗 rD。雖然某些 LED 制造商提供不同電流量的rD標準 值，不過判定 rD 的最好方法是從所有制造商提供的 LED I-V 標準曲線得出該值。圖 3 顯示 OSRAM LW W5SM 高功率 LED 的I-V 曲線范例。rD 值是動態 (或小信號) 數量，其定義為電壓變化除以電流變化，也就是 rD = ΔVFWD/ΔILED。若要從圖 3 得出 rD，只需要從 VFWD 與 ILED 的起始處畫出筆直的切線，然后計算斜率。舉例來說，使用圖 3 中切出的虛線，即可得出 rD = (3.5 – 2.0 V)/(1.000 – 0.010 A) = 1.51 W，而且 ILED = 350 mA。

圖 3. OSRAM LW W5SM 的 I-V 曲線

小信號模型

對于小信號模型，此處將以TPS61165 峰值電流模型轉換器為例，它能驅動 3 個串聯的 OSRAM LW W5SM 零件。圖 4a 顯示電流調節升壓轉換器的同等小信號模型，而圖 4b 顯示較為簡化的模型。公式 3 顯示頻率型 (s 域) 模型，用來計算電流調節升壓轉換器與電壓調節升壓轉換器的 DC 增益：

其中的通用變量為

以及

圖 4. 電流調節升壓轉換器的小信號模型