基于LED串的DCM升壓轉換器設計

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圖8:波特圖確認了直流增益及極點位置

第2部分：LED調光控制系統的實際應用方案與驗證

1 LED調光控制系統電路圖

高亮度白光LED的模擬調光會產生色偏。PWM數字調光控制是預防色偏的首選調光方法，因為發光強度將是平均流明強度。PWM導通周期期間的LED電流幅值與調光比為獨立互不影響。

圖12代表的是汽車應用LED調光控制系統，其在關閉模式下靜態電流消耗低于10 A.它采用安森美半導體的NCV887300 1 MHz非同步升壓控制器，此器件以恒定頻率不連續峰值電流模式工作。負載包含一串共10顆的串聯Nichia NSSW157-AT[2]白光高亮度LED.相應的電路板如圖13所示。

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圖12:用了NCV887300的LED PWM調光控制電路

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圖13:NCV887300 LED演示電路板

2 LED交流動態阻抗特性鑒定

根據制造商數據表中在特定工作條件下測得的特征曲線，可以近似得出LED動態阻抗。系統具體熱工作條件可能大不相同。第1部分的文章中介紹了系統LED動態阻抗的系統級方法，這方法對器件進行了系統級熱條件下的特性鑒定。就第2部分的文章而言，我們使用頻率響應分析儀，在100% PWM占空比的熱穩定工作條件下，測量電路內的電流感測電阻、PWM FET阻抗及累積串聯動態阻抗見下圖14。

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圖14:電流感測反饋網絡的電路內小信號響應

3 系統性能測試

圖12中所示的LED調光電路的1000:1 200 Hz PWM調光工作波形如圖15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生的結果。電阻R29被引入，與鉗位二極管D19串聯連接，以限制補償網絡電荷耗盡。VFB波形維持想要的數字波形及幅值(無模擬調光)。

PWM信號指令轉為低態后出現額外短路持續時間GDRV波形(第6個脈沖)，這是NCV887300內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調光工作模式期間的某些寄生漏電流能量損耗。

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圖15:1000:1 200 Hz深度調光工作

第三部分：結論

本方案分兩部分進行，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;在第2部分中有效地應用于分析LED PWM調光電路。方案中探討了200 Hz 1000:1深度調光能力的實際層面問題。最后運用仿真和測量結果，與忽略相位誤差的情況進行比較得到1000:1 200 Hz PWM工作波形顯示出了極佳的工作性能。從而也證實了本方案的實用性。