白光 LED 正一路殺入白熾燈以前大行其道的許多市場,。閃光燈進入了更新型的應用領域,,其中其所展顯出的可靠性,、耐久性以及 LED 功耗控制能力使這些器件極具吸引力。在采用白熾燈時,,對器件的電源管理只是簡單的開關切換,。然而 LED 不能直接采用閃光燈中典型的兩個電池進行操作,因為它們要求的電壓是介于 2.8~4V 之間的,,而相比之下電池電壓只有 1.8~3V,。電源管理的復雜性有所增加,因為 LED 的光輸出與電流相關,,而 LED的特征與電壓呈現(xiàn)出極端非線性的關系,。解決此問題的方法之一是提高電源的電流限制。目前市場上有眾多可用的 LED 應用器件,;但是,,對于閃光燈應用所需的 1~5W 功率而言,它們的額定電流通常都太低了,。
升壓轉換器IC是提升驅動白光LED電壓的正確選擇" border="0" height="203" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20100811/c33eb8a8-3ac9-4e79-9eda-c53ff532a2eb.jpg" width="500" />
圖1:升壓轉換器IC是提升驅動白光LED電壓的正確選擇,。
圖1說明了一種通常可提升電源調節(jié)器的方案,。升壓轉換器 IC - IC1
可以產(chǎn)生白光LED所需要的更高電壓,。內部升壓功率級 (buck power stage) 可連接 VIN 與 PGND,從而為輸出引腳L 提供電流,。此電路通過打開高端開關進行操作,從而可以連接電感器 L1 上的電池電壓,。一旦電感器 L1 儲存了足夠的能量,,高端開關即關閉。電感器電流可驅動開關節(jié)點切換到負極,,并驅動能量通過低端轉移到輸出電容器 C1,,從而創(chuàng)建基本無損耗的開關事件。另外,,由于高端與低端開關是 MOSFET,,因此壓降低于二極管實施;從而可以實現(xiàn)極高的效率,。轉換器 IC 通過電流感應電阻器能監(jiān)控流經(jīng) LED 的電流,,同時將電流感應電壓與轉換器 IC 中的內部 0.45V 參考電壓進行對比,以實現(xiàn)調節(jié)功能,。因此,,電流與照度是電流感應電阻器電壓的函數(shù)。盡管 IC 的內部參考電壓比其他大多數(shù) IC 的電壓要低,,但其確實會造成可測量的功率損耗,。在采用 2.8~4V 的 LED 電壓時,,其會使效率降低 10~14%。通過降低電阻器值,,并采用放大器感應低電壓時的電流可以降低這種損耗,。
圖2:電阻性電流感應會對圖1中電路的效率產(chǎn)生負面影響。
圖2顯示了在350mA電流調整點時的負載電流調節(jié)與升壓電壓,。效率在正常的電池電壓范圍內達到80% 以上,,但是隨著電池電壓降低到壽命終點值,效率會降低,。另外,,該圖還說明了電阻性電流感應的影響。在高輸入電壓時,,效率接近95%,,而在低輸入電壓時,效率將降低到80%,。曲線的趨勢源自兩個相關的效應:在高輸入電壓時,,輸入電流和開關電流較低。因此,,傳導性和開關損耗較低,。其次,與自耦變壓器極其類似,,升壓功率級不處理總輸入功率,。功率級處理的功率量與升壓電壓相關,或者與輸入電壓和LED電壓之間的壓差相關,。在此設計中,,LED電壓大約為3.7V,因此,,在3.2V的高壓線路上,,功率級只處理功率的13%((3.7-3.2)/3.7)。在電流高得多的低壓線路上,,功率級可以處理4倍功率,,也就是說50% 的功率。盡管升壓控制器并非上述應用理所當然的選擇,,但其仍然能夠在廣泛的輸入電壓變化范圍內提供低成本,、低輸入電壓操作以及較高的效率。