LED电路中的开关式升压变换器驱动白光LED电路图

接线图 2023年10月21日 10:19 159 admin

　　白光LED的应用使闪光灯进入了更新的应用领域，其所显出的可靠性、耐久性及白光LED功耗控制能力使白光LED在闪光灯中极具吸引力。在采用白炽灯时，对器件的电源管理只是简单的开关切换。然而白光LED不能直接采用闪光灯中的电池进行工作，因为它要求的电压是介于2.8～4V之间的，而相比之下电池电压只有1.8～3V。

　　采用开关升压变换器驱动白光LED的电路如图1所示。升压变换器TPS6200x可以产生白光LED所需要的高电压。其内部升压功率级可连接VIN与PGNO，从而为输出引脚L提供电流。此电路通过打开输出端开关进行工作，从而可以连接至电感器L1上的电池端。一旦电感器L1储存了足够的能量，输出端开关即关闭，电感器储存的能量转移到输出电容器C1。由于输出端与输入端的开关是MOSFET，因此压降低于二极管方案，从而可以实现高的效率。变换器TPS6200x通过检测电阻器监控流经白光LED的电流，同时将检测电压与变换器TPS6200x中的内部0.45V参考电压进行对比，以实现调节功能（电流与照度是检测电阻器端电压的函数）。虽然TPS6200x的内部参考电压比其他大多数变换器的电压要低，但也会造成功率损耗。在采用的白光LED电压为2.8～4V时，效率会降低10％～14％。故应通过降低电阻器值，并采用放大器实现低电压以降低这种损耗。

LED电路中的开关式升压变换器驱动白光LED电路图第1张

　　图1 采用开关升压变换器驱动白光LED的电路

　　图2给出了有无电阻检测电路的效率曲线。从图中可以看出，电路的工作效率在正常的电池电压范围内可达到80％以上，但是随着电池电压降低到接近终止电压时，效率会降低。在无电阻检测，且高输入电压时，效率接近95％；而在低输入电压时，效率将降低到80％。曲线的趋势源自两个相关的效应：一是在高输入电压时，输入电流和开关电流较低，因此传导和开关损耗较低；二是与自耦变压器极其类似，升压功率级不处理总输入功率。功率级处理的功率量与升压电压相关，或者与输入电压和白光LED电压之间的压差相关。在此设计中，白光LED的电压大约为8.7V，因此，在8.2V的高压线路上，功率级只处理功率的13％［（8.7～8.2）／8.7］。在电流高得多的低压线路上，功率级可以处理4倍功率，也就是说要处理50％的功率。

LED电路中的开关式升压变换器驱动白光LED电路图第2张