基于降压转换器的LED照明驱动器设计[2]

　　ton=ipkL/VIN

　　此时，存储在电感内的总能量(J)为：

　　J=Li2pk/2

　　这样，尽管此时开关会关闭，但流经电感的电流并不会中断。这会使二极管D1导通，并在电感两端产生输出电压(-Vo)，这个负电压会导致电感电流迅速下降。经过一定时间tOFF后，电感电流趋于零。此时间可通过下列公式来计算：

　　tOFF=ipkL/VO

　　为使转换器工作在非连续导通模式下，开关导通时间与电感电流下降时间的总和必须小于或等于开关周期TS，以便确保在下一个开关周期时，电感电流能够从零开始。

　　事实上，在输入电压最小和输出电压最大的情况下，(tON+tOFF)可取得最大值。因此，确保在这些电压下转换器工作于非连续导通模式可保证在任何情况下都能满足下式所列的条件： tON+tOFF≤Ts

　　转换器从输入端获得的功率(Pin)电感中的能量与开关频率f的乘积：即：

　　Pin=fsLi2pk/2

　　假设LED串的电压(VO)恒定且效率为100%，那么LED的电流(iLED)为：

　　iLED=PIN/VLED=Li2pkfs/2V

　　在峰值电流控制模式下，ipk通常是一个固定值。因此，LED电流完全独立(理论上)于输入电压。在固定的ipk下，输入电压的上升(下降)会 引起晶体管的导通时间成反比例减少(增加)，这将提供很好的线电压调节。在实际应用中，从控制IC检测到电流峰值到GATE引脚实际关断之间的延迟会引起 输入功率变化。导通时间较短会由于延迟时间而出现更多误差，因为延迟时间将会占导通时间相当大的部分。

　　实际上，LED电流与LED串的电压成反比。一个标称输出为20 V和350 mA的电路，将在10 V输出电压时产生700 mA的电流，这显然不是期望的结果。但是，通过使开关频率与输出电压成正比，上述公式提供了一种将恒定功率转换器转换为恒定电压转换器的方法。

　　假设fs=KVO，其中K是常数，那么有：

　　iLED=kLi2pk/2

　　这样，iLED将独立于输入和输出电压。

　　回扫转换器的另一个缺点是它易受输出开路状态的影响。当LED开路时，存储在电感内的能量在每次开关导通时间的最后都会被转移到输出电容里。这 样，缺少电容放电的负载将导致电容两端的电压逐渐上升，最后超过器件的标称值并损坏功率级。因此，可通过增加额外电路来提供输出电压反馈及过压保护。

　　输出电压反馈

　　图4是一个可实现过压保护和LED开路保护的额外电路。实际上，很多峰值电流模式控制器IC都具有专用的RT引脚。与该引脚相连的电阻可用来设 置内部电流，其内部电流用来给振荡器电容(可以是内部或外部)充电。振荡器电容上的斜坡电压控制开关频率，这样，开关频率与RT引脚的输出电流成正比。电 阻越小(大)，电流就越大(小)，开关频率也就越高(低)。基于这一原理，可利用输出电压反馈来调整开关频率。