LED恒流驱动不同控制模式下分析比较

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  FPWM(强制的脉宽调制)是一种恒流输出为基础的控制方式,它的工作原理是无论输出负载如何变化总是以一种固定频率工作,高侧FET在一个时钟周期打开,使电流流过电感,电感电流上升产生通过感抗的电压降,这个压降通过电流感应放大器放大,来自电流感应放大器的电压被加到PWM比较器输入端,和误差放大器的控制端作比较,一旦电流感应信号达到这个控制电压,PWM比较器就会重新启动关闭高侧FET开关的逻辑驱动电路,低侧的FET会在延迟一段时间后打开。在轻负载下工作时,为了维持固定频率,电感电流必须按照反方向流过低侧的FET。FPWM技术驱动芯片目前只见到MAXIM和NationalSemiconductor的芯片使用。

    如上PFM、PWM是采用恒压驱动方式控制LED,而FPWM和PFM/PWM是恒流驱动方式控制技术,实践证明较适合LED驱动。

    本公司近期推出的IV0101/IV0102升压转换器芯片。它的控制模式是在PFM基础上改进的PFM/PWM控制技术,是PFM与PWM有机结合的控制方式(不是PFM与PWM的切换),是以输入电压确定N开关管开启时间,输出电压与输入电压差确定同步管开启时间,而不像PWM采用误差放大器反馈输出的方式调节脉宽。在有一定负载情况下,开关频率取决于N管开启时间tN和P管开启时间tP。

    其中tP≧KP/(Vout-Vin);tN≦KN/Vin

    在轻负载时,充电周期持续在*大值tN。当电感电流为零,同步整流管开启时,芯片工作在分立式模式(DCM)下。当负载增加时,由于大负载原因,输出很快降至设定点。如果负载电流增加,芯片工作在连续模式(CCM)下,即总有电流流过电感,只要电感电流峰值没有达到*大,那N管开启时间tN始终保持在设定点。当充电结束开始放电周期时,开关管电流将达到*大。但是,满负载仍未达到,因为在*小放电时间结束后,输出仍然可调。当放电时间到*小值tP时,将达到满负载。所以本控制模式就是通过不断地调整N管开启时间tN和P管开启时间tP来调整开关频率从而保证恒流输出的。在PWM控制方式下,为了避免寄生电感造成的系统震荡故障,一般都要接输入电容Cin,本芯片在电源接入端没有接输入电容,因而省却了PCB板电容位置,减小了板面积,并且避免了在PWM循环时,由电容产生的突波脉冲现象,防止了系统效能下滑,因为它是PFM与PWM有机结合的控制方式,因而它具有PFM较快的响应速度和很高的回路增益及PWM大电流输出特性,可与PWM调光相配合,成为理想的中小功率LED恒流驱动芯片。