级联变换器可以推进LED驱动器的性能

级联变换器可以推进LED驱动器的性能

　　用3节碱性电池来给20-30个白色发光二极管供电呈现了一个和传统的升压变换器有关的十分有趣的问题。所需的升压比率和占空系数是不切实际和不可能实现的。如果你决定用现成元件来设计并且层叠升压的两个阶段是可以产生合理的结果。这种拓扑理论已经形成大约十年了，但是由于工程师们往往认为它太复杂了而难以实现。如果占空系数不是一个关注点，单级升压的电流/电压需求将需要一个更大，更昂贵的交换机，这个交换机可能轻易达到交换机级联的推动作用的成本。你也可以看到电感,整流器,滤波电容器的类似的优势。

　　这种设计理念可以给24个白色或紫外发光二极管系列约20mA的能量。在4.5V直流输入下，测量的能量效率是84.2%。这个数字对于2-2.5W的转换器是合理的。在3V的直流输入下，对于非级连转换器的全部升压比可能超过30比1，需要的占空系数约为97%。对于级联升压转换器，这个占空系数是一个所有升压比的平方根总额的函数。在一个正常的4.5V的直流输入下，占空系数应略超过77%。

　　图1里的电路实现了一个级连升压变换器。在循环的印刷电路板的一边包括24个白色或紫外发光二极管，在另外一边就是一些起作用的电 路。你可以替换3个红色发光或4个紫外发光二极管来提供一个适当的可见的背光。该项目利用20个廉价的发光二极管在一个比较有用的30度视角上为1.52W输入提供400mW的光功率。其定向性同样有利于防止对眼睛的意外损害。紫外线光源可以应用在很多的实际应用上，包括宝石检验、货币检查等。晶体管额定少于在3v栅极驱动。IC₁同时驱动Q₁和Q₂。该电路只需要一个控制器并利用现成的电感器。第一阶段电感和滤波电容器可以产生很大脉动。第一整流器是一种廉价的40V的肖特基二极管，第二个是一个简单的额定为120V的信号二极管。


IC₁运转在R₁设定的转换频率约为300千赫上。设计采用了一种斜率补偿的电流模式控制方案。信号从电流感应电阻器R₅ 调节斜率补偿然后通过R₃的。在这种情况下R₅ 的值对于增强功率来讲是很小的。而且这种情况下转换器的响应时间是不重要的，所以选择组件变得容易多了。

　　我们没有经过充分的分析是很容易忽略级联升压变换器。我们可以批量生产满足需求的各种功能的部件，这样也可以提供一个比原来想到的更具成本效益和更简洁的方法。

英文出处:http://www.edn.com/article/CA6466211.html?spacedesc=designideasamp;industryid=44217

来源：ednchina 作者：END/Grant Smith, National Semiconductor, Phoenix