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1、驅(qū)動(dòng)LED串的DCM升壓轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)化分析 固定頻率升壓轉(zhuǎn)換器非常適合于以恒流模式驅(qū)動(dòng)LED串。這種轉(zhuǎn)換器采用不連續(xù)導(dǎo)電模式（DCM）工作，能夠有效地用于快速調(diào)光操作，提供比采用連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM）工作的競(jìng)爭(zhēng)器件更優(yōu)異的瞬態(tài)響應(yīng)。當(dāng)LED導(dǎo)通時(shí)，DCM工作能夠提供快速的瞬態(tài)性能，為輸出電容重新充電，因而將LED的模擬調(diào)光降至最低。為了恰當(dāng)?shù)胤€(wěn)定DCM升壓轉(zhuǎn)換器，存在著小信號(hào)模型。然而，驅(qū)動(dòng)LED的升壓轉(zhuǎn)換器的交流分析，跟使用標(biāo)準(zhǔn)電阻型負(fù)載的升壓轉(zhuǎn)換器的交流分析不同。由于串聯(lián)二極管要求直流和交流負(fù)載條件，在推導(dǎo)最終的傳遞函數(shù)時(shí)必
2、須非常審慎?！ ”疚模吹?部分）不會(huì)使用不連續(xù)導(dǎo)電模式（DCM）升壓轉(zhuǎn)換器的傳統(tǒng)小信號(hào)模型，而將使用基于所研究轉(zhuǎn)換器之輸出電流表達(dá)式的簡(jiǎn)化方法。在第2部分（實(shí)際考慮），我們將深入研究應(yīng)用方案，驗(yàn)證測(cè)量精度，并與理論推導(dǎo)進(jìn)行比較?！ 長(zhǎng)ED串供電的升壓轉(zhuǎn)換器 圖1顯示了驅(qū)動(dòng)LED串的恒定頻率峰值電流工作模式升壓轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化電路圖。輸出電流被感測(cè)電阻Rsense持續(xù)監(jiān)測(cè)。相應(yīng)的輸出電壓施加在控制電路上，持續(xù)調(diào)節(jié)電源開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，以提供恒定的LED電流Iout。這就是受控的輸出變量?！ D1驅(qū)動(dòng)LED串以發(fā)光的升壓轉(zhuǎn)
3、換器。輸出電流被穩(wěn)流至設(shè)定點(diǎn)值?！ “l(fā)光時(shí)，LED串會(huì)在LED連接的兩端產(chǎn)生電壓。這電壓取決于跟各個(gè)LED技術(shù)相關(guān)的閾值電壓VT0及其動(dòng)態(tài)阻抗rd。因此，LED串兩端的總壓降就是各LED閾值電壓之和VZ，而而動(dòng)態(tài)阻抗rLEDs表示的是LED串聯(lián)動(dòng)態(tài)阻抗之和。圖2顯示的是采用的等效電路。您可以自己來(lái)對(duì)LED串壓降及其總動(dòng)態(tài)阻抗進(jìn)行特征描述。為了測(cè)量起見(jiàn)，將LED串電流偏置至其額定電流IF1。一旦LED達(dá)到熱穩(wěn)定，就測(cè)量LED串兩端的總壓降Vf1。將電流改變?yōu)樯缘椭礗F2并測(cè)量新的壓降VF2。根據(jù)這些值，您可計(jì)算出總動(dòng)態(tài)阻抗，即：
4、 “齊納”電壓約等于LED串電壓VF1減去rLEDs與測(cè)量點(diǎn)電流之積： 我們假定以100mA電流來(lái)偏置我們的LED串。測(cè)量出的總壓降為27.5V。我們將電流減小至80mA，新得到的壓降值就是26.4V。總動(dòng)態(tài)阻抗的計(jì)算很簡(jiǎn)單： 根據(jù)等式，我們可以簡(jiǎn)單地計(jì)算出齊納電壓： 圖2：LED采用串聯(lián)連接，故需對(duì)它們的閾值電壓進(jìn)行累加；而總動(dòng)態(tài)阻抗是串聯(lián)連接的各個(gè)LED動(dòng)態(tài)阻抗之和?！ 』仡^再看圖1。LED串與感測(cè)電阻Rsense串聯(lián)。總交流（ac）阻抗因此就是兩者之和： 圖3是大幅簡(jiǎn)化的等效直流（dc）
5、電路圖。直流輸出電壓Vout等于輸出電流Iout與電阻Rac之積再加齊納電壓： 在交流條件下，由于齊納電壓恒定，故上述等式可簡(jiǎn)化為： 圖3：這直流簡(jiǎn)化電路圖顯示了等效齊納二極管及其動(dòng)態(tài)阻抗?！ 『?jiǎn)化模型 電流源實(shí)際上指的是從輸入電源獲得并無(wú)損耗地傳輸?shù)捷敵龅碾娏?。電流源可以被控制電壓Vc向上或向下調(diào)節(jié)，而Vc逐周期設(shè)定電感峰值電流。控制器通過(guò)升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)電流感測(cè)電阻Ri來(lái)觀測(cè)電感峰值電流，并以此工作。當(dāng)Ri兩端電壓與控制電壓匹配時(shí)，電源開(kāi)關(guān)就被指示關(guān)閉?！ ∪绻覀儸F(xiàn)在來(lái)考慮交流電路圖，就要考慮電容及其
6、寄生元件，如圖4所示。齊納元件自身并無(wú)影響，因?yàn)樵诮涣髡{(diào)制期間其電壓保持恒定：僅其動(dòng)態(tài)阻抗rLEDs需要予以考慮，融合到Rac中。如等式（5）所述。 圖4：交流模型使用跟電容模型相關(guān)的總阻抗Rac。 根據(jù)此圖，有可能表達(dá)出控制電壓被調(diào)制時(shí)的小信號(hào)輸出電壓電平： 如前所述，電流源值取決于控制及輸出電壓。為了推導(dǎo)出小信號(hào)等效模型，我們解析了跟控制電壓Vc及輸出電壓Vout相關(guān)的Iout偏導(dǎo)數(shù)： 結(jié)合等式，可以改寫(xiě)等式如下： 參考資料［1］（等式1-111，第49頁(yè)）已經(jīng)推導(dǎo)出DCM升壓轉(zhuǎn)換器直流傳遞函數(shù)，
7、即： 在此等式中，轉(zhuǎn)換器的直流阻抗（Rdc）必須以替代。新的等式就變成： 我們需要根據(jù)這個(gè)等式推導(dǎo)出占空比（D）的等式及控制電壓Vc。在存在補(bǔ)償斜坡的情況下，控制電壓不再是固定的直流電壓，而是斜率會(huì)影響最終峰值電流設(shè)定點(diǎn)的斜坡電壓。圖5顯示了最終波形。到達(dá)峰值電流值的時(shí)間比不存在斜坡的情況下更快，就好像我們會(huì)人為增加電流控制感測(cè)電阻Ri一樣。它有降低電流控制環(huán)路增益及降低連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM）下兩個(gè)極點(diǎn)的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)換器過(guò)渡到DCM時(shí)，仍然存在斜坡，必須予以顧及?！ D5：由于補(bǔ)償斜坡的緣故，峰值電流并不等于控制
8、電壓除以Rsense?！ ∠嚓P(guān)等式如下所示，其中考慮到了比例因數(shù)Ri，因?yàn)橥獠啃辈⊿e是電壓斜波： 可以推導(dǎo)出涉及至電感電流斜率的類(lèi)似等式： 解析占空比D，我們就得到： 將這個(gè)等式代入等式中，我們就解算出輸出電流Iout： 為了獲得小信號(hào)值，我們就像等
