基于BOOST電路供電的LED發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

一.前言

在LED發(fā)光二極管的應(yīng)用中，往往我們需要用幾個(gè)LED串聯(lián)起來(lái)構(gòu)建一個(gè)燈組進(jìn)行驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮，因?yàn)槊總€(gè)二極管上都會(huì)有一定的壓降，當(dāng)我們串聯(lián)多個(gè)LED時(shí)，總壓降可能會(huì)超出電源電壓，這個(gè)時(shí)候我們就需要搭建BOOST電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)了。BOOST電路是一種升壓輸出電路，其輸出電壓比輸入電壓高，接下來(lái)我們就講一下基于BOOST開(kāi)關(guān)電路供電的LED驅(qū)動(dòng)電路。

二.基于BOOST的LED驅(qū)動(dòng)器

下圖是典型的BOOST電路原理圖，Q1工作在飽和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，電感L1充電，Q1導(dǎo)通電阻很小，電源電壓主要在電感L1兩端，Q1兩端的壓降很小，從而D1兩端的電壓不足以達(dá)到正向?qū)妷海@個(gè)時(shí)候D1處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)Q1關(guān)閉后，電感充當(dāng)臨時(shí)電源和主電源VIN串聯(lián)，此時(shí)D1二極管正向?qū)ǎ?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/電容/" target="_blank">電容C1充電，C1的作用就是充當(dāng)儲(chǔ)能電容，BOOST輸出電壓，輸入電壓以及占空比有如下關(guān)系：Duty Cycle, Boost = 1 – (VIN / VOUT)，由此可見(jiàn)輸出電壓由輸入電壓和Q1開(kāi)關(guān)占空比決定。

比如ADI公司的LT1937升壓型變換器，它是具有恒定電流輸出能力的LED升壓驅(qū)動(dòng)器

其內(nèi)部電路拓?fù)淙缦?，Vin引腳用于給芯片內(nèi)部邏輯電路供電，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，電源電壓經(jīng)Vin→電感L1→SW引腳→Q1→GND。Q1串聯(lián)了一個(gè)0.2Ω的采樣電阻用于采樣Q1導(dǎo)通時(shí)的電流，當(dāng)Q1關(guān)斷時(shí)，電源電壓經(jīng)Vin→電感L1→D1→LED→R1→GND。電阻R1可以設(shè)定輸出電流，基本原理就是通過(guò)0.2Ω采樣電阻采樣開(kāi)關(guān)電流經(jīng)過(guò)運(yùn)放轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出到A2的正輸入端，A1放大器采集FB外置外置電阻R1上的電壓（R1的阻值是根據(jù)需要的輸出電流設(shè)定的，等于95mV/Io），然后和參考電壓95mV比較后輸出電壓信號(hào)到A2的負(fù)輸入端，進(jìn)而通過(guò)A2來(lái)控制Q1的開(kāi)關(guān)。

需要注意的是輸出電流不能設(shè)置的過(guò)低，因?yàn)檫^(guò)低的輸出電流會(huì)使得Q1跳過(guò)部分開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)降低輸出電流，那么在此過(guò)程中電感中的電荷已經(jīng)釋放完了，這個(gè)時(shí)候電感L和電容C可能會(huì)發(fā)生LC振蕩，從而產(chǎn)生振鈴波，電感的選型要選擇低等效串聯(lián)電阻的電感型號(hào)以降低損耗。輸出電容的作用是通過(guò)限制輸出電壓的紋波來(lái)維持輸出電壓的穩(wěn)定，電容自身的串聯(lián)阻抗以及輸出電流決定了紋波電壓的大小。

關(guān)于PCB布局的話(huà)，電源輸入VIN，電感L以及SWITCH的走線(xiàn)越短越好，環(huán)路越小越好，其次轉(zhuǎn)換器下面要盡可能鋪地，降低EMI，電阻R1就近打過(guò)孔接入地平面，提高測(cè)量精度。

三.總結(jié)

用BOOST作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器，需要注意輸出電流以及LED的導(dǎo)通壓降，避免BOOST輸出電壓達(dá)不到要求，同時(shí)PCB布局也要注意，降低EMI，避免測(cè)試超標(biāo)。