基于Buck变换器的LED驱动器反馈环路设计及测试
中心议题:
- 基于Buck变换器的LED驱动器与常规的Buck变换器的设计差异
- AOZ0181反馈环路的设计过程
- 不能直接测量Buck型LED驱动器增益裕量和相位裕量的原因
- 采样低驱动电压来降低LED功耗,提高效率
- 输出电压由串联的LED的正向压降确定
- 在FB管脚加电压跟随器
Buck降压型LED驱动器和通用BUCK降压型变换器的设计相同,但对于反馈环路的增益裕量和相位裕量的测试,却和通常的Buck降压型变换器有很大的不同,这是由于LED驱动器的特性决定的,本文将会讨论这个有趣的问题。
1. Buck降压型LED驱动器特点
Buck降压型LED驱动器和通用Buck降压型变换器最大的不同在于参考电压的差异。通用Buck降压型变换器的参考电压通常是0.8V,1.25V等,用于设定输出的电压,输出电流变化时,输出电压保持恒定,输出的负载和输出电容并联,如图1 所示。Buck降压型LED驱动器的参考电压通常是0.25V,0.2V,0.1V,用于设定LED的驱动电流,并保持LED的电流恒定。由于设定LED的驱动电流的取样电阻和LED串联,因此参考电压越低,取样电阻的功耗就越小。如果参考电压过低,由于电流信号的取样信号太小,容易受外干扰,影响取样的精度;此外,同样的电流所要求的取样电阻值太小,也不容易选购。
在Buck降压型LED驱动器中,LED电流设定电阻有低端和高端电流取样两种方式,如图1 所示。低端电流取样直接对地检测电流,设计简单,但容易受到共模的干扰,取样精度差。高端电流取样不容易受到共模的干扰,取样精度高,但需要差动放大器。
2. AOZ1081工作特点
本文将基于AOZ1081来介绍反馈环的设计,因此先介绍一下AOZ1081的工作特点。AOZ1081是一款降压型Buck变换器,工作于电流模式,其特点可以让它配置成LED驱动器,同时也可以作为通用Buck变换器使用。其特点如下:
(1)内置了低端的续流二极管,因此无需外加肖特基二极管;
(2)具有内部的软起动,因此无需外加软起动电容;
(3)0.25V的参考电压,保证电流取样精度同时降低电流设定电阻的功耗;
(4)输入工作电压为4.5V到16V,具有Power On Reset POR功能,输入电压到4V时开始工作,输入电压低于3.7V,关断;
(5)具有连续的1.8A最大的输出电流;
(6)占空比从12%到100%,输入输出压差低时可以工作于LDO方式;
(7)1MHz的工作频率,可以使用小体积的电感和电容;
(8)在EN管脚可以加到最高到200Hz的PWM波形进行数字调光;
(9)具有过流保护OCP和输出过压保护OVP;(10)芯片具有过温保护OTP功能。
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