采用MAX16834设计buck-boost LED驱动器

{本文由家电维修技术小编收集整理资料}本参考设计用于buck-boostLED驱动器。设计采用电流模式高亮度LED驱动器MAX，利用MAX评估(EV)板实现此设计方案。本应用笔记提供设计说明、原理图、材料清单(BOM)以及性能数据。该参考设计中，buck-boost转换器(以输入电压为参考)从7V至V直流电源产生驱动4个白光LED(WLED)的mA电流，设计采用MAX电流模式高亮度(HB)LED驱动器。LED驱动器规范输入电压：7V至V输入电压纹波：mVP-PLED电流：mALED电流纹波：5%(最大值)LED正向电压：3.5V(mA时)LED数量：4只(最大值)输出过压保护：.2V输入端VIN、PGND：电源输入PWMDIM、SGND：PWM调光输入输出端LED+：连接LED阳极至LED+LED-：连接LED阴极至LED-

整理分享采用MAX16834设计buck-boost LED驱动器 ，希望有所帮助，仅作参考，欢迎阅读内容。

内容相关其他词:,内容如对您有帮助，希望把内容链接给更多的朋友！

图1.MAXEVKIT用于实现参考设计的功能

图2.LED驱动器原理图

详细说明将boost转换器输出负端连接到输入电源正端，构成buck-boost转换器(以输入电压为参考)。在此设计一款buck-boost转换器(以输入电压为参考)，从7V至V直流电源产生mA电流，驱动4个白光LED(WLED)(每个WLED在mA时的正向压降为3.5V)。MAXHBLED驱动器集成了峰值电流模式*，工作于CCM(连续导通模式)，开关频率为kHz。开关频率通过R电阻(kΩ)设置。输入、输出电压变化时，MAX控制电感的峰值电流，保证LED的电流为mA。检测LED回路的电流检测电阻两端的电压，然后将其在内部放大9.9倍，这样可以减小检测电阻的阻值，从而提高效率。经过放大的电压与R和R设定的基准电压进行比较，其差值由一个GM=µS的跨导放大器进行放大，输出信号在COMP引脚产生控制电压，此电压设置电流环路的基准，这样，电感电流检测电阻R9两端的电压峰值最终成为此控制电压。转换器设计转换器设计参数如下：输入电压范围：7V至V输入电压纹波：mVP-PLED正向最大电压：V(即4x3.5V)LED电流：mALED电流纹波：5%(最大值)开关频率：kHz按照式1计算N2的最大占空比：

其中，VLEDMAX是LED最大电压，VINMIN是最低输入电压，VD是二极管压降，VDS是FET开关导通时的平均压降。本应用中，DMAX为0.。电感(L1)选择选择电感，需要知道其电感量和峰值电流。峰值电感电流可用式2计算：

其中，IL*G为平均电感电流，ΔIL为电感电流纹波，表示为平均电感电流的百分比：

允许电流纹波ΔIL为%，代入已知参数，可以得到：

最小电感量可由式5计算：

其中，fSW为开关频率。考虑到%的容差，可得LMIN=µH，此处选择µH电感。开关检流电阻(R9)正常工作时，开关检流电阻两端的电压最大值不应高于mV，如果检流电阻的电压达到mV(典型值)，转换器将关断。R9上的电压决定了开关周期中导通脉冲的宽度，芯片内部提供了前沿*电路，可防止开关MOSFET提前关断。R9的计算如式6所示：

计算得到：R9=0.Ω，这里R9选择0.Ω。斜率补偿电容(C)众所周知，在峰值电流模式控制中，CCMboost转换器的占空比超过%时环路将出现不稳定，需要引入适当的斜率补偿，以消除由谐波分量引起的不稳定性。MAX具有内部斜坡发生器，用于斜率补偿。在每个开关周期开始时，斜坡电压复位，然后按外部电容C设定的速率上升，C由内部的µA电流源进行充电，斜坡电压与R9两端的电压内部叠加。C的计算如式7所示：

其中，VSLOPE为：

从式7和式8可以得到：C=1.nF，实际选取1.5nF电容。LED检流电阻(R5)利用式9计算R5：

在此应用中，取VREFI=1.V，得到：R5=0.Ω。滤波电容输出电容COUT(C7与C8的并联电容)按式计算：

其中，ΔVLED为输出电压纹波的最大峰峰值，它取决于最大电流纹波和此电流下LED的动态阻抗。为延长LED使用寿命并保证其色度，LED上的纹波电流应小于其平均电流的5%。本应用中，计算得到COUT为3µF，故电容C7、C8均选用2.2µF/V。由式计算输入电容(C1、C2的并联电容)：采用MAX16834设计buck-boost LED驱动器

其中，ΔVIN为输入电压纹波的峰峰值。对于mV的ΔVIN，CIN为1.9µF，所以选择C1为2.2µF/V，C2为1.1µF/V。反馈补偿Buck-boost转换器的传递函数在右半平面存在一个零点，可用式计算：

本应用中，fRHPZ在.8kHz处，为了提供充分的相位裕量，保持环路稳定，在-dB/十倍频程时，整个环路增益应在RHP零点频率的1/5之前达到0dB，由此可得截止频率fC为7.kHz。输出电容和负载等效输出阻抗会产生一个极点：

其中，RO为负载等效阻抗，由下式确定：

从式可得fP1=4.7kHz。接下来选择补偿元件R和C，它们需要在极点频率fP1处产生一个零点，并调整fP1处的环路增益，使之在fC达到0dB。利用式计算R：

从式可得R=Ω，此处R选择Ω电阻；GM是内部跨导放大器的增益。相应地，C可以计算如下：

从式可得C=0.µF，此处选用0.1µF电容。数字PWM调光MAX内部有一个用于PWM调光的MOSFET驱动器，它可以接受1.5V至5V的逻辑高电平PWM信号，信号频率从直流到kHz，通过改变PWM信号的占空比调节LED亮度。NDRV驱动器和跨导放大器输出由PWM信号控制，PWM信号为高时，NDRV使能，跨导放大器的输出端连接到COMP引脚；信号为低时，NDRV被禁止，跨导放大器的输出端断开，COMP端连接到PWM比较器反相输入端，该端为CMOS输入，可忽略其从补偿电容C吸收的漏电流，故C上电荷将保持，直到PWM变高。一旦信号变为高电平，NDRV将使能，放大器输出又连接到COMP端，从而快速建立稳定的工作状态。LED开路保护如果空载或发生LED开路故障，boost转换器将会产生很高的输出电压，该转换器可在发生这种高电压时关闭，电压门限通过R和R设定。R和R的分压点接到IC的OVP引脚，当该引脚电压达到1.V(典型值)时，转换器将关闭。本设计中，R和R设定的LED开路保护点为输出电压达到.2V。用MAX评估板实现buck-boost转换器MAX评估板上装配了boost转换器，可以通过增减下列元件，将其配置为buck-boost转换器：移除电阻R4、R8。把电阻R3换成0Ω。按照BOM说明安装元件。电路波形和性能数据

图3.N2栅极驱动电压

图4.N2漏极电压

图5.N2开关电流波形

图6.LED电压

图7.PWM调光占空比为%时的LED电流波形

图8.PWM调光占空比为%时的LED电流波形

图9.PWM调光占空比为%时的LED电流波形上电顺序将4只串联的WLED的阳极连接到LED+焊盘，阴极连接到LED-焊盘。输入电源连接到VIN和PGND焊盘之间。将逻辑高电平为1.5V至5V的PWM信号(频率范围为Hz至kHz)连接到PWMDIM和SGND焊盘之间。改变PWM信号占空比检验LED的亮度变化。本文转载自Maxim。推荐阅读：LED在远程控制照明中的应用W长串LEDboost驱动器的全陶瓷电容方案Li+电池供电、低压高亮度(HB)LED解决方案实现LED照明智能化心率监测/健身监测设备走向监听化上一篇：LED在远程控制照明中的应用下一篇：详解FIR滤波器和IIR滤波器的区别特别推荐MP：电表PMIC界新来的“五好学生”氮化镓器件在D类音频功放中的应用及优势如何通过使用外部电路扩展低边电流检测并提高DRV的检测精度SiCMOSFET的设计挑战——如何平衡性能与可靠性集成式光学*如何满足床旁检测仪器的未来需求技术文章更多>>“解剖”便携式医疗设备，看看里面都有啥？如何满足各种环境下汽车USB充电端口要求？电感饱和与开关电源之间的密切关系，这篇文章讲透了！（下）使用UWB技术的卓越汽车中科融合刘欣：从MEMS微振镜芯片入手，全栈式解决3D机器视觉挑战

技术*下载更多>>车规与基于V2X的车辆协同主动避撞技术展望数字隔离助力新能源汽车安全隔离的新挑战汽车模块抛负载的解决方案车用连接器的安全创新应用MelexisActuatorsBusinessUnitPosition/CurrentSensors-TriaxisHall

热门搜索钽电容碳膜电位器碳膜电阻陶瓷电容陶瓷电容陶瓷滤波器陶瓷谐振器陶瓷振荡器铁电存储器通信广电通讯变压器通讯电源通用技术同步电机同轴连接器图像传感器陀螺传感器万用表万用表使用网络电容微波微波功率管微波开关微波连接器微波器件微波三极管微波振荡器微电机微调电容微动开关