可调LED亮度的DC-DC转换器TPS治理发愣功42

ＴＰＳ６１０４２的电压转换采用脉冲频率调制（ＰＦＭ）方式。转换效率高达１ＭＨｚ。当检测电阻上的电压低于２５２ｍＶ时，主开关管Ｑ１接通，电流升高，当电流达到５００ｍＡ或接通时间超过６μｓ后，主开关管Ｑ１关断。外部肖特基二极管将电感能量传送到输出端。此后在保持至少４００ｎｓ的关断时间且反馈电压降到参考电压（２５２ｍＶ）以下时，主开关管重新接通。该芯片的ＰＦＭ电流控制开关频率和电感值、输入输出电压、ＬＥＤ电流等有关。

    ３．２ 亮度控制

应用频率范围为１００Ｈｚ～５０ｋＨｚ的ＰＷＭ信号会使ＬＥＤ电流随ＰＷＭ信号的有效周期产生脉动。ＰＷＭ信号有效周期可以从１％到１００％，当有效周期低于１％时，如果ＰＷＭ信号无效时间超过１０ｍｓ，转换器就会停机。另外，ＴＰＳ６１０４２的控制端还有使能功能。当ＣＴＲＬ置于高电平５００μｓ后，转换使能有效，而当ＣＴＲＬ置低３２ｍｓ后，转换禁止。该ＰＷＭ信号的时序如图３所示。

３．３ 过压保护和欠压锁定

为防止输出电压高于Ｑ１的３０Ｖ极限电压值，该芯片内部设计了过压保护电路。当输出电压超过３０Ｖ时，Ｑ１关断。而当输入电压低于１．５Ｖ时，转换器关闭，此时Ｑ１和ＬＥＤ开关管Ｑ２呈高阻态。

４　应用电路设计

４．１ 极限电流值设置

图４所示是ＴＰＳ６１０４２的典型应用电路，图中，当电感上的电流达到５００ｍＡ之前，内部开关管保持接通。实际上，在电流达到５００ｍＡ极限时，在持续的１００ｎｓ内，电流可能会略微超过５００ｍＡ。具体极限电流如下：

ＩＰ＝Ｉ（ＬＩＭ）＋ＶＩ／Ｌ×１００ｎｓ

即ＩＰ＝５００ｍＡ＋ＶＩ ／Ｌ×１００ｎｓ

由此可见，输入电压越高，电感值越低，极限电流越大。

    ４．２ 电感的选取

在图４电路中，Ｌ１的典型电感值为４．７μＨ。其电感值越小，转换频率也越高，但转换效率较低，而且峰值电流较大。增大电感值可以限制输出电流，但启动时间较长。电感的直流电阻也可能影响转换效率。直流电阻越低，转换效率越高。因此，在选电感值时，要充分考虑实际应用的各种条件。

４．３ 二极管的选择

由于ＴＰＳ６１０４２的开关频率很高，因此二极管要选用快速整流管。推荐使用肖特基二极管，如ＭＢＲ０５２０、ＭＢＲ０５３０、Ｔｏｓｈｉｂａ ＣＲＳ０２、Ｚｅｔｅｘ ＺＨＣＳ４００等。

４．４ 电容的选择

输入电容可以选用低ＥＳＲ的电容，典型容量值为４．７μＦ。为达到更好的输入滤波，电容量也可适当增加。

输出电容一般选用钽电解电容。输出电容影响着电压输出纹波和转换器的线性调节性能。当输出电容大于１μＦ时，线性调节性能可达到１％／Ｖ。

    ４．５ ＬＥＤ电流的设置

通过对检测电阻Ｒｓ的设置可调整ＬＥＤ电流