通过将输入电流与输出电流以逻辑"或"的配置方式相连接,可实现对输入的钳制。如图3中所示,其目的是为了生成一个驱动PWM控制器的复合反馈信号。然后,CSM使输出电流反馈无效,并且强制LED电流在输入电压下降到一个预设电平以下时减少,从而限制输入电流。

汽车LED升压驱动器电路设计

图3. 输入限流器依赖感测输入和输出电流

电路操作

图4显示了一个具有输出短路保护功能的升压转换器LED驱动器的电路实现方式。电路中显示的Osram Opto Semiconductors Ostar公司生产的LED是一款针对汽车前灯应用的器件,实际上是位于一块绝缘金属基板上的单片、LED。此器件具有额定值为2A的浪涌电流(少于10 μs),以及电流为1A时18V的典型正向电压。DC/DC升压转换器感测反馈引脚上的正向LED电流,并且充分调整输出电压,以调节LED电流。LED电流由感测电阻器 (RSNS) 设定,它的值与PWM转换器的内部带隙基准成比例 (RSNS = VREF/ILED)。使用一个具有低基准电压的升压转换器能够更轻松地实现较高的转换器效率,并减少组件热应力。

图4. 具有短接负载故障保护功能的LED升压驱动器电路

虽然使用寿命可以长达50000小时以上,但LED对于温度和电过应力十分敏感,而且它们的动态阻抗特性经常会给开关稳压器组件的选择和控制环路的设计提出难题。这份操作说明书中对这些选择和设计难题进行了说明。按照这种方法开发出了图4中显示的电路仿真来分析LED驱动器/保护电路的复杂程度,并在各种不同的工作条件下预测电路运行方式。

为这项分析所选择的PWM控制器具有一个0.26V的反馈基准电压。所以,LED电流为1A时,LED感测电阻器的功率耗散只有0.26W。由于CSM具有值为50的增益,就需要一个小很多的感测电阻器来感测输出电流。当流经CSM分流电阻器的电流超过CSM感测电阻器设定的限值时,CSM增益和比较器阀值 (R, R),PMOS导通晶体管中断负载电流-从而发挥电子断路器的作用。

可通过将RESET引脚切换为低电平来复位锁存输出。然而,考虑到这篇文章的目的,RESET已经被禁用,以检验响应速度。响应速度和峰值电流取决于很多变量。这些变量包括组件选择、CSM带宽、噪声滤波器、输出电容、FET选择、和输出升压电感器。这些因素和在一起会影响转换器的输出阻抗。为了准确评估运行方式,我们曾以50ns的最大时间步进和设定为0.001%的直流相对容限运行仿真。此分析在TINA-TI,一款免费的Berkeley SPICE 3f5兼容仿真器中运行。工作频率300kHz的升压转换器的5ms仿真在仅仅30秒以内即可启动至稳定状态。

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