| 简单的转换器利用电池来驱动Luxeon白光LED |
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作者：佚名 文章来源：互联网 点击数： 更新时间：2008-9-5 20:24:42  |
来自Luxeon和Nichia公司的高输出1W白光LED提供了与12W白炽灯相近的亮度水平，而功耗仅为1W，且使用寿命长达50,000小时以上。对于许多灯泡应用来说，这些器件有望实现巨大的节能效果，并将降低维护成本。然而，为了保持正确的亮度，必须采用一个恒定电流来对这些LED进行驱动。在工艺和温度极限内，正向压降的变化范围为2.8V至4.0V。用于驱动LED的电路必须在维持恒定电流驱动的同时对该正向电压变化加以补偿。现有的升压电路通常采用带附加电路的电压反馈开关转换器来检测输出电流(而不是电压)。这导致电路结构复杂和效率低下。
LTC3490提供了一种用于把单节或双节电池电压提升至所需的LED正向电压以及通过LED负载来调节电流的简单解决方案。高频(1.3MHz)操作允许采用小值电感器和电容器。电流检测电阻器和环路补偿元件是内置的，因而减少了元件数目。LTC3490是一款同步转换器，从而免除了整流器二极管以及与之相关的效率损失。所需的元件仅仅是升压电感器和一个输出滤波电容器。停机和调光功能增加了少量的电阻器，而且，在某些情况下还建议增设一个输入电容器。
电路描述
LTC3490是一款同步升压型转换器。其方框图示于图1。利用一个低电压启动电路，它能够在输入电压低至0.9V的条件下正常启动。当输出电压超过2.3V时，升压电路将接通，而启动电路将被关断。该升压转换器采用的是一种固定频率和电流模式架构。 照明设计网收集整理（www.5ilight.com）8
图1：LTC3490方框图
LED电流利用一个位于高压侧的内部0.1Ω电阻器来检测，这允许把LED的负极接地。一个检测放大器负责对该电压与流过一个比例式匹配19.2Ω电阻器的基准电流进行比较。对检测电压差进行积分运算，并将其用于PWM控制器的设定。因此，LED电流是恒定的，这与LED正向电压无关。
在两节电池应用中，LTC3490的效率高达90%；在单节电池应用中，LTC3490的效率高于70%(图2)。两节电池电路和单节电池电路分别示于图3和图4。
图2：LTC3490的效率
图3：元件数目极少的两节电池电路
图4：元件数目极少的单节电池电路
过压保护
由于电流检测控制器有可能把输出电压驱动至具有破坏性的水平(如果没有负载的话)，因此，需要采用输出过压保护。如果LED被从电路移除或发生故障，就会出现这种情况。只要输出电流低于350mA，输出电压就将继续攀升并有可能在未采用过压保护电路的情况下损坏LTC3490。当输出电压高于4.5V时，过压检测器将强制LTC3490进入停机模式。过压检测器保持接通状态，并将在输出电压降至4.5V以下时恢复正常操作。 照明设计网收集整理（www.5ilight.com）2
调光功能
LTC3490可采用CTRL/SHDN引脚来逐渐减小LED电流。CTRL/SHDN输入具有三项功能：停机、调光控制和恒定电流输出。该引脚与VIN引脚电压之间存在一种比例关系，这使得能够采用简单的电阻分压器来设定电流值。当CTRL/SHDN引脚电压低于0.2?VIN时，器件处于停机模式，而吸收电流极小。当CTRL/SHDN引脚电压高于0.9?VIN时，器件处于350mA恒定电流模式。当CTRL/SHDN引脚电压处于0.2?VIN和0.9?VIN之间时，LED电流将在0mA至350mA之间线性变化。
低电池电量检测
LTC3490提供了两个低电池电量检测电平。这些电平由CELLS引脚来设定，用于指示电池的节数。当CELLS引脚为低电平时，低电池电量检测电平被设定为1.0V，而当CELLS引脚与VIN相连时，低电池电量检测电平则被设定为2.0V。这分别对应于单节和双节电池操作。当电池电压降至检测电平以下时，/LOBAT 引脚上的一个漏极开路输出将被拉至低电平。该输出可被用来驱动一个指示器，或被反馈至CTRL/SHDN引脚，以减小LED电流，从而延长电池的剩余运行时间。
还有一个欠压闭锁电路，该电路将在电池电压降至每节0.8V以下时关断LTC3490。这能够防止电池电流过大(单节电池)以及放电不均的镍氢电池中发生电池反接(两节电池)。 照明设计网收集整理（www.5ilight.com）8
电池真实性检查
电池存在一种所谓“放电恢复”现象。当把负载从一个电量几乎耗尽的电池上移开时，电池端子电压将恢复至一个令人惊讶的高电压。这样，当一个几乎耗尽的电池使LTC3490发生失效电池关断跳变时，吸收电流的减小使得电池电压能够恢复。这将重新接通LTC3490，并把负载再度加到电池上。此时，电池电压将下降，从而再次触发停机操作。这种现象导致LTC3490快速接通和关断LED电流。观测结果是：当电池的电荷量接近耗尽时，平均LED电流缓慢减小。LTC3490提供了一种利用碱性电池或镍氢电池来驱动高输出白光LED的简单解决方案。它具有高效率和少元件数目的特点。
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