即使目標是采用恒定電流驅動LED,首先要理解的事件就是應用的輸入和輸出電壓變化。LED的正向電壓由材料特性、結溫度范圍、驅動電流和制造容限決定。憑借這些信息,就可以選擇恰當?shù)木€性或開關電源拓撲結構,如線性、降壓、升壓或降壓-升壓等。
對于輸入電壓小于40 V的LED應用而言,如果輸出電壓小于輸入電壓,則選擇降壓拓撲結構。在此基礎上,再根據(jù)輸出電流來進行選擇。若輸出電流大于1.2 A,則可采用設計用于為高亮度LED供電的1.5 A恒流開關穩(wěn)壓器NCP3065。這器件擁有額定值235 mV的極低反饋電壓,適合對LED串的平均電流進行穩(wěn)流。它擁有高至40 V的較寬輸入電壓范圍,使其能夠工作在12 Vac或12 Vdc電源。NCP3065還提供適合汽車級應用的版本—NCV3065。只需采用極少的外部元件(如MOSFET或低VCEsat開關),NCP3065開關穩(wěn)壓器即可配置為降壓、升壓或SEPIC等拓撲結構。這使得它還能用于電流小于1.2 A的應用。對于電流小于1.2 A的應用,還可采用NCP1215+MOSFET來構成降壓轉換器。對于電流小于500 mA以及輸入電壓接近輸出電壓的應用而言,可以采用NUD4001這樣的恒流線性驅動器。
如果輸出電壓大于輸入電壓,則選擇升壓拓撲結構。在此基礎上,如果是低壓電池供電應用,則可以選用NCP5005、NCP5604、NCP5608和NCP5050這樣的低壓LED驅動器;如果不是低壓電池供電應用,再看其輸出電壓值,如果大于40 V,同樣可以采用NCP3065開關穩(wěn)壓器,這時候NCP3065結合外部NMOS MOSFET配置為升壓控制器結構;否則,還要看開關電流來確定。如果開關電流大于1.3 A,則采用結合MOSFET或低VCEsat開關、配置為升壓控制器的NCP3065;如果小于1.3 A,采用配置為升壓轉換器的NCP3065。
除了單純的降壓或升壓拓撲結構,在某些環(huán)境下,也需要降壓-升壓拓撲結構,如從標準電源輸入端驅動LED串;此外,在輸入電壓和LED負載電壓交疊的場合中使用這種拓撲結構也很常見。而NCP3065也能夠配置為降壓-升壓控制器。這種架構需要2個電源開關。雖然NCP3065本身也包含1個電源開關,但我們可以使用1個低VCEsat PNP/NPN對管來獲得更高轉換效率。這是一種可擴展的方案,整流器和電源開關都能夠根據(jù)具體的輸入和輸出電壓以及電流電平來調整。值得一提的是,諸如NSS40500UW3這樣的低VCEsat晶體管采用小巧的2×2 mm封裝,提供極佳的性能。
圖4所示的是功率最高達12 W的NCP3065降壓-升壓電路。這電路設計用于電流高達0.7 A的應用,輸入電壓范圍可達8至26 Vdc。輸出電壓Vout為16 Vdc @ 700 mA和輸入電壓Vin為13-26 Vdc時,能效可達72%至80%。
