用MAX16802组成的驱动白光LED电路

MAX16802是高度集成的由反激型PWM控制的白光LED驱动器，它的输入电压可高于或低于所要求的输出电压。此外，当反激电路工作在非连续电感电流模式时，能够保持白光LED电流恒定，无须额外的控制回路。
　　（1）MAX16802的主要技术特性
　　MAX16802的主要技术特性如下。
　　①输入电压范围为10.8～24V。
　　②为单个3.3V白光LED供电时，提供350mA（典型）电流。
　　③阳极对地的最大开路电压为29V（典型值）。
　　④开关频率为262kHz。
　　⑤逐周期限流。
　　⑥通断控制输入。
　　⑦允许使用低频PWM信号调节亮度。
　　⑧可以调整电路以驱动多种配置形式的串联、并联白光LED。
　　（2）MAX16802的主要特点
　　MAX16802的主要特点如下。
　　①高的集成度使其所需的外围元件很少。
　　②片上电压反馈放大器可用于限制输出开路电压。
　　③微小的8引脚μMAX封装。
　　④较小的检流门限，可降低损耗。
　　⑤相当精确的振荡频率，有助于减小白光LED电流的变化。
　　（3）MAX16802电路的优点
　　MAX16802电路具有以下优点。
　　①无须外部控制环路，即可调节白光LED电流。
　　②非连续电感电流传输，降低了EMI辐射。
　　③较低的开关导通损耗。
　　④简单的电路设计流程。
　　⑤白光LED的端电压可高于或低于输入电压。
　　⑥较宽的输入电压范围。
　　⑦可以方便地接入PWM亮度调节信号。
　　⑧工作于非连续电感电流工作模式，使该拓扑结构适用于低功耗的应用场合。
　　（4）电路设计
　　在开环非隔离型反激白光LED驱动器的设计中，最重要的参数是白光LED的电流。高亮度白光LED的工作电流一般为几百毫安。为了延长白光LED的工作寿命，电流必须保持恒定。白光LED的驱动电源从本质上说是一个电流驱动器，它可以通过几种方案实现，一个简单而且低成本的解决方案是：采用专用的MAX16802电流模式PWM控制器IC。
　　在设计中给定白光LED参数为：ILED＝350mA，ULED＝3.3V，UIN（min）＝10.8V，UIN（max）=24V。计算最小输入电压下最佳占空比的近似值公式为

　　式中，Rb为整流器电阻，与如图1所示应用电路中的R11相同，在本应用中设定为1Ω；UD为整流二极管VD1的正向压降。

　　图1 MAX16802的典型应用电路
　　将已知数值代入式（3－26）得到

　　式中，Kf为临界“误差系数”，设为1.1。
　　将已知值代入式（3－27）得到

　　式中，L为如图1所示应用电路中的L1 ；f为开关频率，为262kHz。
　　将已知值代入式（3－28）得到

　　输出电路的损耗功率等于

　　根据能量守恒原理，式（3－29）和（3－30）应该相等，即可得到一个更精确的峰值电感电流为

　　式中，L为实际选择的标准电感值。
　　将已知数值代入式（3－31）可得：IP＝1.037A
　　MAX16802的典型应用电路如图1所示，检流电阻由R9和R10并联构成，电压检测分压电阻由R6和R7组成。MAX16802的限流门限为291mV，因此选择R9、R10、R6和R7可满足所计算的电感峰值电流。因为电路中存在寄生效应，因此电阻R7的阻值需要进行适当调整，以得到所期望的电流。
　　R1和R2用于调整＋ULED至29V。这在输出端出现意外开路时非常有用。如果没有上述元件的分压，输出电压有可能上升，从而导致器件损坏。元件C1和R5用于稳定电压反馈环路。
　　控制白光LED亮度的最好办法是通过一个低频PWM脉冲调制白光LED电流。采用低频PWM脉冲调制方法，可使白光LED的电流根据占空比的变化保持电流幅度恒定，且可使白光LED发出的光波波长在整个调节范围内保持不变。利用PWM调节亮度的电路如图2所示。

　　图2 PWM亮度调节电路