基于MAX16834的buck-boost LED驱动器设计

本参考设计用于buck-boost LED驱动器。设计采用电流模式高亮度LED驱动器MAX16834，利用MAX16834评估(EV)板实现此设计方案。本应用笔记提供设计说明、原理图、材料清单(BOM)以及性能数据。 该参考设计中，buck-boost转换器(以输入电压为参考)从7V至18V直流电源产生驱动4个白光LED (WLED)的350mA电流，设计采用MAX16834电流模式高亮度(HB) LED驱动器。

MAX16834 pdf datasheet:http://www.elecfans.com/soft/39/2008/200808187352.html

LED驱动器规范

• 输入电压：7V至18V
• 输入电压纹波：100mV_P-P
• LED电流：350mA
• LED电流纹波：5% (最大值)
• LED正向电压：3.5V (350mA时)
• LED数量：4只(最大值)
• 输出过压保护：17.2V

输入端

• V_IN、PGND：电源输入
• PWMDIM、SGND：PWM调光输入

输出端

• LED+：连接LED阳极至LED+
• LED-：连接LED阴极至LED-

详细电路(PDF, 60.64kB)
图1. MAX16834EVKIT用于实现参考设计的功能


图2. LED驱动器原理图

元件列表* (材料清单BOM)

详细说明

将boost转换器输出负端连接到输入电源正端，构成buck-boost转换器(以输入电压为参考)。

在此设计一款buck-boost转换器(以输入电压为参考)，从7V至18V直流电源产生350mA电流，驱动4个白光LED (WLED) (每个WLED在350mA时的正向压降为3.5V)。MAX16834 HB LED驱动器集成了峰值电流模式控制器，工作于CCM (连续导通模式)，开关频率为495kHz。开关频率通过R15电阻(11kΩ)设置。

输入、输出电压变化时，MAX16834控制电感的峰值电流，保证LED的电流为350mA。检测LED回路的电流检测电阻两端的电压，然后将其在内部放大9.9倍，这样可以减小检测电阻的阻值，从而提高效率。经过放大的电压与R16和R17设定的基准电压进行比较，其差值由一个GM = 500µS的跨导放大器进行放大，输出信号在COMP引脚产生控制电压，此电压设置电流环路的基准，这样，电感电流检测电阻R9两端的电压峰值最终成为此控制电压。

转换器设计

转换器设计参数如下：

• 输入电压范围：7V至18V
• 输入电压纹波：100mV_P-P
• LED正向最大电压：14V (即4 x 3.5V)
• LED电流：350mA
• LED电流纹波：5% (最大值)
• 开关频率：455kHz

按照式1计算N2的最大占空比：



其中，V_LEDMAX是LED最大电压，V_INMIN是最低输入电压，V_D是二极管压降，V_DS是FET开关导通时的平均压降。

本应用中，D_MAX为0.69。

电感(L1)选择

选择电感，需要知道其电感量和峰值电流。峰值电感电流可用式2计算：



其中，I_LAVG为平均电感电流，ΔI_L为电感电流纹波，表示为平均电感电流的百分比：



允许电流纹波ΔI_L为30%，代入已知参数，可以得到：



最小电感量可由式5计算：



其中，f_SW为开关频率。考虑到20%的容差，可得L_MIN = 17µH，此处选择22µH电感。

开关检流电阻(R9)

正常工作时，开关检流电阻两端的电压最大值不应高于250mV，如果检流电阻的电压达到300mV (典型值)，转换器将关断。R9上的电压决定了开关周期中导通脉冲的宽度，芯片内部提供了前沿屏蔽电路，可防止开关MOSFET提前关断。R9的计算如式6所示：



计算得到：R9 = 0.133Ω，这里R9选择0.15Ω。