150W多灯串LED驱动器设计

被稳定在1.25V，在下列方程式中，反馈电阻RF1和RF分别设定在1.91kΩ和44.2kΩ：

RDHC: RDHC的数值可参考以下方程式，根据VRAIL（peak）值进行限定：

在本文中，由于VRAIL（peak）为45V，所以RDHC为1.74kΩ。

感测电阻器：LED电流通过感测电阻器进行感应，电阻器上的压降会稳定在0.2V。在本文中，LED电流为1A，感测电阻器设定为0.2Ω（= 0.2V/1A）。

4.升压转换器

图4所示为受LM3430控制的升压转换器原理图。以下步骤详细介绍了选择主要部件的方法。

图4 升压转换器原理图

电感器的选择：通过DHC将直流环节电压VRAIL调整为39V的VLED，此时相对于24V的典型输入电压而言，计算出的输入电压和负载比分别为6.5A和38.5%。电感器电流纹波IL,ripple通常定为平均电感器电流的30%，即1.95A。

对于300 kHz的开关频率，工作时间ton 为1.28µs。因此，

计算出的电感器数值为15.7µH，应选用15µH的标准值。另一方面，当输入电压为最小值（18V）时，输入电流为最大值，计算的结果为8.67A。考虑到效率，其实际输入电流可能会比计算值大一些。因此，应选择具有高饱和电流的电感器和低等效串联电阻。

MOSFET和二级管：MOSFET和二极管的额定值取决于与最大输入电流有关的接通电流。由于MOSFET和二极管在150W的输出功率下具有较大的功率损耗，所以这些部件需采用一个性能良好的散热器。

输出电容器和滤波器：输出电容器控制着升压转换器的输出电压纹波。输出电容器还与调光期间输出电压的瞬态响应相关，事实上，瞬态响应就是指升压变压器的负载变化。在此，我们选择一个470µF的电容器。为了进一步减少环节电压的纹波，增加了2.2µF的陶瓷电容器和滤波器。因为VRAIL（peak）为45V，所以输出电容器的额定电压要远大于50V。最后，使用一个电感电容滤波器来进一步减少VRAIL上的电压纹波。

补偿设计：一个主极点补偿器由R1和C1组成，可设定一个内部运算放大镜来闭合环路。闭环直流增益设定为40分贝，该数值足以确保在VRAIL下较小的稳态误差。此外，可以通过动态电压调整令稳态误差最小。截止频率设定为5kHz，该频率值会在LED变暗引起负荷瞬态变化的情况下，得到较好的瞬态响应。

5. 测量结果

图5-6所示为升压转换器和整个LED电流转换节点在18V和24V输入电压时的波形图。从中可以看出，转换节点和调节好的LED电流的波形图比较稳定。图7所示为24V输入电压下的调光效能。从中可以看出，升压转换器输出电压和环节电压的瞬态响应（下冲和过冲比较小）良好，且LED电流会在收到调光信号的瞬间做出快速响应。表2总结了效率测量结果。在输出功率为152W时，总效率可达90%。

表2 测量结果总结

图5输入电压为18V时的稳态波形图


图6 输入电压为24V时的稳态波形图

图7输入电压为24V时的调光响应