发布时间 : 星期日 文章大功率LED驱动电路设计 本科毕业论文更新完毕开始阅读2890e119ba1aa8114431d95e
LM3433工作原理如下：
图6：LM3433工作简图
如上图所示，LM3433通过检测与LED串在一起的电阻两端的电压，并将检测到的电压与设定的电压值相比较，根据比较结果来控制Q1和Q2高频开关，进而实现对大电感进行充放电，以实现电流呈现一个动态平衡。比较器的参考电压可以通过ADJ进行设定。例如，当检测到电阻两端的电压大于设定值时，LM3433通过HO和LO来关断Q1、打开Q2来实现电感的放电，从而把电流降下来。Q1和Q2是反相的。至于PWM调控，则是通过DIMO来控制Q3的通断，进而实现PWM调光。PWM信号之所以走芯片经过，是因为可以通过芯片来实现PWM功能的开关。
3.1.2 采样电阻的选择
LM3433通过平均电流模式来控制流过LED灯的电流（ILED）。外部检测电阻(RSENSE)与LED串联在一起,将ILED转换为其两端的电压，并经过CSN和CSP传送给芯片。芯片将检测电阻两端的电压与设定的电压（VSENSE）进行比较，然后根据结果决定是对电感充电还是放电。那么就可以通过电阻两端的理想电压VSENSE来得到ILED的大小，即：
ILED=VSENSE/ RSENSE （1）
VSENSE的值与加在ADJ引脚上的电压有关。当ADJ引脚与芯片VIN（5V）引脚相连时，芯片默认VSENSE=60mV。这种情况下可以通过选取RSENSE的值来确定ILED。
ILED=60mV/ RSENSE （2）
实际使用中将ADJ与VIN直接相连，即VSENSE=60mV，在这种情况下由于ILED =30A，
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所以RSENSE=60mV/ ILED=60mV/ 30A=2mΩ，即为需求的采样电阻值。 这种情况下RSENSE的功率如下：
P=I2R=302*2*10?3=1.8W （3）
由上面的功率可以看出，对于2mΩ的电阻，这样的功耗已经非常大了，为了解决这一困难，我们选择5个10mΩ的电阻并联，这样就会降低每个电阻的功率，减小发热。
3.1.3模拟调光的实现
所谓模拟调光，就是通过改变输入电压的大小来实现输出电流的改变，进而实现调光。对于LM3433芯片来讲，要想实现模拟调光，只需在一段范围内改变ADJ引脚上的电压即可。
ADJ引脚上所加的电压与VSENSE的值的关系可通过下面公式来确定：
VSENSE?(VADJ?VCGND)/16.667 (4)
如果加在ADJ上的电压是可调的，那么VSENSE和ILED就会随着ADJ的变化而线性变化。这个线性变化有一个范围：0.3V VSENSE?VADJ/16.667；当VADJ大于VIN-1时，VSENSE?60mV。 从上面的讨论我们可以看出，当不需要模拟调光时我们选择直接给ADJ 引脚上加VIN（5V），这样我们就可以设定它的峰值电流为30A；当我们需要模拟调光时，就在ADJ 引脚上加0.3V-1V的电压，这样芯片对应的模拟调光段即为：9A-30A。 3.1.4 芯片工作频率的确定 尽管芯片的工作频率可以设定在很宽的一段频率段，但是下面的公式给出了推荐的工作频率： f?A (5) （MHZ）ILED（5）式中，当使用的电感式铁芯时，A=1.2；当使用的是磁芯或者其它材料时A=0.9或者更小的值。 12 实际选取的是铁芯电感，所以工作频率为： f?1.2A=（MHZ）?0.219MHZ。 （MHZ）30ILED计算出需求的频率f之后，就要设定它。LM3433的工作频率设定是通过其外部TON引脚的电阻（RON）和电容（CON）来设定的。电阻（RON）和电容（CON）的计算如下： 首先要计算出中间量TIMEON。（6）式中VLED是LED灯的导通电压，VEE是输入 供电电压，则： TIMEON?VLED （6） f丨VEE丨2.6VVLED??1.522*10-6s； -12V丨f丨VEE丨f丨4.9VVLED??9.893*10-7s； -12V丨f丨VEE丨f丨4.0VVLED??1.522*10-6s； -12V丨f丨VEE丨f丨对于红灯，VLED =2.6V，则TIMEON?对于绿灯，VLED =4.9V，则TIMEON?对于蓝灯，VLED =4.0V，则TIMEON?根据计算出来TIMEON，就可以确定电阻RON和电容CON。CON相对于TON的寄生电容应该足够大，一般取1nF。由于我们使用的是大电流，在这里我们选择470pF的电容作为CON。至于RON，我们可以通过以下公式来计算： RON?TIMEON (7) CON(0.3/(丨VEE丨?VLED))那么，对于红灯而言， RONTIMEON1.522*10-6=??65953Ω -12CON(0.3/(丨VEE丨?VLED))470*10*(0.3/(丨-12丨?2.6))TIMEON1.522*10-6=??93911Ω CON(0.3/(丨VEE丨?VLED))470*10-12*(0.3/(丨-12丨?4.9))TIMEON1.522*10-6=??86354Ω -12CON(0.3/(丨VEE丨?VLED))470*10*(0.3/(丨-12丨?4))对于绿灯而言， RON对于蓝灯而言， RON13 因为RON与芯片的工作频率成反比，所以我们选择最小的RON以保证在任何情况下都能使芯片的工作频率达到我们的要求。所以，RON应该小于65khz才能保证芯片工作频率能达到我们的需求。为了保险起见，我们选择RON=39kΩ，这样芯片的工作频率绝对是大于我们的需求了。 综合讨论，我们最终确定芯片的理论工作频率为0.219MHZ，选择CON=470pF，为了设定芯片的工作频率，那么RON=39kΩ。 3.1.5 大电流MOS管及其驱动芯片 大电流回路中有两种MOS管，一种是同步MOS管，通过同步MOS管来实现对大电流电感的充放电；另一种是PWM调光MOS管。 同步MOS管的选择： 选择该种MOS管时要保证I2RDSON损失的功率低于整个输出功率的1%。实践证明，对于6A的恒流源驱动，应该选择RDSON为6mΩ，栅极电荷为15nC的MOS管。所有的开关损失在主开关FET。选取MOS管另外一个重要的参数，就是同步FET反向恢复电荷（QRR）。高QRR不利影响可由IC的瞬态电压看到。所以使用时应该选择低QRR的MOS管。经过调研，我们最终选择了威世（Vishay）公司的sie808df。这种MOS管性能可靠，散热性能好，属于工业级产品。它的 RDSON只有1.3mΩ，QRR也比较小，但是它的过流能力只有20A，为了满足我们30A的需求，我们选择两个这样的MOS管并联工作。 调光MOS管的选择： 选择调光MOS管时为了使效率最高化，应该选择RDSON尽可能小的MOS管；在调光周期内，电流消耗越小越好。在DIM时输出电压决定了MOS管的开关频率，输出电压越低，那么就会导致开关频率越低。如果在DIM期间开关频率必须有一个下限，那么可以选择RDSON大的MOS管来强制将开关频率提上去。经过考虑，根据选择要求，我们最终选择与同步MOS管一样型号的MOS管来实现模拟调光功能，同样由于瞬间电流可达30A，所以我们选择两个20A的MOS管并联。 14