在設(shè)計LED恒流源時為保持嚴格的滯環(huán)電流控制,電感必須足夠大,保證在HO,ON 期間,能向負載供應(yīng)能量,避免負載電流顯著下降,導(dǎo)致平均電流跌到期望值以下.
首先,我們來看一下電感的影響,假設(shè)沒有輸出電容(COUT)的存在,這樣負載電流和電感電流完全一致,能更清楚地說明電感的影響.下圖給出了在輸入電壓的變化范圍內(nèi),電感值對頻率的影響.可以看出,輸入電壓對頻率的影響很大,電感值在輸入低電壓時對降低頻率有很大影響.(注:您的不一定是和參考圖完全一樣,我在此只是說明問題)
上圖是不同電感值下的頻率響應(yīng).下圖說明了電感減小時,在輸入電壓的變化范圍內(nèi),負載電流的變化明顯增大.
下圖給出了頻率根據(jù)不同的輸出電壓和不同的電感值的變化曲線.
下圖, 說明了電感減小時,在輸出電壓的變化范圍內(nèi),負載電流的波動明顯增大.
LED的驅(qū)動電路產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲(audible noise,或者microphonic noise).通常白光LED驅(qū)動器都屬于開關(guān)電源器件(buck、boost 、charge pump等),其開關(guān)頻率都在1MHz左右,因此在驅(qū)動器的典型應(yīng)用中是不會產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲.但是當驅(qū)動器進行開關(guān)調(diào)節(jié)的時候,如果PWM信號的頻率正好落在200Hz到20kHz之間,白光LED驅(qū)動器周圍的電感和輸出電容就會產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲.所以設(shè)計時要避免使用20kHz以下低頻段.
我們都知道,一個低頻的開關(guān)信號作用于普通的繞線電感(wire winding coil),會使得電感中的線圈之間互相產(chǎn)生機械振動,該機械振動的頻率正好落在上述頻率,電感發(fā)出的噪音就能夠被人耳聽見.電感產(chǎn)生了一部分噪聲,另一部分來自輸出電容.
選擇電感感值大小在參考設(shè)計范圍左右最多的是您的經(jīng)驗值,合適的選擇感值主要需要考慮的條件是線路工作在合適的頻率范圍、合適的開關(guān)頻率減少MOS開關(guān)次數(shù),減少mos發(fā)熱量、避免與同PCB線路同頻干擾;選擇合適的電感內(nèi)阻,內(nèi)阻是電感發(fā)熱的主要因數(shù),從而提高線路效率;選擇合適的電流值,有時體積和成本是制約主要因數(shù),但是還是要大于峰值電流的2倍(通常在65%),就算在板級空間十分珍貴的情況下也要保證30%預(yù)留空間余量,這樣可以有效的減小內(nèi)阻,減小發(fā)熱量;質(zhì)量不好、繞制松散電感器件也會有噪聲;未屏蔽的電感在金屬外殼安裝時會發(fā)生線路震蕩頻率改變,從而產(chǎn)生噪聲,這時需要將電感屏蔽;另外,當被屏蔽干擾信號的波長正好與金屬機殼的某個尺寸接近的時候,金屬機殼很容易會變成一個大諧振腔,即:電磁波會在金屬機殼內(nèi)來回反射,并會產(chǎn)生互相迭加.
為了獲得最佳的效率,應(yīng)選用鐵氧體磁芯電感器.應(yīng)選擇一個能夠在不引起飽和的情況下處理必須的峰值電流的電感器,確保該電感銅線低的DCR(銅線電阻).以便減小I2R功耗.切記電感銅線絕緣層耐不了160度或長時間高溫溫度環(huán)境,SMT有時也會有影響,會使得電感感值發(fā)生嚴重變化,要仔細了解供應(yīng)商產(chǎn)品溫度忍耐限度要求.
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