第二章LED驱动电路设计课程(三).pptVIP

第3章 单芯片DC/DCLED驱动电路的设计 3.1 适用于LED驱动电路的DC/DC变换器 以DC/DC变换方式实现的LED驱动电路实际上就是DC/DC变换器（开关电源）的特例。 对于LED这类负载，要求供电电源能够在各种不同的工作条件下提供稳定电流。 LED供电的DC/DC变换器首先要有良好的稳流特性，即稳流电源其次才是输出电压的最大幅值的限制：限制输出电压的恒流型DC/DC变换器（开关电源）。 3.2 MC34063的基本性能分析 MC34063在80年代初问世，属于第一代开关电源芯片，由于是一种廉价实用的非隔离型开关变换器。由于电路简单容易实现，至今仍然在一般的应用中大量使用。 MC34063具有输出级的集电极、发射极的引出端，可以实现各种非隔离的DC/DC变换器的集电极、发射级的各种接线方式，能直接构成降压型（BUCK）、升压变换器。 因此，不仅ON Semi的前身原Motolola公司生产MC34063，现在的ONSemi在很多廉价产品停产后仍生产MC34063，而且原韩国的三星电子（现在的美国的快捷）、法意半导体（ST）都在生产MC34063，甚至国内也在大量山寨MC34063。可以说MC34063是一种通用集成电路。 MC34063在降压工作状态时，输入电压范围可以在2.5V~40V； 升压工作状态下最低输入电压为2.5V，最高输出电压为40V； 3.3.1 振荡器 与其他PWM控制IC一样，MC34063内部也有振荡器，外接电路非常简单，只需要一只定时电容器，在定时电容器充/放电由振荡器决定。在电流检测端的电压小于300mV时，定时电容在充电状态时振荡器输出高电位，而当定时电容在放电状态时，振荡器输出低电位。 定时电容器的电容量与充电时间的关系为： 其中CT、ton分别为定时电容器的电容量（单位F）、导通时间（单位S）。充放电时间比例为6.5比1。 振荡器的输出控制锁存器的复位端（R端），当振荡器输出低电位，锁存器被复位，锁存器输出为零，驱动级晶体管和输出晶体管关断。 振荡器输出不仅受定时电容器的工作状态的控制，而且还受电流检测的控制。 当电流检测端电压与VCC端电压差（电流检测端电压低于VCC端电压）小于300mV时，振荡器正常工作，一旦这个电压差达到并超过300mV时，无论定时电容工作在何种状态，振荡器输出均为低电位。 3.3.2 内部电压基准 MC34063内部电压基准为1.25V，精度2%，专门提供内部电压基准送到反馈电压比较器的同相端。 3.3.3 比较器 MC34063：当输出电压反馈（送到MC34063的5脚信号）高于误差放大器的同相输入端的基准电压时，误差放大器输出低电位，锁存器的置位输入端（S端）将不再起作用，一旦锁存器的复位输入端为地电位（有效电位），锁存器将输出低电位，直至置位端再次为高电位。 3.3.4 锁存器 MC34063锁存器的作用是在开关周期内保持输出级的状态，锁存器输出高电位，MC34063的输出级的开关管导通，锁存器的输出为低电位，则输出级的开关管关断。 锁存器的复位输入端与振荡器输出相连接，这个复位端为低电位有效，同时振荡器的输出端同与非门的输入端相接，这样就确保了在振荡器输出低电位时与非门输出低电位，使置位端为无效状态，从而保证了开关管在这种状态下不导通。 输出级的开关管的导通必须是振荡器输出为高电位，即定时电容器为充电状态，同时误差放大器输出高电位。 3.3.5 输出极 MC34063的输出级是由两级双极性晶体管复合而成的功率开关，耐压为40V，可以流过1.5A的最大电流。 输出级开关管的发射极、集电极均有引出端，这样，既可以用于发射极输出方式也可以用集电极输出方式，这样不仅可以实现降压型，而且还可以实现升压型和反激式的电路拓扑，是一种应用最灵活的电路。 MC34063的这些特点为日后的PWM控制IC提供了在控制方式上宝贵的实践经验。 3.3.6 MC34063应用电路的基本设计方法 由于MC34063的定时电容器的充放电的时间比率为6∶1，其最大占空比为6/7，即0.833。对于电流连续型的降压型变换器的最小降压比也为0.833，升压型变换器的最大升压比为6。 3.4 MC34063构成的DC/DC变换器应用实例 首先通过分析MC34063构成的稳压型DC/DC变换器掌握MC34063的特性。 开关频率的选定主要受外电路器件性能和负载的具体要求而定。如果要求不是很高，由于MC34063内部的输出级是双极型晶体管，开关速度比MOSFET低，一般选用20kHz~50kHz即可。 如果负载电路要求电路的体积很小，则需要提高频率以减小滤波元件的体积，同时MC34063也要选择SO-8的表面贴装的封装形式，以