应用笔记 AN:18 利用 PRM 和 VTM 为 LED 供电提供恒定电流 作者：产品应用工程师 Joe Aguilar 目录： 简介 页 简介 1 发光二极管（LED）正常工作时需要恒定电流。V-I 晶片预稳压模块（PRM）和电 技术背景： 2 压转换模块（VTM）的设计, 可以利用组成自适环稳压的方法来提供受控电压。 （详 自适環稳压 细信息请参阅(www.vicor-china.com/fpa101/fpa101.pdf )。使用 PRM 和 VTM 为 4 电流控制电路 概述 4 V-I 晶片选择 5 (PRM,VTM) 发光二极管供电，需要调节 PRM 的操作型式, 以提供稳定的电流。本应用笔记提供 了使用 PRM 和 VTM 实现恒流源的指导。 相比于传统方法，使用 PRM 和 VTM 提供恒流有若干优点。在系统中采用 VTM 可 电流检测子电路 6 差模和误差放大器 6 以倍升负载点电流。通过如下等式可以看出，VTM 的输出电流正比于输入电流： 的选择 (U2) 6 分流电阻(R1) 的选择 等式 1 6 差模放大器 增益(R2 至 R5) 因此在受控电流应用中，可以通过检测和调节 VTM 的输入电流来控制输出电流。 电压基准( U1 ) 7 检测较小的电流需要较小的传感器，其功耗较低且能够提高总体效率。同时 V-I 晶 限压子电路 9 片自身的效率和功率密度很高，使得 LED 二极管系统整体体积更小，温升更低，并 补偿元件 11 能最大限度地提高每瓦功耗的流明。整体系统结构如图 1 所示。 12 附录 A 利用本应用笔记概述的技术, 举出一套完整的设计实例。 (R6，C2) 电压源( VH ) 13 电流穩壓电路的 有些發光二极管需要脉冲电流才能正常工作。由于本应用笔记所建议的电路配置的 启动顺序 电流穩壓精度 16 带宽限制，有关脉冲电流的运行将在未來的应用笔记中描述。大多数已知的 LED 類 布局考虑 17 型都能用一组 PRM 和 VTM 晶片来驱动。有关并联 PRM 和 VTM 来提供调节电流 结论 18 的应用，在这篇应用笔记中没有讨论。 附录 A – 设计实例 18 图1 可调节电流源 的基本结构 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 1 应用笔记 AN:18 技术背景：自适环调节 阅读本应用笔记需要对 VI 晶片和分比式功率架构(FPA)，包括自适环调节知识有基 本的了解。如欲了解更多信息，请参考如下连接 (www.vicorpower.com/fpa101/fpa101.pdf)。 在开始设计之前，用户需要定义系统设计需求。这些需求应包括：输出电流设定值、 输出电压范围和电流调节精度。在大多数情况下，有关的 LED 或 LED 阵列的数据 表会界定各项要求, 以規範用户恰当的使用其产品. 应充分了解 LED 的 V-I 特性, 确 保电路能够提供足够的电流, 并且电流量是在 PRM 和 VTM 的电压范围内。 PRM 预配了内部电压环，以将 PRM 的输出电压调节到设定值。 应充分理解 PRM 的内部工作原理，因为外部恒流电路设计, 需与内部电压控制环一 起工作，并通过改变 PRM 电压参考值来调节 VTM 输出电流。 图 2 所示为 PRM 内部电压控制环的简化框图。 图2 PRM 内部误差 放大器的功能框图 内部产生的参考电压通过 10K 电阻和 0.22μF 电容接到 PRM 的 SC 端口，用于提 供软启动。调节 SC 端口的电压, 可以透过由增加的外部电阻或施加的外部电压来 进行。SC 端口的电压不应超过直流 6V。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 2 应用笔记 AN:18 SC 电压经缓冲并通过一个电阻分压网络馈入到误差放大器， 其增益為 0.961。R68 形成电压采样阻性分压网络的上半部分。对于每一个 PRM 型號来说，这个电阻 都是固定的。每一个 RPM 型號对应的 R68 阻值, 参考表 1。分压网络的下半部分 由 OS 引脚和 SG（ ROS ）之间增加的电阻构成。等式 2 定义了 PRM 的输出与 VSC 和 ROS 的函数关系。从等式 2 可以看出：在给定的 ROS 电阻，调节 SC 引脚的电 压可以确定 PRM 的输出电压。这是一种由外部电流控制电路控制输出的方法。 等式 2 其中： VSC 是 PRM 的 SC 引脚电压. ROS 是 PRM 中 OS 与 SG 间的电阻 R68 是表 1 指定的 PRM 内部电阻 表1 PRM 内部 R68 电阻的取值 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 3 应用笔记 AN:18 电流控制电路 概述 推荐的电流控制电路如图 3 所示。 图3 恒流电路 因为 VTM 是一个电流倍增器，所以其输出电流可以被输入电流所调节。这种方 法的优点是：电流在先于 VTM 电流倍增级前在较高电压侧即被采样，这样减少 了外部分流器上的 I2R 功耗。此外，控制电路在初级端(PRM)，无需隔离反馈信 号。 这个电路由基准电压、分流电阻、差模放大器以及误差放大器组成。通过一个配 置为差模放大器的运算放大器，在 PRM 输出侧进行低电流侧采样。分流电阻 R1 两端的电压被采样, 并以由电阻 R2～R5 确定的增益来放大。参考电压使用一个 精密可调并联参考源来产生，并连接到误差放大器同相端。误差放大器就是将这 个电压与差模放大器的输出（VSENSE）进行比较。误差放大器的输出(VEAO)通过电 阻 R7 和 R8 与 SC 引脚相连，籍此调整 PRM 的输出工作点。误差放大器会一直 调节 PRM 的输出电压，直至 VSENSE 的电压与参考电压 VREF 相等。 推荐电路的元件清单如表 2 所示。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 4 应用笔记 AN:18 表2 推出推荐值 图 3 注：如果使用 MP028F036M12AL，则 R9 值为 4.19K。 恒流电路 下面各项，阐述如何选择适当元件, 组成简单, 直接, 具成本效益, 且使用元件数 量最少的方案的一般准则。因为实现本电路的方法有多种，因此针对不同的应用， 推荐的配置不一定是最理想的。本应用笔记已提供充足的详细信息，用户可以通 过修改电路来配合他们的最终应用。 某些电路问题，比如启动时序，是难以预测的，因此必须针对每一应用进行测试 和调整。用户可自行决定是否进行必要的系统测试和故障诊断，以考核电路在最 终应用中的表现。 V•I 晶片选择（PRM,VTM） 应以输入电压和功率等级来选择 PRM; 并以合适的 VTM 来配合不同的负载电压 需求。选择 VTM 时必须了解以下参数： 1.最大输出电流 2.最小和最大输出工作电压 参考网站（www.vicor-china.com/technical_library/datasheets/chips/），以确定是 否有合适的 VTM 可以在负载规定的电压范围内提供所需电流。然后再参考特定 产品规格书, 获取操作及性能方面的信息。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 5 应用笔记 AN:18 电流检测子电路 图4 电流检测元件 虽然还有其它的技术，但推荐的电流检测方式是用差模放大器在低端进行采样的方 法。 差模和误差放大器的选择（U2） 为了减少元件的数量，建议使用双路运算放大器作为差模和误差放大器。由于系统 的总体带宽受限，因此选择放大器应该尽量提高电流检测的精度。输入失调电压和 输入失调电流是直接影响准确性的关键参数，这些参数应尽可能的低以减少电流检 测误差。 在选择电源电压时仍需要考虑放大器自身消耗的电流。 推荐的放大器是 ADI 公司的 AD8667。 AD8667 的主要参数见表 3。如欲获得更多信息，请参考生产商数据表。 表3 AD8667 的参数 参数 标记 数值 单位 条件 最大失调电压 VOS 450 mV -40<TAMB<125 最大失调电流 IOS 65 pA -40<TAMB<125 最大偏置电流 IB 105 pA -40<TAMB<125 每路放大器最大供电电流 ISY 325 μA -40<TAMB<125 分流（电流检测）电阻（R1）的选择 跟误差放大器一样，分流电阻对电流检测精度有极大的影响。如果分流电阻的预计 误差是 5％，则分流电压的误差也是 5％，将会导致等效电流检测的误差也是 5%。 因此，在电流源的误差范围内选择分流电阻至关重要。分流电压应该大于误差放大 器的输入失调电压以避免扩大误差度。此外，分流器会产生额外的功率损耗，因此, 应保持在最低值以降低功耗。推荐的分流器是 Vishay 公司的 CSM25120R010B， 这是一个 10mΩ，0.1％精度，1W，2512 金属箔的四端电阻，带用于电压检测的开 尔文（Kelvin）测试点。5A 电流下，这个器件的功耗大约是 250mW。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 6 应用笔记 AN:18 差模放大器增益（R2 至 R5） 对于给定的分流值，差模放大器的增益将决定达到预期的输出电流所必需的参考 电压。假设 R2 等于 R4，R3 等于 R5，该差模放大器的输出由等式 3 定义。 等式 3 其中：VSENSE 是差模放大器的输出。 VSHUNT 是分流器（R1）两端的电压 推荐的阻值使增益为 100，这样，当使用 10 mΩ 分流电阻时，每 1A 的 PRM 电 流，差模放大器的输出为 1V。 电压基准（U1） VTM 有以下的输入/输出特性，如图 5 所述 图5 VTM 工作原理 根据上述关系，给定输出电流，输出电压，VTM 效率和 VTM 输出电阻时， 可以解出等式 4，得出必要的 VTM 输入电流。这一点很重要，因为 PRM 电 流控制电路控制 VTM 输入电流。 等式 4 其中： I OUT 是 VTM 的预期输出电流 VOUT 是 VTM 的标称输出电压 η 是给定输出下 VTM 的标称效率 ROUT 是 VTM 的标称输出电阻 K 是 VTM 的转换比 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 7 应用笔记 AN:18 根据电流检测元件选型，所需要的参考电压由等式 5 确定。 等式 5 其中：VREF 是参考电压。 PRM_IOUT 是由等式 4 得出的所需 PRM 电流。 R1 是分流电阻。 R3 和 R2 是差模放大器的增益电阻。 从表 2 的给出的值， ，因此 VREF＝PRM_IOUT 有多种途径可产生参考电压。其中一个比较简便的方法就是用一个可调并联 稳压器，例如 TLV431B。 图6 电压参考元件 在选择 R10 和 C3 的时候，参考生产商的推荐值以确保稳定性。务必谨记这 些元件也会影响启动时序 (参见后面章节中相关描述)。电阻 R11 和 R12 用来 调节输出。这些电阻的容差将直接影响精确度，因此应该使用高精度电阻。 器件供电电流应该保持在 1mA 以下，这样推荐配置的供电电流就可以保持 在 VH 的 5mA 限制之内。 这种方法假定：基于给定的分流器及差模放大器增益时，通过调节参考电压 以获得正确的输出电流。另一种替代方法是参考电压不变，通过调节增益来 获得期望的输出电流。 在这种情况下，变换等式 5，在给定参考电压、PRM 输出电流和分流器情 况下，计算出差模放大器的增益。 等式 6 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 8 应用笔记 AN:18 限压子电路 图7 电压限制部分 当误差信号放大器达到最大值时， 要求电阻 R7 和 R8 限制 SC 上的最大电压。 在这种状况下，选择电阻 R9 来限制 PRM 输出的最大电压。 SC 的内部电容（0.22μF）与 R7、R8 及内部 10kΩ 三个电阻并联后的等效电 阻形成一个极点。 等式 7 等式 8 如后续章节所述，这个极点会限制误差信号放大器的带宽。减少 R7 和 R8 的 阻值可以增大 FPOLE，然而，这也会增加驱动 SC 所需的电流。当使用 VH 供电源的时候，FPOLE 应该限制在最大 1 kHz。 为了选择合适的元件，应该定义如下参数： 1）误差放大器饱和时的最大输出电压：VEAO(MAX) 2）误差放大器饱和时的最大 SC 电压：VSC(MAX) 3）最大 PRM 输出电压：PRM_VOUT(MAX) 4）SC 的极点频率：FPOLE VSC(MAX)的推荐值是 3V。PRM SC 端口的最大绝对电压为 6V，应避免达到 此值，以防内部元件受损。R7 和 R8 的值可通过等式 9，10, 按 VSC(MAX)、 VEAO(MAX)和 FPOLE 来计算出来。 等式 9 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 9 应用笔记 AN:18 等式 10 其中：VEAO(MAX)是误差放大器的最大输出电压。 VSC(MAX)是 SC 端口的最大电压。 FPOLE 是 SC 端口的极点频率（等式 7） 定义了 SC 端口的最大电压之后， 便可选择 R9 来限制 PRM 的最大输出电压， 定义如等式 11： 等式 11 所选择的元件，应能为 PRM 提供所需的输出电压, 并且不会超出其最大额 定值 。用于选择这些元件的参数如表 4 所列。 表四 参数值图 8，误差放大 器部分 参数 值 VEAO(MAX) 8.6V VSC(MAX) 3V FPOLE 1k PRM_VOUT(MAX) *56 V MP028F036M12AL 最大值为 51V。 补偿元件（R6，C2） 参数值图 8 误差放大器部分 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 10 应用笔记 AN:18 此电路补偿由一个单极点组成，其频率响应由等式 12 所描述，并显示在图 9 中。在对数坐标系下绘出幅频响应，可以看到从原点开始（f=0Hz） ，增益 以-20dB/10 倍频的斜率下降。误差放大器的穿越频率（FCROSS）由 R6 和 C2 按照等式 13 来决定。 等式 12 等式 13 图9 误差放大器 的频率响应 为了保证稳定性，误差信号放大器的穿越频率（FCROSS）应限制在 SC 极点 频率的 1 以下。 10 等式 14 变换等式 13，解出 R6 和 C2 的乘积来得到想要的穿越频率。推荐的穿越频 率的近似值为 100Hz。 等式 15 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 11 应用笔记 AN:18 电压源（VH） 推荐的配置是以 VH 为参考基准, 为运算放大器供电。VH 是由 PRM 内部产 生的 9V 辅助电压源。VH 的电流限制为 5mA，最大电容限制为 0.1μF。如 果修改了推荐的配置，戍应确定预期的最大负载琥流, 确保不超过 5mA。 如有需要，图 10 显示了一种增大 VH 輸出電流的方法。 图 10 增加 VH 电源的能力 电路增加了晶体管 Q1 作为输出和电源轨（VS）之间的射极跟随器。R14 用 来限制 VH 的最大吸取电流。因为大部分功率都是通过 PRM 的输出供电， 因此供电电流的大小只是受限於晶体管的热限。STMicro STN715 晶体管在 85°C 环境温度下，可输出 18mA, 即 55V 的 PRM 输出电压。 如果可用的外部电源是以初级端为参考的话，那么也可以使用此外部电源。 另需要考虑额外的启动顺序，参考后续部分所述。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 12 应用笔记 AN:18 电流调节电路的启动时序 典型 PRM 的启动顺序如图 11 所示。从输入供电的施加可以看出，PRM 开 始电压输出前，有一个延时。此时，产成了 VH 和 VC。VC 是一个近似 10ms 的脉冲，令 VTM 能够暂时工作低于 26V 最低输入电压的情况下工作。随着 VC 脉冲的施加，VTM 输出从 0V 开始跟踪输入，从而形成软启动。SC 电 压直接控制 PRM 输出的上升斜率。通过 PC 引脚使能也会产生同样的启动 时序，两者唯一的不同之处是延迟时间。 图 11 施加 Vin 后 PRM 的启动 恒流电路的启动时序不仅受控于 VREF 的上升时间，也由参考电压的幅值和 误差放大器补偿元件决定。补偿元件 R6 和 C2 限制了误差放大器输出的最大 上升速度，导致两种启动时序条件。第一种情况如图 12 所述，参考电压的 上升速度低于误差放大器的最大上升速度。在这种情况下，误差信号放大器 的输出可以跟踪参考电压，结果是输出电流的上升与参考电压密切匹配。 图 12 恒流启动条件 1 第二种情 况是 VREF 的上升速度超过了误差放大器的最大上升速度。在这种情况下， 误差放大器的输出会改变其上升速度，以暂时强制流过 C2 和 R6 的电流，使 引脚 5 和 6 的电压相等。如图 13 解释。在启动顺序中，当输出电流增加时， 所需的斜率会下降直到输出电流的反馈能够满足误差放大器的需要。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 13 应用笔记 AN:18 图 13 恒流启动条件 2 这种情况下的启动时序取决于参考电压的幅值和负载的特征。较高的参考电 压会有快速的上升时间，而较低的参考电压上升时间也较慢。为了确保适当 的启动，VTM 输入电压必须在 VC 脉冲的 10ms 中达到 26V。如果电压过低， 那么当 VC 电压下降时，VTM 就不能够保持它内部的 VCC，然后就会关闭。 这就限制了最大上升时间，以及给定 C2 和 R6 下的最小参考电压。参考电压 工作点过低会令输出上升时间慢于保证模块正常启动的最小 10ms 时间。这 种情况下，使用者应该调节电流检测放大器的增益，以确保参考电压在所要 求的输出电流下足够高，从而确保适当的启动。一旦开始操作，可以下调电 流而不会引起故障。另一种解决方法是在较高的输出电流下启动，然后在此 模块上电运行后再下调。 通过 VH 为电路供电时，没有 VH 电压之前，不会产生放大器的供电电压和 参考电压。这个瞬间，PRM 能够响应控制信号。如果供电电源和参考电压 先于这个时段出现，电路就不会有受控启动。误差放大器就无法将电流提升 至恰当的值。这是个不理想的情况。一旦 PRM 使能，控制信号就会达最大 值，迫使 PRM 在没有上升速度控制的情况下达到其最大电压。 电压参考的上升必须和 VH 信号同步，以确保 PRM 准备好响应控制信号之 前，误差放大器的电压一直维持低位。图 14 是从图 6 修改外部供电电路后 的示例。 *VS 是外部电源 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 14 应用笔记 AN:18 电流调节精度 由于电流控制是在 VTM 的输入達成, 而 VTM 参数和负载电压的变化会使电流工作 点发生变化，增加了设计的复杂性。对总体精度起作用的因素是：电流检测精度、 参考精度、VTM 效率的变化、VTM 的 ROUT 和 VOUT。 电流检测精度是由与分流器电压相关的 AD8667 输入失调电压的幅值确定的。失调 误差可以通过等式 16 得出近似值。 等式 16 其中： VOFFSET 是运算放大器的规定失调电压 VSHUNT 是在工作电流下分流器上的电压 因为分流器电压是负载的函数，所以偏置误差随负载电流而变，并在轻载时更差。 如果最大电流持续在低水平，就需要考虑增大分流器阻值来提高精度。 影响精度的其它因素还有负载电压、VTM 的 ROUT 和 VTM 效率的变化。当使用数据 表中给出效率值时，预期的变化为±1%。这个百分比误差影响总体精度。 ROUT 和 VOUT 变化的影响取决于标称工作条件，并可通过等式 17 和 18 进行估算： 等式 17 等式 18 其中：IIN 是 VTM 输入电流 VOUT 是负载设备的标称输出电压 V%是负载电压的百分比变化 ROUT 是 VTM 的标称输出电阻 R%是 ROUT 的百分比变化（根据数据表） K 是 VTM 输出输入比 η 是标称效率（根据数据表） vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 15 应用笔记 AN:18 表 5 总结了影响总体误差因素。 误差源 误差（％） 备注 分流器容差 ±0.1 0.1％容差的分流器 表5 电流源误差 差模放大器失调 取决于负载 差模放大器增益 ±0.2 TLV431B 参考源 ±0.5 TLV431 分压器 ±0.2 VTM 效率 ±1 0.1％容差的电阻 0.1％容差的电阻 VTM 的 ROUT 等式 18 VOUT 等式 17 如果整体精度不可接受，可以将电流检测放到 VTM 的输出。因为 VTM 是一个隔离器件， 这就需要一个光耦将反馈信号反馈到初级端。这种设计已超出了本文的范围。如有需要， 可联系 Vicor 的应用工程师。 布局考虑 应用笔记 AN:005 详述了使用 V•I 晶片元件时的电路板布局。此外，必须额外的考虑外部 电流控制电路元件。 分流器上的电压为毫伏量级，对噪声高度敏感。因此，电流检测电路应靠近分流器放置， 避免对此信号进行任何长距离布线。推荐采用 4 端开尔文（Kelvin）接触的分流器来获得 最好效果，以消除 PCB 上分流器到载流连接之间的焊接电阻, 及因而引起的误差。 应该屏蔽敏感电路至 PRM 间的控制信号。如有可能，应避免直接在 PRM 下方对此信号 布线。直接和 PRM 连接的元件应放置在靠近各自的引脚的位置。所有元件应以 SG 为参 考, 这也是很重要，并且不允许 SG 连接到系统中其它的地，包括 PRM 的-IN 和-OUT。 确保电路中没有旁路路径造成分流电阻器的有效短路。 结论 借助本文讨论的电路和方法，工程师可以使用高功率密度和高效率的 V•I 晶片为 LED 和 其它需要调节电流的负载进行供电。附录 A 展示了使用恒流 LED 驱动器演示板的完整设 计示例。 如需更多帮助、电路、原理图、或者电路板布局评审，请联系 Vicor 的应用工程师。 电话：+852 2956 1782 客户服务：[email protected] 技术支持：[email protected] vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 16 应用笔记 AN:18 附录 A – 设计实例 应用需求是：8 个 1 A 的光电 LED 并联放置以获取适当的光亮强度。所需的电流控制精度为±5%。 LED 串的正向电压范围是 20 V 至 30 V，标称值为 25V。输入电压为 48V±10%。最高环境温度为 50°C。 1）从产品表中选择合适的 VTM： 我们选择 V048F320T009，因为它的工作电压范围是 17.3V 到 36.7V 和最大输出电流是 9A，极为 适合这 LED 串的工作电压及电流范围。 2）找到所需的 PRM 输出电流： 用数据表上的 V048F320T009 的效率图（第 3 页的图 3） 用来确定 VTM 的效率，8A 时大约为 96.3%。 图 A1 V048F320T 009 效率与 负载关系曲 线 从数据表第二页的输出规格表中可以找到 ROUT 的标称值是 79 mΩ。 输出规格（48Vin，满载，25℃环境温度条件下，除非另作註釋） 参数 图 A2 最 输出电压 V048F320T 009 输出规 格表 额定电流 典 最大值 单位 注 17.3 36.7 Vdc 空载 16.4 35.8 Vdc 满载 0 9.4 Adc 26-55Vin 14.1 Adc 重复峰值电流 最大脉宽 1ms，最大占空比 10%， 基准电源的 50% 9.6 短路保护设定值 5 电流匹配精度 10 Adc 模块关断 % 参见第 9 页的并联操作 效率:半载 95.2 96.5 % 见图 3 全载 95.0 96.2 % 见图 3 1.1 nH 内部输出感抗 1.2 内部输出容抗 36.7 输出过压设定点 输出纹波电压:无外部旁路电容 75 4.7uF 旁路电容 14 335 有效的开关频率 2.4 2.8 K 0.66 2/3 0.6733 负载调整率: Rout 79 98 瞬态响应: 电压过冲 輸入调整率: 3.2 µF 效率曲线 Vdc 模块关断 mVp-p 见图 2 和图 5 mVp-p 见图 6 MHz 固定频率，1.4MHz/每相 空载时 Vout=K•Vin mΩ 见图 16 540 mV 9.4A 负载阶跃，100µF Cin，见图 7 和 8 响应时间 200 ns 见图 7 和图 8 恢复时间 1 µs 见图 7 和图 8 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 17 应用笔记 AN:18 使用这些数据和 LED 串的标称输出电压（25V） ，使用等式 4，计算 VTM 输出电流是 8A 时必须的 PRM 输出电流。 选择 P045F048T32AL 是因为它的电流输出能力是 6.67 A 的和输入电压范围是 38V- 55V。 3）必须的参考电压： 使用分流器电阻和增益电阻的推荐值。用等式 5 来确定 5.4A PRM 输出电流时的必须参考 电压。 使用 TLV431B 并联稳压器，选择 0.1％容差的 R11 和 R12 电阻来提供 5.4 V 的输出。选择 R10 将电流限制在 1mA。 选择 1%精度，最接近此值的标准值，35.7kΩ。 4）确定 PRM 最大输出电压 考虑到 VTM 的最大输出电阻 ( ROUT(MAX) )，选择 PRM 最大输出电压以确保 PRM 和 VTM 能够提供 30V 的最大工作电压。若需要更多的裕量，可以将最大输出电压增加 1 伏。 5） R7 ， R8 和 R9 阻值： 按表 4 取得最大 SC 电压( VSC(MAX) = 3 V)和 SC 极点频率( FPOLE = 1 kHz)。误差放大器 的最大输出电压( VEAO(MAX) )由 AD8667 数据表确定，并且在数据表的第 8 页列出了输出 压降与温度的函数关系。 在 50°C (www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/AD8663_AD8667_AD8669.pdf)。 时，压降为 250mV，得到的 VEAO(MAX) 为 8.75V。 使用等式 9，计算 R7 ： vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 18 应用笔记 AN:18 选择 1%精度，最接近此值的标准值为 2.37kΩ。 使用等式 10，选择 R8 ： 选择 1%精度，最接近此值的标准值为 1.33 kΩ。 R9 的选择基于 VSC(MAX) ， PRM _VOUT(MAX) ，从表 1 得到 R68 的值，使用等式 11 可 得 R9 ： 选择 1%精度，最接近此值的标准值为 6.04 kΩ。 6）确定补偿元件 R6 和 C 2 。 选择的穿越频率为 100Hz，此值在 SC 1kHz 极点频率的 1 以下 。 10 C 2 是固定标准值 0.1 μF，使用等式 15 计算 R6 ： 选择最接近 1％标准值的电阻为 16 kΩ。 7）确定总体精度 误差源在表 5 列出。这些因素加起来以确定总体误差百分比。 分流器误差为 0.1%。 由等式 16 计算失调误差，假定 50°C 时 AD8667 最大输入失调电压为 300 μV。 由增益电阻产生的误差为 0.2% 由电压基准和电阻产生的误差为 0.7% 由效率变化产生的误差为 1% vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 19 应用笔记 AN:18 为了计算输出电压的变化而引起的误差，基于规格书来计算负载电压变化相对于标称电压 的百分比： 由等式１７估算电压变化引起的最大百分比误差： 为了计算 ROUT 变化产生的误差，基于规格书计算 ROUT 的变化相对于标称电阻的百分比： 由等式 18 估算由此变化引起的最大百分比误差， 总误差是所有误差之和， 由于设计过程存在的设计变动和一些未知因素，使得 LED 驱动电路是一项艰巨的任务。 恒流 LED 驱动器测试板可以在设计过程中帮助设计。演示版包括了 AN:018 中描述的基 本电路，并同时具有调节输出电压、电流设定功能。测试板上的 PRM 可配对任何标准 VTM 型 号 。 如 需 进 一 步 信 息 ， 请 参 阅 用 户 指 南 （ UG ： 007 www.vicor-china.com/products/vichip/ )。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 20 应用笔记 AN:18 图 A3 电流感应 恒流 LED 驱 放大器 动器演示板 元件数量： 1 个放大器 4 端 1 个分流器 电流感应 13 个分立器件 分流器 电 路 板 尺 寸 ： 0.8cm×0.8cm=0.6 4cm2 文中所载的资料都是经 Vicor 审核及认为正确的。但 Vicor 对有关应用不负 任何责任。Vicor 产品并非应用在以下范围：如因仪器失效或错误操作危害 人生安全的生命支持系统。有关细则需依据 Vicor 的销售条款。 数据如有更改，不另通知。 vicor-china.com +852-2956-1782 Rev. 1. 2-1 5 / 2010 21