先发制人的升压控制可提高LED驱动器性能

LED驱动器的脉冲宽度调制（PWM）调光控制领域的最新进展显着增加了最大可实现的调光比，降低了输出电压纹波，并消除了可听噪声。本文介绍了一种新的LED驱动程序系列，采用专利的先发制人的提升（PEB）控制算法，以减少使用PWM控制的LED调光时的输出电压纹波。与常规LED驱动器控制方法的行为相比，它展示了PEB实现的PWM调光益处。

PWM控制通常用于通过控制平均电流通过一个或多个LED串进行LED调光。这是通过在LED驱动器设备的输入处改变控制脉冲的占空比来实现的。

亚博棋牌游戏Allegro MicroSystems'Autotive AEC-Q100合格A8060x / Alt8060x.家庭（或A8060X以下除非指定），该公司的最新一代先进的LED背光驱动器，采用先发制人的提升控制，为LED的PWM调光的传统增压控制方法提供了明显的优势。

PEB控制相对于传统和滞回控制的优点包括:

较低的输出电压纹波允许使用较小的输出电容，降低解决方案尺寸和成本。
较低输出电压纹波还消除了陶瓷输出电容器中的可听噪声。
它允许更高的PWM调光比（较小的脉冲宽度），同时保持调节。

PWM控制方法

传统增压控制

当PWM控制信号改变逻辑状态时，传统的Boost控制LED驱动器将其升压开关和LED电流同时关闭或关闭。在进行积极的PWM信号转换之后，电感电流需要多个切换周期，以升至其稳态值。在此期间，LED电流主要由输出电容汲取。该绘图使输出电压下垂，并且可以导致来自MLCC输出电容和大量输出电压纹波的可听噪声。

此外，该输出电压下降限制了PWM信号的较短程度可能是因为输出需要足够的时间来恢复。太短的时间不会为升压转换器提供足够的时间来补充输出电容中的能量，从而导致输出电压丢失和LED电流调节丢失。这严重限制了可以实现的PWM调光比。

图1 - PEB文章

图1:传统PWM调光操作。Boost开关和LED电流槽同时开启和关闭。

磁滞控制/提高扩展

对上述传统升压控制的改进是在LED电流下沉关断后延长升压开关一段时间，有效地泵浦略高于正常调节电压的输出电压。这是通过实现一个滞后控制回路来实现的，每当Vout降至某一电压以下时，该回路将Vout调节电压增加一个确定的量。这种滞后(升压扩展)控制允许比传统升压控制更短的PWM信号实时运行，从而产生更大的可实现调光比，但仍然比抢先升压控制可实现的比例更小。与传统的升压控制相似，滞环控制方法在升压开关开始时表现出较大的输出电压下降，这可能导致较大的输出电压纹波和可听到的噪声。

图2 - PEB文章

图2：滞后控制PWM调光操作。升压开关和LED电流槽同时启用，
但是升压开关保持了启用的时间来抽出Vout。

先发制人的提升控制

亚博棋牌游戏Allegro MicroSystems专利的先发制人升压控制（PEB）提供了一种解决方案，导致输出电压纹波显着降低。PEB还允许随时使用较小的PWM信号操作，允许高达15,000：1的PWM调光比。

PEB控制通过延迟LED电流宿的启动，相对于升压切换的开始。这允许在电流接通和需求电流之前增加平均电感电流的时间增加。结果是输出电压初始略微增加;然而，当电流接收打开时，预增压电感电流导致输出电压下降可忽略不计。

为了保持精确的PWM控制，在PWM控制信号过渡低后施加相同的PEB延迟。在这种控制方法下，升压开关和电流汇聚同时关闭。

图3 - PEB文章

图3：先发制前升压控制PWM调光操作。LED电流槽保持关闭，直到电感电流足以防止VOUT下垂。

计算和优化先发制人的提升延迟

在计算抢占式升压延迟时，多个因素影响着最优抢占式升压延迟时间(tPEB)。这些因素包括但不限于:Vin、Vout、开关频率、电感值和LED电流。可以用下面的方程来近似tPEB设定值:

预先提升公式

其中FS是开关频率，而L是升压电感器的电感。

理想的做法是设置tPEB，使LED电流汇聚在达到平均稳态电感电流时打开。tPEB由A8060x的PEB引脚到地的电阻设置。一旦tPEB近似，应该使用A8060x各自数据表中抢占式升压部分的PEB延迟vs. PEB电阻值曲线来确定电阻值。

方程1可以作为一个起点，但它只是一个近似值，并不是所有影响行为的因素都被考虑在内。即使未经优化的PEB延迟时间也能显著改善输出电压纹波，最好在实验室进行一些微调来优化这个延迟。下面的示例应用程序演示了这种优化的结果。

示例应用程序

将评估以下应用程序并针对VOUT RIPPLE进行了优化：

LED驱动器有6串8个LED。
名义VIN：13.5 V.
输出电压:26.5 V。
输出电流：当电流接收器处于活动状态时，在100 mA /字符串处为6个字符串。
升压电感：10μH。
开关频率：2 MHz。
LED驱动程序使用：Allegro亚博棋牌游戏 Microsystems A80602。

进入VIN，VOUT，BOOCT电感器值和切换频率进入等式1产生初始TPEB设定点为4.8μs。参考图4，确定从A80602的PEB引脚到地面的值为9.6kΩ将导致约4.8μs的延迟。

图4 - PEB文章

图4：A80602 PEB延迟。电阻值与延迟时间。

优化抢占式升压延迟

在计算出PEB的近似延迟后，最后一步是在实验室中建立并评估它。此时，可以优化tPEB，使Vout纹波最小化。图5和图6分别显示了未优化的PEB时延和优化后的PEB时延。虽然较长的非优化延迟导致非常令人满意的Vout纹波性能，但这种纹波可以通过调整tPEB进一步降低，以便LED电流在达到平均电感电流时立即打开。在这个例子中，优化将Vout超调从260 mV降低到150 mV。

图5和6-PEB文章

Peb控制降低了输出电容的要求

先发制人的升压控制结果在实质上更小的输出电压纹波比传统或滞后升压控制。因此，需要的输出电容要少得多，从而降低了解决方案的尺寸和成本。图7显示了一个滞后升压控制LED驱动器和一个PEB控制的比较。显示了三种不同的Vout轨迹。最上面的轨迹是Vout的迟滞升压控制LED驱动器。下一个跟踪显示了PEB控制LED驱动器的Vout与迟滞升压控制设备具有相同的输出电容。第三道是相同PEB控制装置的Vout，但输出电容只有25%。即使输出电容大大降低，PEB控制的变换器输出电压纹波也比滞后升压控制的变换器小。

当PWM过渡高电平时，通过PEB控制，VOUT不会显着过冲。但是，当PWM低时，转换器不调节和VOUT DROOPS。该下垂取决于输出电容，PWM频率和PWM占空比。对于给定的PWM频率和占空比，更大的输出电容将减少VOUT下垂，又减少总VOUT纹波。在比较图7中的两个较低的VOUT迹线时，可以看到减少输出电容的影响。

由陶瓷输出电容产生的可闻噪声在Vout纹波高的应用中是常见的。亚博尊贵会员随着电容器箱尺寸的增加，这种噪声往往变得更糟。必要的输出电容的减少允许使用更小的外壳尺寸的电容器，降低可听见的噪音水平。如图7所示，大的Vout纹波可以在某些应用中导致可听到的噪声。亚博尊贵会员PEB控制减少的Vout ripple解决了这个问题。

图7- PEB文章

图7：Vout纹波，滞后控制与PEB控制。

其他特性

A8060X系列是一个多功能的功能丰富的LED驱动程序，非常适合汽车应用，如信息娱乐背光，朝上显示器和室内/外部照明。亚博尊贵会员它们是汽车AEC-Q100合格，提供广泛的故障保护功能，具有宽的输入电压范围，以满足负载转储，停止/启动和冷曲柄要求。

ALT80600和A80603将开关转换器与集成升压MOSFET相结合，而A80601，A80602，A80604，A80605，A80606，A80606驱动外部升压MOSFET以获得更大的输出功率。ALT80600，A80601，A80603和A80604具有四个LED电流槽，而A80602，A80605和A80606具有六个电流水槽。这些电流槽中的一些或所有可以并联连接，以便更高的电流应用。亚博尊贵会员这些设备中的每一个都可以在升压或单端初级电感器转换器（SEPIC）拓扑中配置，以涵盖各种应用配置。开关转换器设计用于低EMI，提供包括可编程开关频率，受控切换转换速率和可编程抖动的功能。

A8060X系列的先发制人的升压控制允许大量PWM调光比，高达15,000：1。如果需要进一步调光，则可以使用A8060x的模拟调光特征来将最大调光率增加到150,000：1。

了解有关A8060X系列和ALT80600访问的更多信息www.wangzuanquan.com/less-drivers- or-bactlighting.

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