低功耗照明的驅(qū)動(dòng)器通常采用簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓器，將其配置成恒流模式(圖 1a)。線性穩(wěn)壓器具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。然而，其主要缺點(diǎn)在于功耗較大，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)，多余的電壓通過(guò)檢流電阻和調(diào)整管本身的發(fā)熱耗散掉。這樣的熱損耗還嚴(yán)重阻礙了系統(tǒng)的“綠色”進(jìn)程。熱損耗越大，對(duì)冷卻裝置(風(fēng)扇或大金屬散熱器)的要求越高，消耗的能量也越多，并會(huì)占用更大的空間和重量，同時(shí)也意味著材料成本和制造時(shí)間的增加。
一種替代的解決方案是采用開(kāi)關(guān)模式調(diào)節(jié)架構(gòu)，例如 buck 調(diào)節(jié)器(圖 1b)。這類(lèi)調(diào)節(jié)器通常需要一個(gè) 0.8V 至 1.3V 的反饋電壓，用于調(diào)節(jié)流過(guò) LED 的電流。用來(lái)建立該電壓的電流測(cè)量電路通常是與 LED 串聯(lián)的一個(gè)小電阻。電阻兩端的電壓作為反饋電壓，可以為 LED 維持恒流供電。這種架構(gòu)降低了調(diào)節(jié)器本身的損耗，但檢流電阻的功耗使系統(tǒng)損耗仍然存在。
圖 1a. 簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓架構(gòu)由于調(diào)整管和電流設(shè)置電阻而存在較大功耗。該電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、沒(méi)有任何 EMI，但它僅適用于低電壓應(yīng)用，而且存在一定的發(fā)熱。
圖 1b. 基本的開(kāi)關(guān)模式調(diào)節(jié)方案，功耗主要來(lái)自檢流電阻的能量損耗。該方案效率極高，并可重新配置實(shí)現(xiàn)升壓。不過(guò)，電路相對(duì)復(fù)雜并且會(huì)產(chǎn)生 EMI。
為了降低檢流電阻的功耗，應(yīng)采用低損耗電流檢測(cè)電路，例如采用電阻 / 運(yùn)放結(jié)合的方式提供開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器所要求的反饋電壓。可以采用專(zhuān)用的精密檢流放大器，例如 MAX9938T，為檢流電阻兩端的電壓產(chǎn)生 25V/V 的檢測(cè)增益。這一方案能夠把反饋電路的損耗降至幾十毫瓦。
在圖 2 所示電路中，boost 轉(zhuǎn)換電路采用了 MAX9938T 檢流放大器，并使用 MAX8815A 升壓轉(zhuǎn)換器通過(guò)兩節(jié) NiMH 串聯(lián)電池為其供電。MAX8815A 工作在最高 2MHz 的開(kāi)關(guān)頻率下，效率高達(dá) 97%。高開(kāi)關(guān)頻率最大限度減小了外部元件的尺寸；而內(nèi)部補(bǔ)償功能則減少了外部元件數(shù)量，適用于成本和空間敏感產(chǎn)品。該轉(zhuǎn)換器可以在兩節(jié) NiMH 電池供電時(shí)產(chǎn)生 3.3V 至 5V 的輸出電壓。
圖 2. 從圖 1b 衍生而來(lái)，采用諸如 MAX9938T 的檢流放大器將檢流電阻的功耗降至幾十毫瓦。相比圖 1 電路幾百毫瓦甚至更大的損耗，該電路的功耗降低了許多。
MAX9938T 檢流放大器控制流入 LED 的電流。該放大器在其輸入端集成了增益設(shè)置電阻，將增益設(shè)置在 25V/V。此外，放大器還具有較高的精度等級(jí)，VOS 低于 500µV (最大值)，增益誤差低于±0.5% (最大值)。由于 MAX8815A 的反饋電壓為 1.265V，因此 100mΩ檢流電阻產(chǎn)生的 LED 電流為(1.265V/25)/0.1Ω ≈ 0.5A。
MAX9938T 需要外接一個(gè)由兩組 10Ω/100nF 構(gòu)成的輸入共模濾波器以濾除輸入端的共模電壓，此共模電壓是由 MAX8815A 輸出端的高頻紋波引起的。MAX9938T 輸出端的 200nF 電容能夠降低放大器的帶寬，從而防止振蕩。
該設(shè)計(jì)思路給出了一個(gè)元件數(shù)極少的方案，由于最大限度地降低了調(diào)節(jié)器和控制環(huán)路的功耗，該方案有效延長(zhǎng)了電池使用壽命。
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