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功率电感:超越转换器的背光效率优化设计(一)

来源:    作者:     发布时间:2014-11-11 21:24:10     点击数:
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在被动电子元件中阻感容;其中的感就是指的电感;在电感的领域中分类较广;分别有着不同的功能;如EMI/EMC;降压;升压;储存能量。这里就揭露下贴片功率电感的神秘面纱! 贴片功率电感在电路中的作

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   长电池寿命是便携式电子产品市场的关键指标。LCD显示器的LED背光驱动器占了总有效系统功耗的25%至40%。在过去,设计师尽量减少背光显示器功耗的工具仅限于降低LED驱动电流,同时提高转换器的效率。今天,高达50%的电力节省是通过采用优化的转换器利用LED驱动器、环境光传感器,以及内容调整背光控制(CABC)方法来实现的。这些技术可以在不严重降低显示信息(网站、视频、图片等)的视觉质量的前提下提高驱动器的效率。

  传统的功率优化

  传统上围绕背光驱动器的主要节能技术一直是选择升压架构。两种主要类型的升压拓扑结构主导着背光驱动架构:功率电感式升压和开关式电容升压。电感式升压通常用在串联LED驱动的应用,而开关式电容升压则通常用于并联LED驱动架构。

 

  

  图1 LM3535—开关式电容升压

  开关式电容升压依赖于电容器的充电和放电,以创建升压输出电压。开关式电容升压的电感生产厂增益数是由飞跨电容(flying capacitor)和内部MOSFET开关管的数量决定的。通过选择性地对第一相的输入与地之间组合的串联/并联电容器的充电,然后重新配置第二相的输入和输出之间并联/串联的电容,转换器就能够提供一个比输入电压更高的输出电压。(开关式电容升压转换器通常限制在一个固定电压增益(1倍、3/2倍,有时是2倍),以帮助提高解决方案的效率,同时使外部元件数目减到最少。)此外,用来配置飞跨电容的开关管的大小对于最大限度地提高效率非常关键。最大限度地降低增益的输出阻抗可以使电荷泵在一个相当长时间保持在最低增益,有助于提高解决方案的效率。

  开关式电一体电感器企业容的增益量很有限,电感式升压转换器具有无限的增益。通过调节电感式升压的开关占空比,可以实现支持负载(LED串)所需电感公司的确切升压增益。这种优化有助于防止在固定增益跃迁(gain transition)发生之后,可能在开关式电容升压右侧出现的“过度升压”。


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