通過一些額外的組件和對(duì)拓?fù)涞囊恍┲匦屡帕校祲耗Ｊ?DC-DC 轉(zhuǎn)換器 IC 可以制成升壓模式器件，以高于電源電壓的電壓驅(qū)動(dòng) LED 燈串。
　　遲滯降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器是一種流行且易于實(shí)施的電流源，適用于 LED 燈串兩端的電壓低于輸入電壓的情況。通過重新布置外部組件，可以將該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從降壓模式切換到升壓模式，以支持二極管壓降總和大于輸入電壓的 LED 串。
　　雖然有許多升壓穩(wěn)壓器可供選擇，但這種拓?fù)湓试S單個(gè)降壓穩(wěn)壓器 IC 提供降壓和升壓功能，因此可以簡(jiǎn)化物料清單 (BOM) 并降低總體成本。盡管使用降壓器件進(jìn)行升壓操作可能會(huì)導(dǎo)致 LED 電流的變化超出可接受范圍，但如果需要，可以添加額外的控制環(huán)路來進(jìn)一步調(diào)節(jié)電流?！　≡撧D(zhuǎn)換示例使用 Maxim Integrated 的 MAX16822/32 遲滯降壓轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器是 2MHz 高亮度LED 驅(qū)動(dòng)器 IC，具有集成 MOSFET 和高側(cè)電流檢測(cè)功能，如圖 1 所示。（MAX16822 和 MAX16832 的區(qū)別僅在于額定電流：分別為 500mA 與 1A。）

　　MAX16832作為降壓轉(zhuǎn)換器LED驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用電路
　　圖1：MAX16832作為降壓轉(zhuǎn)換器LED驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用電路
　　該電路調(diào)節(jié)檢測(cè)電阻器 Rsense 上的電壓，以便恒定電流流過與該電阻器串聯(lián)的 LED。 MAX16832 內(nèi)的 MOSFET 在電流低于設(shè)定值時(shí)導(dǎo)通，在電流高于設(shè)定值時(shí)關(guān)閉。當(dāng) MOSFET 導(dǎo)通時(shí)，電流逐漸上升，并從輸入電壓 Vin 經(jīng)由檢測(cè)電阻器、LED、電感器和 MOSFET 流向 GND；當(dāng) MOSFET 關(guān)閉時(shí)，電流逐漸下降并通過檢測(cè)電阻、LED、電感器和二極管 D1 流回 Vin。
　　添加磁滯會(huì)導(dǎo)致自振蕩系統(tǒng)產(chǎn)??生鋸齒形 LED 電流，如圖 2 所示。鋸齒波的幅度由磁滯量決定。電容器C3充當(dāng)濾波器，因此LED將主要看到直流電流。這種拓?fù)浔环Q為高側(cè)降壓拓?fù)洹?br>

　

　　圖 2：遲滯降壓 LED 驅(qū)動(dòng)器的電流波形由于自感振蕩而具有鋸齒狀 LED 電流。
　　從降壓到升壓
　　僅當(dāng) LED 兩端的電壓小于輸入電壓時(shí)，才能使用降壓拓?fù)?。?dāng) LED 兩端的電壓大于輸入電壓時(shí)，需要采用升壓拓?fù)?。由于升壓拓?fù)湓诘蛡?cè)也有開關(guān) MOSFET，因此可以通過重新布置外部元件將高側(cè)降壓拓?fù)渲苯痈臑樯龎和負(fù)?，如圖 3 所示。在這種升壓拓?fù)渲?，電流在與高側(cè)降壓拓?fù)渲械姆绞较嗤?br>　　不同之處在于 LED 不再與檢測(cè)電阻和電感串聯(lián)。結(jié)果是輸入電流而非 LED 電流得到調(diào)節(jié)。圖4顯示了輸入和輸出電流的波形； LED 電流是通過 C3 輸出電流的濾波版本。
　　這種安排的結(jié)果是，LED 電流不僅取決于穩(wěn)壓輸入電流 (IIN)，還取決于輸入電壓 (VIN)、輸出電壓 (VLED) 和轉(zhuǎn)換器的效率 (η)：
　　\large I_{LED} = \frac{\eta V_{IN} I_{IN}}{V_{LED}}　　將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從高側(cè)降壓更改為升壓僅需要對(duì)外部組件進(jìn)行一些重新排列

　　圖 3：將拓?fù)鋸母叨私祲焊臑樯龎簝H需要對(duì)外部組件進(jìn)行一些重新排列?！　‘?dāng)配置為遲滯升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器時(shí)，將調(diào)節(jié)輸入電流而不是 LED 電流，如輸入和輸出電流波形所示

　　圖 4：當(dāng)配置為遲滯升壓 LED 驅(qū)動(dòng)器時(shí)，調(diào)節(jié)輸入電流而不是 LED 電流，如輸入和輸出電流波形所示?！　∪绻纱水a(chǎn)生的 LED 電流變化大于可接受的范圍，則可以添加基于 MAX8515（一款用于隔離 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的寬輸入、0.6V 并聯(lián)穩(wěn)壓器）的額外電路來調(diào)節(jié) LED 電流，圖 5 。

　　如果需要，可以使用基于 MAX8515 并聯(lián)穩(wěn)壓器的附加電路來改善 LED 電流調(diào)節(jié)
　　圖 5：如果需要，可以使用基于 MAX8515 并聯(lián)穩(wěn)壓器的附加電路來改善 LED 電流調(diào)節(jié)?！　AX8515充當(dāng)誤差放大器，將反饋電壓VFB與內(nèi)部參考電壓0.6V進(jìn)行比較。 VFB 與 LED 電流成正比，其中 VFB = R2 × ILED。由于放大器的輸出可以從 TEMP_I 引腳吸收電流，但不能提供電流，因此 TEMP_I 引腳本身會(huì)提供一個(gè)小的恒定電流。兩個(gè)電流之間的差值由電容器 C2 積分。如果MAX8515吸收的電流多于TEMP_I引腳拉出的電流，則電壓下降；反之亦然。輸入電流 IIN 的設(shè)定點(diǎn)與該電壓成正比，如圖 6 所示。因此，如果 VFB 小于 0.6V 基準(zhǔn)，則不會(huì)吸收電流，并且 TEMP_I 上的電壓會(huì)增加。這反過來又會(huì)增加輸入功率，從而增加 LED 電流和 VFB。如果 VFB 大于參考值，TEMP_I 上的電壓將被拉低，以減少 LED 電流。

　　MAX8515 管理灌電流和拉電流，如 TEMP_I 電壓與輸入電流設(shè)定點(diǎn)之間的關(guān)系所示

　　圖 6：MAX8515 管理灌電流和拉電流，如 TEMP_I 電壓與輸入電流設(shè)定點(diǎn)之間的關(guān)系所示。
　　LED 電流控制環(huán)路最大限度地減少變化
　　這些參數(shù)適用于用于調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路，圖 7：
　　MAX8515的0.6V參考電壓是控制環(huán)路的輸入；
　　VFB 為輸出，與 LED 電流成正比，其中 ILED = VFB/R2；
　　G1是MAX8515和電阻R2的增益（注意，由于NPN晶體管的反相作用，MAX8515的增益實(shí)際上是負(fù)的；這是通過交換加法器上的正負(fù)號(hào)來補(bǔ)償?shù)模?br>　　電容器 C2 是積分器，而 G2 是 TEMP_I 電壓和反饋電壓之間的增益。
　　該控制環(huán)路將 VFB 調(diào)節(jié)至 0.6V：
　　\large I_{LED}=\frac{0.6V}{R_2}
　　為了正確配置升壓電路，應(yīng)選擇檢測(cè)電阻 RSENSE，使最大輸入電流略高于所需電流。然后，額外的控制環(huán)路會(huì)降低輸入電流以獲得正確的 LED 電流值。該電阻的值可按下式計(jì)算：
　　\large R_{sense}< \frac{\eta \ V_{IN} \ 200mV}{I_{LED} \ V_{LED}}
　　附加檢測(cè)電阻 R2 可通過以下公式計(jì)算：
　　\large R_2=\frac{0.6V}{I_{LED}}
　　還需要過壓保護(hù)　　LED 通常會(huì)因短路而失效；從而降低輸出電壓。如果輸出電壓保持高于輸入電壓，電路將繼續(xù)正常工作。然而，如果 LED 因變?yōu)楦咦杩梗ㄩ_路）而不是短路而發(fā)生故障，則輸出電流會(huì)將輸出電容器 C3 充電到超出 IC 工作范圍的值，并導(dǎo)致其故障。

　　用于調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路首先將反饋電壓 VFB 維持在 0.6V

　　圖 7：調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路首先將反饋電壓 VFB 維持在 0.6V　　為了保護(hù)電路免受這種情況的影響，可以在基本電路中添加一些額外的組件，如圖 8 所示。如果 Q2 的柵極電壓達(dá)到其導(dǎo)通閾值，Q2 將拉低轉(zhuǎn)換器上的 DIM 引腳。這會(huì)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)換器的開關(guān)，并且輸出電壓緩慢下降，直到 Q2 關(guān)閉。重復(fù)該循環(huán)，使得輸出電壓在過壓閾值附近變化，該閾值被選擇在轉(zhuǎn)換器的工作范圍內(nèi)。

　　當(dāng) LED 發(fā)生開路故障時(shí)，需要過壓保護(hù)，從而使 C3 的充電超出 IC 的最大額定值

　　圖 8：當(dāng) LED 發(fā)生開路故障時(shí)，需要過壓保護(hù)，從而使 C3 的充電超出 IC 的最大額定值

　　為了驗(yàn)證降壓/升壓分析并評(píng)估整體性能，構(gòu)建并測(cè)試了兩個(gè)電路，一個(gè)具有額外的 LED 電流調(diào)節(jié)（電路 2），另一個(gè)沒有額外的 LED 電流調(diào)節(jié)（電路 1）。該電路設(shè)計(jì)用于通過 12V 輸入以 200mA 電流驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LED (≈24V)。效率估計(jì)約為 95%。
　　輸出功率為 4.8W (24V × 200mA)，輸入功率估計(jì)為 4.8W/0.95 ≈ 5.05W。使用 12V 電源時(shí)，輸入電流應(yīng)調(diào)節(jié)至 5.05W/12V ≈ 421mA，這會(huì)導(dǎo)致 RSENSE 值為 470mΩ (200mV/421mA)?！　榱苏{(diào)節(jié) LED 電流，R2 需要為 3Ω (600mV/200mA)。要將輸入電壓擴(kuò)展到 8V，RSENSE 應(yīng)滿足以下條件：

　　\large R_{sense}< \frac{0.95 \times 8V \times 200mV}{200mA \times 24V} = 317m\Omega

　　因此選擇 300mΩ 的值?！　Вt色）和不帶（藍(lán)色）附加調(diào)節(jié)的 LED 電流與輸入電壓的關(guān)系顯示輸出電流對(duì)輸入電壓值的敏感度

　　圖 9：具有（紅色）和不具有（藍(lán)色）附加調(diào)節(jié)的 LED 電流與輸入電壓的關(guān)系，顯示了輸出電流對(duì)輸入電壓值的敏感度。
　　為了證明 LED 電流調(diào)節(jié)的附加值，兩個(gè)電路在 8V 至 16V 的輸入電壓范圍內(nèi)記錄了 LED 電流，如圖 9 所示。很明顯，對(duì)于沒有 LED 電流調(diào)節(jié)的電路，LED 電流僅為當(dāng)輸入電壓為 12V 標(biāo)稱值時(shí)，電流為 200mA 目標(biāo)值。對(duì)于其他值，它隨輸入電壓線性縮放。如果輸入電壓經(jīng)過調(diào)節(jié)，VIN 的變化可能非常小，并且導(dǎo)致 LED 電流變化可接受。
　　相比之下，具有 LED 電流調(diào)節(jié)的電路不會(huì)表現(xiàn)出這種效果，但在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)具有恒定值。額外的控制環(huán)路通過在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)將 LED 電流調(diào)節(jié)至目標(biāo)值來清楚地顯示其值；僅在 8V 輸入時(shí)該值略低。最有可能的是，由于 R2 的損失，效率略低于估計(jì)的 95%?？焖贉y(cè)量表明，VIN = 8V 時(shí)輸入電流達(dá)到最大值。一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方法是將 RSENSE 降低至 270mΩ。
　　具有電流調(diào)節(jié)功能的 LED 驅(qū)動(dòng)電路的波特圖證實(shí)該電路具有足夠的相位裕度以保證穩(wěn)定運(yùn)行　　圖 10：采用電流調(diào)節(jié)的 LED 驅(qū)動(dòng)電路的波特圖證實(shí)該電路具有足夠的相位裕度以保證穩(wěn)定運(yùn)行。

　　遲滯降壓LED 驅(qū)動(dòng)器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是控制環(huán)路本質(zhì)上是穩(wěn)定的，因?yàn)闆]有反饋。添加額外的控制回路會(huì)引入反饋，這可能會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定?？刂骗h(huán)路穩(wěn)定性的波特圖顯示，電路的相位裕度約為 47°，足以保證穩(wěn)定運(yùn)行，如圖 10 所示。