TPS61040实现白光LED驱动器

　　TPS61040/41封装及引脚功能

　　TPS61040/41采用SOT-23-5或SON-6封装如图1所示，其引脚功能如表1所示。

　　

 

　　图1 TPS61040/41采用SOT-23-5或SON-6封装

　　表1 引脚功能表

　　

 

　　典型应用电路

　　由图2可知，TPS61040/41输入电压范围为1.8~6V,输出电压可达28V.当输入端加入输入电压VIN时，TPS61040/41内部MOSFET开关Q1导通，并逐步增加了从VIN通过L1、Q1和内部电流检测电阻RSENSE的电流量。TPS61040/41的FB(反馈)脚检测输出电压，只要反馈电压低于参考电压(典型值1.233V)，则内部Q1导通，电流增大;当电感L1电流达到内部设置峰值电流ILM(TPS61040为400mA或TPS61041为250mA)时Q1截止，另外为应付极端条件以限制最大导通时间，在最大导通时间超过6μs(典型值)时Q1也会截止。TPS61040/41外接元件决定了Q1的关断时间。为了维持运行以及设定Q1的关断时间，TPS61040/41内部控制器必须用Q1和RSENSE监测通过L1的电流。当关断Q1时，流过L1的电流中断会升高电感上的电压，使外部的肖特基二极管D1正偏并导通，D1作续流二极管保证电流输出，为输出电容器C1充电至一个较高电压，这个电压高于单独的输入电压VIN。

　　

 

　　图2 应用电路

　　开关管关断至少要保持400ns(典型值)，或者反馈电压又低于参考电压时才导通。输入电压、L1以及通过RSENSE的预设峰值电流都会影响Q1的导通时间。

　　具体电路设计

　　本文给出了TPS61040的两种具体电路。图3为用TPS61040作为升压转换器来驱动并联LED;图4为用TPS61040作为升压转换器来驱动串联LED.图3中通过在FB引脚和GND之间连接一个15Ω的外部电阻R1,根据反馈电压(VFB=1.233V)，TPS61040可为LED提供80mA的恒定电流。该设计允许在输出上使用物理尺寸较小的外部器件(使用陶瓷电容代替钽电容)，这是由于TPS61040提供的开关频率高达1MHz.PWM控制管脚用来控制LED灯的亮度。该电路可以获得85%的电源转换效率。在图4中通过改变R1和D3的值，升压拓扑可以驱动串联的LED.通过在FB引脚连接一个47Ω的接地电阻，并根据反馈电压(VFB=1.233V)，TPS61040可为LED提供26mA的恒定电流。

　　

 

　　图3 TPS61040驱动并接的白光LED电路

　　

 

　　图4 TPS61040驱动串接的白光LED电路

　　1.电感、最大负载电流的选择

　　因为TPS61040/41工作在持续峰值电流控制的PFM模式，此方式具有内在稳定性，电感值不影响调节器稳定性。电感选择与额定负载电流，输入和输出电压一起决定转换器开关频率。根据不同的应用， 电感值的选择可介于2.2μH和47μH之间(图3、图4中选择10μF)。最大的电感值是由开关管的最大导通时间确定，一般为6μs.电感值决定了转换器的最大开关频率。因此，选择电感值时，应确保在转换器工作在最大负载电流时开关频率不超过最大值。最大开关频率计算公式如下：

　　

 

　　式中，IP为峰值电流;L为所选电感的电感量;V IN(min)为最高开关频率时的最小输入电压。

　　如果选定的电感值没有使转换器超过最大开关频率，下一步就需要计算在额定负载电流时的开关频率，可由下面公式得到：

　　

 

　　式中，Iload为额定负载电流;Vdd为整流二极管正向电压(典型值0.3V)。