基于BOOST電路供電的LED發光二極管驅動電路設計

一.前言

在LED發光二極管的應用中，往往我們需要用幾個LED串聯起來構建一個燈組進行驅動點亮，因為每個二極管上都會有一定的壓降，當我們串聯多個LED時，總壓降可能會超出電源電壓，這個時候我們就需要搭建BOOST電路進行驅動了。BOOST電路是一種升壓輸出電路，其輸出電壓比輸入電壓高，接下來我們就講一下基于BOOST開關電路供電的LED驅動電路。

二.基于BOOST的LED驅動器

下圖是典型的BOOST電路原理圖，Q1工作在飽和開關狀態，當Q1導通時，電感L1充電，Q1導通電阻很小，電源電壓主要在電感L1兩端，Q1兩端的壓降很小，從而D1兩端的電壓不足以達到正向導通電壓，這個時候D1處于截止狀態。當Q1關閉后，電感充當臨時電源和主電源VIN串聯，此時D1二極管正向導通，向電容C1充電，C1的作用就是充當儲能電容，BOOST輸出電壓，輸入電壓以及占空比有如下關系：Duty Cycle, Boost = 1 – (VIN / VOUT)，由此可見輸出電壓由輸入電壓和Q1開關占空比決定。

比如ADI公司的LT1937升壓型變換器，它是具有恒定電流輸出能力的LED升壓驅動器

其內部電路拓撲如下，Vin引腳用于給芯片內部邏輯電路供電，當Q1導通時，電源電壓經Vin→電感L1→SW引腳→Q1→GND。Q1串聯了一個0.2Ω的采樣電阻用于采樣Q1導通時的電流，當Q1關斷時，電源電壓經Vin→電感L1→D1→LED→R1→GND。電阻R1可以設定輸出電流，基本原理就是通過0.2Ω采樣電阻采樣開關電流經過運放轉換成電壓信號輸出到A2的正輸入端，A1放大器采集FB外置外置電阻R1上的電壓（R1的阻值是根據需要的輸出電流設定的，等于95mV/Io），然后和參考電壓95mV比較后輸出電壓信號到A2的負輸入端，進而通過A2來控制Q1的開關。

需要注意的是輸出電流不能設置的過低，因為過低的輸出電流會使得Q1跳過部分開關信號來降低輸出電流，那么在此過程中電感中的電荷已經釋放完了，這個時候電感L和電容C可能會發生LC振蕩，從而產生振鈴波，電感的選型要選擇低等效串聯電阻的電感型號以降低損耗。輸出電容的作用是通過限制輸出電壓的紋波來維持輸出電壓的穩定，電容自身的串聯阻抗以及輸出電流決定了紋波電壓的大小。

關于PCB布局的話，電源輸入VIN，電感L以及SWITCH的走線越短越好，環路越小越好，其次轉換器下面要盡可能鋪地，降低EMI，電阻R1就近打過孔接入地平面，提高測量精度。

三.總結

用BOOST作為LED驅動器，需要注意輸出電流以及LED的導通壓降，避免BOOST輸出電壓達不到要求，同時PCB布局也要注意，降低EMI，避免測試超標。