非隔离BUCK架构LED驱动芯片的恒流原理的讨论

大尾狐(David Hu)

LED的驱动从架构上看主要是非隔离的架构（buck为主）和隔离的架构（flyback为主）。而非隔离的架构的芯片也经过了一些发展。我把分成三代。

在buck架构中，电感始终是与负载串联的，因此流过电感的电流等于负载的电流。

第一代以HV9910为例来说明。这种芯片确定了BUCK架构，也为后面的芯片一直延续下来。后面的芯片只是做一些改动使得输出电流更加精准

HV9910的恒流原理是让芯片工作CCM模式下，工作在练习模式（CCM），而且把电感纹波设定的特别小。通过检测MOS下面的CS电阻的电流，当CS的电阻一旦达到250 MV，就关断PWM。

这样的恒流效果不好，因为该芯片只规定了VCS的上限制，而没有规定VCS的下限值。从而造成芯片输出电流不是一个稳定值。见下图。

虽然CS电压达到250MV时关断,但是因为起始的电流不一致,导致不能

真正的输出一个恒定电流.只是近似的恒流.当负载变化时，输出电流也发生变化。

第二代的恒流芯片以BP2808为例来说明. 工作在练习模式（CCM）该芯片Rcs电阻与芯片里面的基准确定了VCS的最高值。通过固定TOFF的时间来达到固定VCS的最低值。其恒流公式如下：

Vref1Vo∗ToffIled=−∗

Rcs2LpVref是芯片内部的基准电压，RCS为检测电阻。当Vcs的电压抵到Vref电压时，PWM关断。

从而确定了VCS的最高值。

在一个固定的系统中，通常输出电压和电感量是固定，芯片固定了TOFF的时间。所以电感的纹波（∆ I）也是固定的。用VCS的最高值减去电感的纹波（∆ I）就得到了VCS的最低值。

而输出电流：I0=

VCS 的最高值

Rcs

-

VCS 的最高值−VCS的最低值

Rcs

。

但是

Iled=

VrefRcs

−2∗

1Vo∗ToffLp

这个公式可以知道，当输出电压变化，或者一个

电感的感量与另外一个电感的感量相差比较大时，会导致输出电流变化。

第三代的恒流芯片以OZ8022为例来说明，工作在练习模式（BCM）。他们是采用QR准谐振架构的零点流检测，使得VCS的最低值为OV，VCS的最高值是由基准电压和VCS电阻决定的。

这样的做法，解决了输入电压变化，输出电压变化，电感的感量变化对输出电流的影响。 下图为线形调整率,负载调整率,和电感变化的恒流波形。

线形调整率

负载调整率

电感大小与输出电流影响。

从上面的三个波形可以看出，输入电压，负载变化和电感量的变化都不会对输出电流造成影响。

此外在非隔离中还有一系列种，该芯片的恒流方式与上面的恒流方式不一样，原来是没有打算写，后来我的一位朋友把这种芯片定义成第四代恒流芯片，我就做了下面的补充。 第四代芯片恒流芯片以OZ8022V为例来说明。