降压式变换电路工作原理介绍

降压式（Buck）变换电路，是LED驱动电源比较简单容易实现的一种变换电路，因此，得到了广泛应用。

1.降压式变换电路工作原理

所谓降压式变换，是指输出电压V_o必须小于输入电压V_i。基本原理如图1-12所示，当电子开关S闭合时，输入电压V_i通过滤波电感L向电容C充电，另一部分向负载R_F提供电能，这时的续流二极管VD上正下负截止，电流在电感L上的电压左正右负。当电子开关S断开时，电感上的极性相反，续流二极管VD导通，电感上储存电压V_L通过VD反向负载R_F传送电能，使输出电压V_o＜V_i，故称为降压式。降压式变换电路的输出与输入电压的关系如下式所示：

式中，，上式转化为

V_o=ηDV_i

式中，D为占空比；η为变换电路效率，所以V_o＜V_i。

2.降压式LM3402HV驱动LED的应用

图1-12 降压式变换电路基本原理图(www.xing528.com)

LM3402HV是一种降压式可调恒流输出LED驱动器，它可驱动大功率LED，输入电压范围较宽为DC 6～75V，属于高压型驱动器，驱动LED串联的电流为400mA，最大驱动电流达到500mA，每只LED的承受功率最大为1.2W。这种驱动IC由美国国家半导体公司（NSC）于2005年生产。

LM3402HV具有过热保护、过电流保护、负载开路保护，它的功率驱动由片内的MOS_- FET行使，最大驱动电流达1A，电源适用于路灯照明、汽车照明等领域，使用范围广，目前市场销售良好。

LM3402HV原理如图1-13所示。C₁、C₄分别为输入输出滤波电容，滤除电源内部或来自外部的峰值谐波，C₂、C₅采用陶瓷电容，滤除噪声信号，C₆为自举升压电容，R₁为工作频率振荡电阻，当R₁=59kΩ时，振荡开关的开通时间为2.7μs。如R₁输入电压较低时，LM3402HV呈断开状态，起到低电压保护的目的。VD采用肖特基续流作用，L为储能电感，其电感量大小决定输出电流高低。R₂为电流检测电阻，当阻值为0.75Ω时，PWN脉冲延时220ns，它的精度极为重要，决定输出电流大小。图1-13所示的LED若采用白光时，其正向压降V_F为3.7V，LED的数量与V_F有关。例如，要设计一个背光源供电系统，背光源的发光颜色匹配应由3组LED灯串组成，使发光颜色处于最佳，这3种颜色分别是7只红光、14只绿光、7只蓝光LED，它们的工作电压V_F、工作电流I_F分别是2.3V/400mA、3.5V/350mA、3.5V/350mA，还要考虑LED的压降V_V=0.2V，所以3组LED灯串的输出电压V_o分别为

V_o（R）=7×（2.3+0.2）V=17.5V

V_o（G）=14×（3.5+0.2）V=51.8V

V_o（B）=7×（3.5+0.2）V=25.9V

可采用3片LM3402HV分别驱动3组LED灯串。

图1-13 LM3402HV降压式驱动白光LED原理图