由於這種特性的存在，電路僅需提供一般的耐壓
，開關管就能夠完成通用範圍輸入，其次，Buck型電路的磁性器件也是結構最為簡單的，通常情況下隻要一個繞組。當然還有很多其他的優點
，本篇文章就不過多進行介紹。

 

本篇文章以BP2822和DU8623為例來討論Buck型LED驅動電路
，希望能夠對大家有所幫助。

圖1 常見的Buck型結構

 

圖1是幾種常見的Buck型結構。第一種是高邊驅動NMOS的方式。這種Buck型電路是在低壓DCDC中見得最多的。他的優點是輸入輸出是共地的
，並且公共端是係統電位最低點。在高壓Buck中，我們很少見到這種方式，原因在於高邊NMOS需要自舉升壓浮動驅動
，高壓的驅動電路太占芯片的麵積了。

 

第二種是高邊驅動PMOS
，這種結構的優點和第一種相同，也不需要自舉升壓驅動，但卻是比較少見，原因在於PMOS的多子為空穴，遷移率低，造成PMOS的性能較差，另外，這種驅動要以輸入為參考
，同樣會比較複雜。

 

第三種是高壓Buck型LED驅動器中最為多見的，今天要說的兩個IC都是這種結構。它的優點很明顯：控製電路不需要承受高壓就能很好地完成對功率管的驅動
，因此IC的成本可以做到很低。而在LED以外的應用中，我們幾乎不會這樣用，原因很簡單，這種結構的公共端是電源輸入正端，不符合我們的習慣。

 

說完上麵這些
，就來看看這些電路是如何來恒流的。首先

，要搞清楚恒流的概念，恒的是負載的平均電流
，對於Buck拓撲，也就是電感的平均電流。對於任何一種拓撲
，一個開關周期內電感的電流都是先升到峰值
，再降到穀值的，這個穀值可能大於0（連續模式），也可能等於0（斷續模式或者臨界模式）或者小於0（這種情況隻會在同步整流的結構中出現）。如果是連續模式或者臨界模式，那麼電感的平均電流就等於峰值電流加上穀值電流除以2，即：

 

Io_avg=IL_avg=（IL_peak+IL_valley）/2

圖2

 

 

IL_peak=Vthh/Rcs

圖3

 

接下來的開關周期內，電感通過二極管D續流

，如圖3所示。這就出現了一個問題，此時的電流不再流經開關管，控製電路無法知道電流下降到何種程度了。

圖4

圖5

 

怎麼辦?先看一下圖5。用過臨界模式PWM控製IC的應該很快能夠看出來
，這種結構可以實現在電感電流下降到0附fu近jin時shi重zhong新xin打da開kai開kai關guan管guan
，也ye就jiu是shi說shuo
，可ke以yi強qiang迫po電dian路lu工gong作zuo在zai臨lin界jie工gong作zuo模mo式shi。使shi用yong一yi個ge輔fu助zhu繞rao組zu，開kai關guan管guan關guan斷duan期qi間jian，電dian感gan電dian流liu下xia降jiang，輔fu助zhu繞rao組zu感gan應ying產chan生sheng一yi個ge正zheng電dian壓ya，當dang電dian感gan電dian流liu下xia降jiang為wei零ling時shi
，感gan應ying電dian壓ya消xiao失shi

，觸chu發fa開kai關guan管guan重zhong新xin開kai啟qi。D1這個二極管是用來阻斷開關管開啟時輔助繞組上的反壓的，實際上我們可能看不到這個二極管
，因為可以再IC內部A2的反相輸入端反向並接一個二極管到地，效果一樣的。

這個電路使得電感電流波形非常接近上圖的臨界模式，也就實現了輸出的恒流：

 

Io_avg=IL_avg=（IL_peak+IL_valley）/2=IL_peak/2

 

這就是BP2822的工作模式。大家會問，為什麼BP2822的應用中沒有這個輔助繞組?確(que)實(shi)沒(mei)有(you)，這(zhe)個(ge)繞(rao)組(zu)肯(ken)定(ding)讓(rang)電(dian)感(gan)的(de)加(jia)工(gong)變(bian)得(de)複(fu)雜(za)

，成(cheng)本(ben)會(hui)略(lve)微(wei)上(shang)升(sheng)。那(na)麼(me)它(ta)是(shi)如(ru)何(he)檢(jian)測(ce)電(dian)感(gan)電(dian)流(liu)下(xia)降(jiang)到(dao)零(ling)的(de)呢(ne)。大(da)家(jia)可(ke)以(yi)先(xian)想(xiang)一(yi)下(xia)反(fan)激(ji)工(gong)作(zuo)在(zai)斷(duan)續(xu)模(mo)式(shi)下(xia)，開(kai)關(guan)管(guan)漏(lou)極(ji)電(dian)壓(ya)在(zai)開(kai)啟(qi)前(qian)上(shang)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)內(nei)的(de)波(bo)形(xing)是(shi)什(shen)麼(me)樣(yang)的(de)。沒(mei)錯(cuo)

，會(hui)出(chu)現(xian)振(zhen)蕩(dang)。那(na)Buck型的會不會也有這樣現象呢?會。

 

假設電流在t時刻過零
，則t-時刻有：

 

Vds=Vcoss=Vin

 

在t+時，電感電流為零，C遠大於Coss，C視為短路，則Coss與L構成串聯諧振回路，諧振頻率為：

初始振蕩幅度為Vin。用saber仿一下，確實如此。

 

有(you)這(zhe)個(ge)振(zhen)蕩(dang)，那(na)就(jiu)好(hao)辦(ban)了(le)
，隻(zhi)要(yao)檢(jian)測(ce)這(zhe)個(ge)振(zhen)蕩(dang)一(yi)開(kai)始(shi)
，我(wo)們(men)就(jiu)把(ba)開(kai)關(guan)管(guan)重(zhong)新(xin)開(kai)啟(qi)
，那(na)麼(me)久(jiu)非(fei)常(chang)接(jie)近(jin)臨(lin)界(jie)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)了(le)。甚(shen)至(zhi)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)到(dao)這(zhe)種(zhong)振(zhen)蕩(dang)到(dao)達(da)穀(gu)值(zhi)時(shi)將(jiang)開(kai)關(guan)管(guan)開(kai)啟(qi)
，那(na)麼(me)就(jiu)是(shi)我(wo)們(men)所(suo)說(shuo)的(de)準(zhun)諧(xie)振(zhen)（QR）了。但是仍然有問題。不涉及到IC的可能不知道，國內絕大多數集成功率管的IC都是將控製部分的裸片和一個外置的功率管裸片封裝到一起的，也就是單片封裝

，而不是單片集成。那麼，功率管漏端和控製IC基本都是沒有連接關係的，那又如何取得這個振蕩信號呢?

 

這一點，還和驅動結構相關。為了減小IC功耗，BP2822這類IC都(dou)是(shi)采(cai)用(yong)源(yuan)極(ji)驅(qu)動(dong)的(de)方(fang)式(shi)。也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)，芯(xin)片(pian)實(shi)際(ji)驅(qu)動(dong)的(de)是(shi)一(yi)個(ge)低(di)壓(ya)的(de)功(gong)率(lv)管(guan)，另(ling)外(wai)一(yi)個(ge)高(gao)壓(ya)功(gong)率(lv)管(guan)用(yong)來(lai)承(cheng)受(shou)耐(nai)壓(ya)，下(xia)圖(tu)可(ke)以(yi)說(shuo)明(ming)這(zhe)一(yi)結(jie)構(gou)。圖(tu)中(zhong)也(ye)順(shun)帶(dai)給(gei)出(chu)了(le)
，使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)和(he)電(dian)容(rong)
，就(jiu)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)這(zhe)個(ge)振(zhen)蕩(dang)信(xin)號(hao)。但(dan)是(shi)，這(zhe)個(ge)二(er)極(ji)管(guan)和(he)電(dian)容(rong)是(shi)需(xu)要(yao)承(cheng)受(shou)高(gao)壓(ya)的(de)，放(fang)在(zai)IC內部是不現實的，放在芯片外部
，無疑增加了外圍的複雜度。

圖6

圖7

 

究竟是如何檢測的呢?再看下圖6和圖7就知道了。下管的源漏寄生電容導致下管的漏端（即高壓管的源端）對地也會產生同樣波形的振蕩，這個振蕩是低壓的，檢測起來就方便了。