基于TPS61040/41的白光LED驅動器設計

    1.電感、最大負載電流的選擇

    因為TPS61040/41工作在持續峰值電流控制的PFM模式，此方式具有內在穩定性，電感值不影響調節器穩定性。電感選擇與額定負載電流，輸入和輸出電壓一起決定轉換器開關頻率。根據不同的應用， 電感值的選擇可介于2.2μH和47μH之間（圖3、圖4中選擇10μF）。最大的電感值是由開關管的最大導通時間確定，一般為6μs.電感值決定了轉換器的最大開關頻率。因此，選擇電感值時，應確保在轉換器工作在最大負載電流時開關頻率不超過最大值。最大開關頻率計算公式如下：

    式中，IP為峰值電流；L為所選電感的電感量；V IN（min）為最高開關頻率時的最小輸入電壓。

    如果選定的電感值沒有使轉換器超過最大開關頻率，下一步就需要計算在額定負載電流時的開關頻率，可由下面公式得到：

    式中，Iload為額定負載電流；Vdd為整流二極管正向電壓（典型值0.3V）。

    較小的電感值能使轉換器獲得較高的開關頻率，但卻降低了效率。電感值對最大有效負載電流影響不大，在一定的工作條件下，計算最大有效負載電流最好方法是估計轉換器的最大負載電流效率。最大負荷電流就可以估計如下：

    式中，fSmax為預估計的最大開關頻率；η為期望的轉換器效率，典型值為70%-85%.

    轉換器的最大負荷電流是該轉換器開始進入連續傳導模式的工作點電流。該轉換器應該通常一直工作在電流斷續模式。

    2.輸出電壓的設置。

    輸出電壓可由下式計算：

    對于電池供電的應用而言（見圖2），應使用高阻抗電壓分配器，并且R2典型值小于200kΩ，R1最大值為2.2MΩ。低阻抗可降低反饋引腳噪聲敏感性。電阻R1并聯的前饋電容CFF是很重要的，它為誤差比較器提供足夠的過載。沒有前饋電容或其值過小，在TPS61040/41的SW引腳處會有雙脈沖或突發脈沖，導致更高的輸出電壓波紋。轉換器的開關頻率越低，則要求前饋電容值越大。但前饋電容越大則電源線性調整率越差，因此選擇的前饋電容器也不能太大。前饋電容值可使用下列公式計算：

    式中，R1電壓分配器中的上拉電阻；fS額定負載電流時的轉換器開關頻率。