基于MC9RS08KA2的高亮度LED应用方案
图2：Buck变换器拓扑
Buck变换器
Buck 变换器只能用于执行降压操作，就是当电源电压是高于所需要的设备电压时。如图2 所示，当电源开关SW1 闭合时，输入电压VIN 连接到电感L 的输入端。逆向偏压二极管能确保设备电流在一个方向上传输。与此同时，电感中保存的能源不断增加。当电源开关断开时，电感中保存的电能释放出来，电流流经二极管持续提供给设备。电感中存储的电能逐渐减少，设备电流亦开始下降。Buck 变换器的主要电能存储设备是电感。电感的设计必须确保有足够的电能存储空间，满足电源关闭期间（SW1 打开）的设备电源要求。对于HB-LED 应用，HB-LED 需在恒定电流下工作，buck 变换器亦被认为只在连续导通状态（continuous conduction mode ) 下运行。
感应器电流有两种状态：通流状态（SW1 闭合）和断流状态（SW1 打开）。处于通流状态时，电感的电流开始直线上升，电流的最大变化可以使用下列公式计算：
其中tON 是SW1 闭合的时间。VOUT 是设备RL上的电压。同样，处于断流状态时，电感电流在SW1 打开期间下降，电流的最大变化可以使用以下公式计算：
其中tOFF 是SW1 打开的时间。VD 表示二功率电感极管上的电压。假设tON 与tOFF 之和是开关时间的总长短T，那么tON 亦可以计算为：
其中D 是闭合时间的占空比。在理想情况下，逆向二极管的压降VD 为零，打开和关闭状态之间的电感电流之和是恒定的。如公式（4）所示，我们可以很容易地推断出来，buck 变换器的输出电压增益等于占空比D 而且永远小于1。
公式（1）和（2）定义了输出负载上的最大纹波电流。如果定义了可接受的纹波电流IL、开关频率SW1（1/T）、电源电压VIN 和目标输出电压VOUT，则可以通过公式（1）和（3）计算出所需的电感值。
闭环控制
使用 buck 变换器驱动HB-LED 时，系统必须能够保持恒定的输出电流。输出电压或输出电流通过改变电源开关SW1 的占空比直接进行控制。非常普遍的做法是采用低欧姆电阻（通常1Ω - 5Ω）作为电流感应器来监控HB-LED 的正向电流。该电阻将正向电流转换成电压，并与恒定参考电压VREF 进行比较。VREF 是预先定义的，而对应于所需的目标负载电流。如果电流感应器电压高于参考电压，则表示负载电流高于目标电流。反馈环路会减少占空比D 来驱动电源开关。相反，如果电流感应器电压低于参考电压，占空比D 则会增加。图3 为闭环控制buck 变换器的示意图。
图3：闭环控制buck变换器
在某些情况下，电源电压VIN 并不稳定，比如在利用电池为系统供电时。无论采用什么差模电感器电源，要让输出电流保持一个恒定水平，就必须使用独立于电源电压的一个参考电压VREF。在所有备有模拟数字转换器（ADC）或模拟比较器（ACMP）的飞思卡尔S08 和RS08 MCU 芯片系列，内部都带有隙电压参考。该参考电压独立于MCU 的电源电压VDD，通过MCU 中的专用控制寄存器启动。
MC9RS08KA2 系统
对于普通的 HB-LED 应用，MCU 控制系统的反馈回路。它测量HB-LED 正向电流并调节电源开关的占空比，将HB-LED 亮度保持在目标水平。因此，MCU 必须至少具有PWM驱动功能。通常情况下，30KHz -100KHz 的PWM输出频率就模压电感器足够了。此外，MCU 应当能够执行电压测量，这是闭环控电感器生产厂家制系统必需的。
许多飞思卡尔MCU 都能用于HB-LED 照明应用。对于一般的HB-LED 应用，可以使用MC68HC908Qxx 系列。它支持8 针脚封装，并带有专用的PW一体成型电感M 模块和模拟数字转换（ADC）模块。对于成本敏感型应用，可以使用MC9RS08KA2。它也支持8 针脚封装，不带芯片ADC，但包括模拟比较器 (ACMP)，这对HB-LED 应用来说也已经足够了。
图4 是基于MC9RS08KA2 的简单buck 变换器系统示意图。在很多情况下，应用电源电压VIN 与MCU 的电源电压（VDD）不同。有时需要使用特定的电压调节器（可以是一个简单的接地齐纳二极管）将VIN 降低到MCU 操作范围VDD。此外还需要电平转换器，使MCU 能够拨动电压高于MCU VDD 的高端开关SW1。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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哪位帮忙分析一下这个降压电路呀
KP3110_REV1.0_2015-11-13_CN.pdf
2017-9-7 18:12 上传
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