通過一些額外的組件和對拓撲的一些重新排列，降壓模式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器 IC 可以制成升壓模式器件，以高于電源電壓的電壓驅(qū)動 LED 燈串。
　　遲滯降壓 LED 驅(qū)動器是一種流行且易于實施的電流源，適用于 LED 燈串兩端的電壓低于輸入電壓的情況。通過重新布置外部組件，可以將該拓撲結(jié)構(gòu)從降壓模式切換到升壓模式，以支持二極管壓降總和大于輸入電壓的 LED 串。
　　雖然有許多升壓穩(wěn)壓器可供選擇，但這種拓撲允許單個降壓穩(wěn)壓器 IC 提供降壓和升壓功能，因此可以簡化物料清單 (BOM) 并降低總體成本。盡管使用降壓器件進行升壓操作可能會導致 LED 電流的變化超出可接受范圍，但如果需要，可以添加額外的控制環(huán)路來進一步調(diào)節(jié)電流。　　該轉(zhuǎn)換示例使用 Maxim Integrated 的 MAX16822/32 遲滯降壓轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器是 2MHz 高亮度LED 驅(qū)動器 IC，具有集成 MOSFET 和高側(cè)電流檢測功能，如圖 1 所示。（MAX16822 和 MAX16832 的區(qū)別僅在于額定電流：分別為 500mA 與 1A。）

　　MAX16832作為降壓轉(zhuǎn)換器LED驅(qū)動器的典型應(yīng)用電路
　　圖1：MAX16832作為降壓轉(zhuǎn)換器LED驅(qū)動器的典型應(yīng)用電路
　　該電路調(diào)節(jié)檢測電阻器 Rsense 上的電壓，以便恒定電流流過與該電阻器串聯(lián)的 LED。 MAX16832 內(nèi)的 MOSFET 在電流低于設(shè)定值時導通，在電流高于設(shè)定值時關(guān)閉。當 MOSFET 導通時，電流逐漸上升，并從輸入電壓 Vin 經(jīng)由檢測電阻器、LED、電感器和 MOSFET 流向 GND；當 MOSFET 關(guān)閉時，電流逐漸下降并通過檢測電阻、LED、電感器和二極管 D1 流回 Vin。
　　添加磁滯會導致自振蕩系統(tǒng)產(chǎn)??生鋸齒形 LED 電流，如圖 2 所示。鋸齒波的幅度由磁滯量決定。電容器C3充當濾波器，因此LED將主要看到直流電流。這種拓撲被稱為高側(cè)降壓拓撲。

　

　　圖 2：遲滯降壓 LED 驅(qū)動器的電流波形由于自感振蕩而具有鋸齒狀 LED 電流。
　　從降壓到升壓
　　僅當 LED 兩端的電壓小于輸入電壓時，才能使用降壓拓撲。當 LED 兩端的電壓大于輸入電壓時，需要采用升壓拓撲。由于升壓拓撲在低側(cè)也有開關(guān) MOSFET，因此可以通過重新布置外部元件將高側(cè)降壓拓撲直接更改為升壓拓撲，如圖 3 所示。在這種升壓拓撲中，電流在與高側(cè)降壓拓撲中的方式相同。
　　不同之處在于 LED 不再與檢測電阻和電感串聯(lián)。結(jié)果是輸入電流而非 LED 電流得到調(diào)節(jié)。圖4顯示了輸入和輸出電流的波形； LED 電流是通過 C3 輸出電流的濾波版本。
　　這種安排的結(jié)果是，LED 電流不僅取決于穩(wěn)壓輸入電流 (IIN)，還取決于輸入電壓 (VIN)、輸出電壓 (VLED) 和轉(zhuǎn)換器的效率 (η)：
　　\large I_{LED} = \frac{\eta V_{IN} I_{IN}}{V_{LED}}　　將拓撲結(jié)構(gòu)從高側(cè)降壓更改為升壓僅需要對外部組件進行一些重新排列

　　圖 3：將拓撲從高端降壓更改為升壓僅需要對外部組件進行一些重新排列。　　當配置為遲滯升壓 LED 驅(qū)動器時，將調(diào)節(jié)輸入電流而不是 LED 電流，如輸入和輸出電流波形所示

　　圖 4：當配置為遲滯升壓 LED 驅(qū)動器時，調(diào)節(jié)輸入電流而不是 LED 電流，如輸入和輸出電流波形所示?！　∪绻纱水a(chǎn)生的 LED 電流變化大于可接受的范圍，則可以添加基于 MAX8515（一款用于隔離 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的寬輸入、0.6V 并聯(lián)穩(wěn)壓器）的額外電路來調(diào)節(jié) LED 電流，圖 5 。

　　如果需要，可以使用基于 MAX8515 并聯(lián)穩(wěn)壓器的附加電路來改善 LED 電流調(diào)節(jié)
　　圖 5：如果需要，可以使用基于 MAX8515 并聯(lián)穩(wěn)壓器的附加電路來改善 LED 電流調(diào)節(jié)?！　AX8515充當誤差放大器，將反饋電壓VFB與內(nèi)部參考電壓0.6V進行比較。 VFB 與 LED 電流成正比，其中 VFB = R2 × ILED。由于放大器的輸出可以從 TEMP_I 引腳吸收電流，但不能提供電流，因此 TEMP_I 引腳本身會提供一個小的恒定電流。兩個電流之間的差值由電容器 C2 積分。如果MAX8515吸收的電流多于TEMP_I引腳拉出的電流，則電壓下降；反之亦然。輸入電流 IIN 的設(shè)定點與該電壓成正比，如圖 6 所示。因此，如果 VFB 小于 0.6V 基準，則不會吸收電流，并且 TEMP_I 上的電壓會增加。這反過來又會增加輸入功率，從而增加 LED 電流和 VFB。如果 VFB 大于參考值，TEMP_I 上的電壓將被拉低，以減少 LED 電流。

　　MAX8515 管理灌電流和拉電流，如 TEMP_I 電壓與輸入電流設(shè)定點之間的關(guān)系所示

　　圖 6：MAX8515 管理灌電流和拉電流，如 TEMP_I 電壓與輸入電流設(shè)定點之間的關(guān)系所示。
　　LED 電流控制環(huán)路最大限度地減少變化
　　這些參數(shù)適用于用于調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路，圖 7：
　　MAX8515的0.6V參考電壓是控制環(huán)路的輸入；
　　VFB 為輸出，與 LED 電流成正比，其中 ILED = VFB/R2；
　　G1是MAX8515和電阻R2的增益（注意，由于NPN晶體管的反相作用，MAX8515的增益實際上是負的；這是通過交換加法器上的正負號來補償?shù)模?br>　　電容器 C2 是積分器，而 G2 是 TEMP_I 電壓和反饋電壓之間的增益。
　　該控制環(huán)路將 VFB 調(diào)節(jié)至 0.6V：
　　\large I_{LED}=\frac{0.6V}{R_2}
　　為了正確配置升壓電路，應(yīng)選擇檢測電阻 RSENSE，使最大輸入電流略高于所需電流。然后，額外的控制環(huán)路會降低輸入電流以獲得正確的 LED 電流值。該電阻的值可按下式計算：
　　\large R_{sense}< \frac{\eta \ V_{IN} \ 200mV}{I_{LED} \ V_{LED}}
　　附加檢測電阻 R2 可通過以下公式計算：
　　\large R_2=\frac{0.6V}{I_{LED}}
　　還需要過壓保護　　LED 通常會因短路而失效；從而降低輸出電壓。如果輸出電壓保持高于輸入電壓，電路將繼續(xù)正常工作。然而，如果 LED 因變?yōu)楦咦杩梗ㄩ_路）而不是短路而發(fā)生故障，則輸出電流會將輸出電容器 C3 充電到超出 IC 工作范圍的值，并導致其故障。

　　用于調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路首先將反饋電壓 VFB 維持在 0.6V

　　圖 7：調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路首先將反饋電壓 VFB 維持在 0.6V　　為了保護電路免受這種情況的影響，可以在基本電路中添加一些額外的組件，如圖 8 所示。如果 Q2 的柵極電壓達到其導通閾值，Q2 將拉低轉(zhuǎn)換器上的 DIM 引腳。這會自動停止轉(zhuǎn)換器的開關(guān)，并且輸出電壓緩慢下降，直到 Q2 關(guān)閉。重復該循環(huán)，使得輸出電壓在過壓閾值附近變化，該閾值被選擇在轉(zhuǎn)換器的工作范圍內(nèi)。

　　當 LED 發(fā)生開路故障時，需要過壓保護，從而使 C3 的充電超出 IC 的最大額定值

　　圖 8：當 LED 發(fā)生開路故障時，需要過壓保護，從而使 C3 的充電超出 IC 的最大額定值

　　為了驗證降壓/升壓分析并評估整體性能，構(gòu)建并測試了兩個電路，一個具有額外的 LED 電流調(diào)節(jié)（電路 2），另一個沒有額外的 LED 電流調(diào)節(jié)（電路 1）。該電路設(shè)計用于通過 12V 輸入以 200mA 電流驅(qū)動 8 個 LED (≈24V)。效率估計約為 95%。
　　輸出功率為 4.8W (24V × 200mA)，輸入功率估計為 4.8W/0.95 ≈ 5.05W。使用 12V 電源時，輸入電流應(yīng)調(diào)節(jié)至 5.05W/12V ≈ 421mA，這會導致 RSENSE 值為 470mΩ (200mV/421mA)?！　榱苏{(diào)節(jié) LED 電流，R2 需要為 3Ω (600mV/200mA)。要將輸入電壓擴展到 8V，RSENSE 應(yīng)滿足以下條件：

　　\large R_{sense}< \frac{0.95 \times 8V \times 200mV}{200mA \times 24V} = 317m\Omega

　　因此選擇 300mΩ 的值?！　Вt色）和不帶（藍色）附加調(diào)節(jié)的 LED 電流與輸入電壓的關(guān)系顯示輸出電流對輸入電壓值的敏感度

　　圖 9：具有（紅色）和不具有（藍色）附加調(diào)節(jié)的 LED 電流與輸入電壓的關(guān)系，顯示了輸出電流對輸入電壓值的敏感度。
　　為了證明 LED 電流調(diào)節(jié)的附加值，兩個電路在 8V 至 16V 的輸入電壓范圍內(nèi)記錄了 LED 電流，如圖 9 所示。很明顯，對于沒有 LED 電流調(diào)節(jié)的電路，LED 電流僅為當輸入電壓為 12V 標稱值時，電流為 200mA 目標值。對于其他值，它隨輸入電壓線性縮放。如果輸入電壓經(jīng)過調(diào)節(jié)，VIN 的變化可能非常小，并且導致 LED 電流變化可接受。
　　相比之下，具有 LED 電流調(diào)節(jié)的電路不會表現(xiàn)出這種效果，但在整個輸入電壓范圍內(nèi)具有恒定值。額外的控制環(huán)路通過在整個輸入電壓范圍內(nèi)將 LED 電流調(diào)節(jié)至目標值來清楚地顯示其值；僅在 8V 輸入時該值略低。最有可能的是，由于 R2 的損失，效率略低于估計的 95%。快速測量表明，VIN = 8V 時輸入電流達到最大值。一個簡單的解決方法是將 RSENSE 降低至 270mΩ。
　　具有電流調(diào)節(jié)功能的 LED 驅(qū)動電路的波特圖證實該電路具有足夠的相位裕度以保證穩(wěn)定運行　　圖 10：采用電流調(diào)節(jié)的 LED 驅(qū)動電路的波特圖證實該電路具有足夠的相位裕度以保證穩(wěn)定運行。

　　遲滯降壓LED 驅(qū)動器的另一個優(yōu)點是控制環(huán)路本質(zhì)上是穩(wěn)定的，因為沒有反饋。添加額外的控制回路會引入反饋，這可能會導致不穩(wěn)定?？刂骗h(huán)路穩(wěn)定性的波特圖顯示，電路的相位裕度約為 47°，足以保證穩(wěn)定運行，如圖 10 所示。