在上述等式中,近似認為在整個電流上升與下降期間LED正向壓降不變。事實上它會隨電流升高而增大,但這些公式使設計計算的結果在實際電路所用元件的容差範圍內。此外,VIN與VF之間的差值小於它們中的任何一個,所以6.2μs的上升時間將基本上取決於這些電壓值。
值得注意的是,對於9.6V的LED正向壓降以及300mV的蕭特基二極管正向壓降來說,從680mA下降到零的時間為:
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由於TOFF一般為1.7μs,所以電流有足夠的時間降到零。然而,儘管1.5μs已相當接近1.7μs,因為元件的容差,線圈電流可能不能降到零。但這不是什麼大問題,因為殘餘電流會很小。需要注意的是,由於對峰值電流的測量及關斷,不可能產生在具有固定TON時間的轉換器中產生的危險的‘電感階躍’(inductor staircasing)問題。由於電流可能永遠都不會超過IPEAK,所以即使電流從一個有限值開始成長(即連續模式),也不會超過IPEAK,於是LED電流將近似等於680mA與0的平均值,即340mA。它並不是嚴格意義上的平均值,因為有200ns的時間內電流為零,但與IPEAK及元件容差相比這非常小。
圖2與圖3分別描述了12V與24V系統的性能。
電路設計計算 在TON期間(假設為非連續工作模式),電源的輸入功率等於VIN×IPEAK/2,因而電源的平均輸入電流等於該電流乘以TON相對於整個周期時間的比值。
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從上式可看出平均電源電流是如何在較低電壓下隨著TON相對於固定的1.7μs的增加增大。這是符合功率原理的,因為當電源電壓較低時,固定(或近似固定)的LED功率需要更多電源電流才能獲得相同功率。
儲存在電感中的能量等於從電感轉移到LED的能量(假設為非連續工作模式),為:
EQ1
因此,當輸入電壓與輸出電壓的差別變得更大時,從電感轉移到LED的能量比LED直接從電源獲取的能量要更多些。如果能計算出使電流正好在1.7μs時達到零的電感值L1及峰值電流IPEAK,則LED的功率將不會太依賴於電源電壓,因為此時LED中的平均電流總是近似為IPEAK/2。
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表1:12V系統的材料清單。
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隨著電源電壓的增加,達到IPEAK所需的TON將減小,但LED的功率基本恒定,且在TON期間只吸取從零至IPEAK的電源電流。電源電壓越高,TON佔整個周期的比例越小,所以較高電源電壓時的平均電源電流亦較小,這樣保持了功率(和效率)的恒定。
蕭特基二極管正向壓降會使效率降低。例如,假設LED的VF為6V,蕭特基二極管的VF為0.3V,則從電感轉移過來的能量的效率損失為5%,即蕭特基二極管正向壓降與LED正向壓降之比。在TON期間,蕭特基二極管不在電流迴路中,故不會引入損耗,因此整個效率損失比取決於TON與TOFF之比。對於TON佔整個周期的大部份的低電源電壓來說,由蕭特基二極管導入的損耗並不大。當LED電壓較高(多個LED串聯)時,蕭特基二極管導入的損耗也不大,因為此時蕭特基二極管正向壓降在整個壓降所佔的比例將更小。
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