采用串聯(lián)連接本質(zhì)上可以很好保證電流的一致性,但需要給LED串施加較高電壓。為達(dá)到適當(dāng)?shù)恼彰髁炼�,普通白光LED需要3.6V偏置電壓和大20mA的偏置電流。圖1給出了可以調(diào)節(jié)7個(gè)白光LED串亮度的低成本功率電感型升壓電路。
這個(gè)電路可以分成兩個(gè)部分:由Q1和Q2組成的升壓電路,以及由Q3和JFET1組成的控制電路。假設(shè)Q1截止,當(dāng)電池電壓略高于Q2的VVB時(shí),Q2基極將流過(guò)正電流(iB=(電池電壓VBE)/RJET1)。此時(shí),Q2導(dǎo)通,電感L1接地。隨著L1上的電流以di/dt的速度增大,能量在L1磁場(chǎng)中保存起來(lái)。隨著電流逐漸增大,它也流過(guò)Q2的電阻RSAT(SD1和LED串處于截止?fàn)顟B(tài))。Q2的集電極電壓足夠高,能使Q1導(dǎo)通。Q1的基極電壓通過(guò)由R1和C1組成的前饋網(wǎng)絡(luò)連到Q2的集電極。R1也被用來(lái)限制Q1的基極電流。
Q1導(dǎo)通后,驅(qū)動(dòng)Q2的基極接地,于是Q2截止,L1的能量隨著磁場(chǎng)減弱被釋放到LED串中。
L1的快速回零動(dòng)作在LED串上施加了高于26V的正向偏置電壓,使LED發(fā)出白光。由于人眼感覺(jué)不到LED的高頻閃爍,所以該電路可提供亮度恒定的照明。當(dāng)L1放電結(jié)束后,Q1返回到截止?fàn)顟B(tài)。正常工作時(shí),這個(gè)自振蕩動(dòng)作重復(fù)進(jìn)行,直到電池電壓下降到小于Q2的VBE 與JFET1壓降(大約1V)之和,這時(shí)Q2不再導(dǎo)通。L1、Q2的 RSAT和Q1、Q2的開(kāi)關(guān)特性也會(huì)影響振蕩周期和占空比。電池組(4個(gè)堿性電池)的電壓被提高到26V以上,以便向由7個(gè)串聯(lián)的白光LED組成的LED串提供正向偏置。
流經(jīng)R4的小直流電流(不到20uA)對(duì)Q3進(jìn)行偏置,以調(diào)節(jié)JFET1的通道電阻,從而調(diào)節(jié)電池漏電流以延長(zhǎng)電池壽命。JFET1的柵極電壓比電池組電壓高0.9V左右。這里p-JFET被用作耗盡型器件,當(dāng)VGS等于零時(shí),p-JFET導(dǎo)通。ET的源極連接電池端子。設(shè)計(jì)工程師可通過(guò)提高柵極電壓(比電池正電壓更高)來(lái)關(guān)斷該通道。柵極電壓比電池電壓越高,通道電阻就越大。