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来源: 作者: 2018-10-30 11:38:52

设计中白光LED驱动器的EMI问题分析

导读:

目前普遍采用白光LED作为显示屏幕的背光元件,相应的白光LED驱动器成为一颗在设计中不可或缺的IC

目前普遍采用白光LED作为显示屏幕的背光元件,相应的白光LED驱动器成为一颗在设计中不可或缺的IC。白光LED驱动器采用开关电源拓扑结构,如电感式升压转换器。转换器在高速开关的同时,由于使用电感产生EMI干扰,会给其他功能模块的设计带来困难。随着LCD 屏幕的增大,驱动器所需的输出能力也相应增加,EMI干扰也会变得严重。因此设计白光LED驱动器时对EMI的考虑必需认真对待。 德州仪器推出的TPS61161升压转换器除了提供10颗LED的驱动能力外,在EMI问题上也有相应的设计考虑,其典型应用如图1所示。在 TPS61161开关设计上采取两次开关过程,有效降低了EMI的辐射强度,从而避免驱动器对其他模块的影响。如图2黑色曲线所示,当 TPS61161打开内部MOSFET开关管时,MOSFET的漏源电压Vds在很短的时间内从高压变成接近于零的低压,即很大的电压变化率dv/dt;并且在开关开启的初期,由于MOSFET的特性,流过MOSFET开关管的电流变化率也很大,即di/dt。考虑到dv/dt和di/dt对于EMI产生的作用,在MOSFET开启初期,采用减慢开关电压变化率dv/dt来减少EMI强度,如图2红色曲线所示。 传统的开关技术和二次开关技术在实际EMI测试结果证明,TPS61161的二次开关技术减低了EMI辐射能量。在EMI测试试验中,TPS61161通过电池电压3.7V驱动10颗串联LED。图3a表示了EMI测试环境空间的白噪声,图3b表示了TPS61161采用传统开关的 EMI测试结果,图3c表示了TPS61161采用现有二次开关技术的EMI测试结果。试验结果表明,二次开关使得EMI辐射强度减少了10db。 另外,TPS61161支持线性调光技术通过调节LED的导通电流,改变LED的发光强度。这种调光方法有效地避免了由于LED调光所引起的EMI干扰。此类干扰经常发生在PWM调光方式。 当然,在具体应用TPS61161设计时好的PCB布局布线也有助于更好的降低EMI对系统的干扰。除了TPS61161,德州仪器的TPS61160白光LED驱动器,TPS61165高亮度LED驱动器都采用了二次开关技术。具体可以参考德州仪器的产品目录。


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