模仿设计负载电流下太阳能黄闪灯串的电压

电路的目的负载电流为 260 mA。正如我们所看到的那样，一旦组件理论值被方程式 10中的有效值替代，它们惹起的误差将远多于维护电路自身带来的误差。为了测试维护电路的运转状况，我们运用一个 38 ? 的电阻器十进位箱替代 太阳能黄闪灯 串，目的是模仿设计负载电流下 太阳能黄闪灯 串的电压。经过快速地将负载电阻从 38 ? 改动为 1038?，能够模仿一次开路毛病。 这种输出电流变化（绿色线条）标明了负载阻抗的忽然变化。为了停止补偿，TPS61170 输出电压（黄色线条）上升，以重新到达设计负载电流。但是，这种变化不会一直如此，直抵达到其最大占空比，输出电压稳定在了约 16V 的箝位电压。驱动高亮度太阳能黄闪灯的一种办法是对规范升压转换器拓扑停止修正，以驱动恒定电流经过负载。但是，这种施行办法存在一个严重问题，由于 太阳能黄闪灯 串中呈现的开路毛病会移除负载电流的通路。由于来自转换器（此时在无反应状况下工作）的高输出电压，这样可能会对电路形成潜在损坏。本文为您引见一种简单的强健开路毛病维护办法，其运用一个齐纳二极管和一个电阻器，并且对总效率的影响能够疏忽不计。经过将一个高压升压转换器配置为一个恒流驱动器，用于驱动 3 支高亮度白光 太阳能黄闪灯，并在输出端产生一个模仿毛病状态，我们能够考证这种拓扑构造的功用性。该电路将输出电压控制在某个平安程度，并在受维护状态下减少输出电流。典型高亮度 太阳能黄闪灯 升压转换器作为一个应用举例，TI TPS61170升压转换器 IC 被配置为一个恒定电流 太阳能黄闪灯驱动器。在诸如背光照明或者手电筒等应用中，它是驱动高亮度太阳能黄闪灯串的理想升压转换器。3V-18V 输入范围允许运用较宽的电源范围，例如：2S 到 4S 锂离子或者 3S 到 12S 碱性电池组、USB 或者 12V 电源轨。升压转换器经过配置，用于驱动 3 支高亮度白光 太阳能黄闪灯（260 mA）。典型参考电压为 1.229 V 时，将简化的负载电流用于方程式7中，计算得到RSET：我们选用1mA值作为维护电流（IPRO），以计算RPRO值：我们为 ZD1 选择一个 15V 齐纳二极管，以表现约 10V 估计负载电压时的最小漏电流，同时还将输出控制在远低于升压转换器最大允许输出电压 (40V) 的某个值。输出电压被控制在齐纳二极管电压 (VZD1)，其与转换器参考电压的和为：应用选择的负载电流和维护电阻器，计算与预期负载电流的偏向（参见下列方程式 10）。数据表值200 nA用于反应偏置电流 (IFB)，1 ?A 值则用于估计的齐纳二极管漏电流，VOUT约为 10V。我们常常对转换器停止修正，以在单节锂离子(Li-Ion)、碱性及其它应用中驱动高亮度 太阳能黄闪灯。在这些应用中，太阳能黄闪灯 串的电压超出了电池或者电源轨电压。在规范升压配置构造中，应用一个分压器产生电路的反应电压 VFB，从而对输出电压 VOUT停止监控。转换器对输出电压停止调理，让 VFB一直都等于片上参考电压 VREF。这种拓扑为自顺应型，可用负载替代反应分压器中的上层电阻器，从而坚持恒定电流而非恒定电压，如图 1 中 太阳能黄闪灯 串所示。负载电流依赖于升压转换器的片上参考电压，其计算办法如下：这种简单施行办法存在的一个严重问题是，太阳能黄闪灯 串中呈现的开路毛病会移除负载电流的通路。当没有电流流过反应电阻器 RSET时，VFB被下拉至接地。作为响应，升压转换器会尽可能地增加其工作占空比至最大值，目的是在反应 (FB)针脚上维持正确的电压。应用理想化的升压转换器传输函数标明，当转换器接近其最大占空比时，能够产生高输出电压 (VOUT)。请考虑一个90%（常用值）典型最大占空比且 5V 输入的升压转换器：转换器输出端高压带来发作屡次毛病的可能性。这种电压可能会超出内部或者外部开关式器件或者无源组件的额定值。另外，假如在没有采取维护措施的状况下操作电路，它还会给用户带来潜在风险，并可能会在衔接时损坏负载。维护电路在呈现开路状态时，负载电流必需有一条备用通路。虽然将一个电阻器与 太阳能黄闪灯 串并联能够提供一条通路，但其并不理想，由于它会惹起宏大的效率损失。替代配置（图 2）由一个齐纳二极管和一个电阻器组成，可提供足够的系统维护，并且效率损失微乎其微。当负载电流通路被移除时，输出电压上升，直到齐纳二极管 ZD1 开启，同时电流流经 RPRO和 RSET接地。输出电流由 RPRO和 RSET的串联组合决议，由于 VFB遭到驱动后等于内部带隙参考电压 VREF。因而，输出维护电流默许为：我们为齐纳二极管选择一个电压，以使正常电路工作期间没有电流流经它。为了确保该二极管在正常运转期间完整关闭，所选电压应至少高于最大负载电压 2V，但小于升压转换器的规则最大输出电压。这样，电路设计人员便不会经常被迫增加输出电容器 C2 和 C3 以及箝位二极管 SD1 的额定电压。输出电压被控制为齐纳二极管电压与参考电压的和：经过均衡电路维护期间的 太阳能黄闪灯 电流感应误差和功耗来选择 RPRO值。实践上，RPRO的值应尽可能地大，以最小化齐纳二极管的功耗：进入电路的误差，由齐纳二极管的漏电流IZL以及升压转换器内部误差放大器的偏置电流 IFB所惹起。方程式 6 是一个经过修正的传输函数，其包括了这些误差：由于这两种电流普通都小于 1 ?A，因而惹起的误差十分小，在大多数完成中均能够疏忽不计。