BOOST电路-背光驱动调试心得

一、电路模型：

 二、测试数据：

实际使用，这个电路无法正常工作；

原因：C334和C335两个电容太大，由于U300（TPS61160DRVR）的PIN4（SW）驱动能力受限，导致电源运行异常，T333输出只有15V；背光很暗，没达到设计要求；

处理：C334和C335两个电容NC，T333=19.2V。背光正常；

测试SW位置电压波形，如下图：

 　　很明显，电感输出的电压经过大约0.8uS后，电感的能量释放完了，电压开始跌落，电感反复充放电，导致波形有反复回调；这是由于U300（TPS61160DRVR）

的SW引脚的驱动能力有限（内部NMOSFET的内阻大约300mΩ），引起电感的充电速率受限，在不到0.4uS的时间内，所能充到能力，无法支撑电感在1.2uS内

的电能释放；

 　　通过更换更小或者更大的电感无法解决这个异常波形的问题；

三、仿真分析：

为了解决这个问题，我搭建了类似的电路做分析：

分析1.在SW引脚对GND增加并联电容：1pF，100pF，1nF，电路分析如下：

 观察SW1/2/3波形，如下：

 分析：并联电容越大，SW开关波形越缓慢，效率下降，但能解决部分因电感储能不足，电压跳动的问题；

　　需要实际测试在不同电容值的情况下，波形优化程度和效率都能接受；

分析2.在二极管两端并联RC吸收电路，R=33Ω，C=1pF/100pF/1nF，电路分析如下：

 观察SW1/2/3波形，如下：

 分析：并联电容越大，SW开关波形越缓慢，效率下降，但能解决部分因电感储能不足，电压跳动的问题；

　　需要实际测试在不同电容值的情况下，波形优化程度和效率都能接受；

这个措施实际与分析1的结论相似，无法根治这个原因；

分析3：设置不同的电感值1uH/10uH/22uH，电路分析如下：

  观察SW1/2/3波形，如下：

 分析：电感量小，所能存储的能力变小。SW波形跌落更严重；

  如上图：电感L1/L2/L3的电流不断有反流，这是导致SW电压波形不断跳动的原因；

分析4：设置不同的开关频率2MHz/1MHz/500KHz，占空比均为40%，电路分析如下：

  观察SW1/2/3波形，如下：

分析：频率1MHz以上 开关频率可以解决这个问题。

分析5：设置不同的MOSFET驱动，MOSFET 的Ron分别为：11.8/225/425mΩ，电路分析如下：

 

 观察SW1/2/3波形，如下：

 分析：强驱动能力的MOSFET可以降低SW波形异常的现象；

分析6：通过改变输入电压和调节占空比的方式，电路如下：

  观察SW1/2/3波形，如下： 

  分析：改变占空比，加长电感充电时间的方式也可以该表SW波形异常的情况；

　　实测在我们的电路上，将12V输入改成5V输入，电路的SW波形也是正常的；

四、总结：

 　　Boost电路（LED背光驱动电路）的电感值选择在输入电压Vin，工作频率Fosc，输出电压Vout都有关系；

要处理好SW波形异常的途径有4种：

1.提高工作频率，降低充放电周期时间；

2.降低输入电压，提高电感充电时间；

3.更换SW脚驱动能力更强的IC，MOSFET的驱动能力越强，电感充电能力越强；

4.在SW对地加100pF~1nF电容或在二极管两侧并联RC；

附件：BOOST仿真电路1（LTSpice文件）

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