深圳市海立辉科技有限公司

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Supertex生产的HV9912升压变换器控制器的集成电路是一个闭环与峰值电流控制、开关模式变换器的LED驱动器。HV9912的内置功能克服了变换器的缺点，特别地，它有一个“切断MOSFET”驱动的输出端。当短路或输入过电压时，由这个输出驱动的外置MOSFET可以切断LED串。这个“切断MOSFET”还可以极大地提高变换器的PWM调光响应速度。可见HV9912升压变换器控制器的工作原理可以如下文所示：

　　　 HV9912内部的高电压调节器可将9～9OV的输入电压调节到7.75V的VDD电压，作为芯片的供电电源。这个电压范围适于大多数的升压应用。当降压电路和SEPIC电路需要精准的电流控制时也可以使用此芯片。在高压降压变换应用中，输入端可串联一个稳压二极管，以便承受更高的操作电压或减小芯片的功率损耗。

　　当外部电压源通过一个低压 (>IOV)低电流二极管馈通时，芯片的VDD端可以过驱动。当外部电压小于内部电压时，二极管可以防止HV9912损坏。能加在HV9912的VDD引脚的最高稳态电压是l2V(瞬时额定电压为13.5V)。考虑到二极管的正向压降，理想的电源电压应为l2V正负5%。

　　HV9912升压变换器控制器包含一个1.25V、精度为2%的带缓冲的参考电压。通过REF、IREF和CLIM引脚间连接的分压器网络，电流参考等级和输入电流限制等级可由这个参考电压设定。内部过压点也由这个参考电压确定。

　　HV9912的时钟可用外部电阻来设定。如果电阻连接在引脚RT和GND间，变换器将工作在恒频模式；如果连接在RT和GATE引脚间，变换器工作在恒关断时间模式(在恒关断时间，不必通过斜坡补偿使变换器稳定)。

　　将所有芯片的引脚SYNC连接在一起，多个HV9912可以同步到同一开关频率。有时同步是必须的，如在RGB照明系统中，或用EMI滤波来去除某一频率分量时。

　　将输出电流采样信号接至FDBK引脚，电流参考信号接至IREF引脚，可以实现闭环控制。HV9912 将会使反馈信号和IREF引脚上的电压相等。如果反馈太高，即电流高于所需大小，MOSFET关闭。当反馈降到IREF引脚电压以下时，MOSFET又开始开关动作。

　　补偿网络接至COMP引脚(跨导运算放大器的输出)。放大器的输出连接一个由PWM调光信号控制的开关。当 PWM小调光信号为低电平时，开关和运算放大器的输出断开，此时，由补偿网络中的电容使电压保持。当PWM调光信号变为高电平时，补偿网络又重新接到运算放大器上。这保证了变换器从正确的工作点开始工作。PWM 调光信号的响应性能好，无需设计快速控制器。

　　 FAULT引脚是用来驱动外部的“切断MOSFET”的。在HV9912启动期间，引脚保持低电平，一旦芯片开始工作时，该引脚被拉高，这使得电路中的LED接通，升压变换器向LED供电。当输出过电压或输出发生短路时，FAULT被拉低，外部 MOSFET关断使LED断电。

　　FAULT引脚也由PWM调光信号控制，所以当PWM调光信号为高电平时，引脚为高电平，反之亦然。这样就断开了LED，并且确保输出电容在每个PWM周期没有充电或放电。输入 引脚的PWM调光信号和保护电路的输出逻辑相与，保护电路使输入百引脚的PWM调光信号无效。

　　当输出电流感应的电压（FDBK引脚上）为参考电压（IREF引脚上）的2倍时，比较器被触发，从而提供输出短路保护。当OVP引脚上电压超过5V时，就激活了输出过电压保护。这两种故障信号馈入“打嗝控制”。故障时，“打嗝控制”输出关闭GATE和FAULT 引脚。一旦芯片进入故障模式，不论是过电压还是短路，“打嗝控制”都将被激活。这个控制将关闭两个MOSFET 的驱动。同时，定时器启动，将保持输出端关闭短暂的时间。然后，HV9912将会重启，如果故障仍然存在，输出将再次关闭，定时器重启，这个过程将反复进行下去，直到故障清除，HV9912正常工作。

　　通过在REF引脚加电位器或加外加电压源和电阻分压器，以改变IREF引脚的电压，可以实现线性亮度调节。这也使得电流可以线性调节。输出电压的最小限值要加到GM放大器的输出端，以防止很低电压加到 IREF 引脚上时导致的错误触发而进人故障状态。输出电压限值将亮度调节范围限制在约10：1。

　　尽管升压变换器有一些缺点，但HV9912的特性使其仍能非常快地进行PWM调光。PWM调光信号控制芯片中的3个节点如下所示。

　　1）开关MOSFET的栅极信号。
　　2）“切断MOSFET”的栅极信号。
　　3）跨导运算放大器输出。

　　当PWMD为高时，开关MOSFET和“切断MOSFET”的栅极都使能。同时，跨导运算放大器的输出连接到补偿网络，使升压变换器正常工作。

　　当PWMD为低时，MOSFET的栅极未使能，以停止输入向输出传送能量。但是，这不能阻止输出电容向LED放电，从而导致LED 电流的衰减时间很长。电容的放电还意味着当电路重启后，输出电容再次充电，导致LED的电流上升时间增加。当用更大的输出电容时，这个问题会变得更为显著。所以，阻止输出电容的放电很重要。关断“切断MOSFET”可以实现这一目标，使LED 电流几乎在瞬间降到零。由于输出电容没有放电，当P变为高的时候，没有必要给电容充电，从而使上升时间很短。

　　如果控制器中反馈放大器的输出端未接开关，会发生什么呢？当PWMD变为低，输出电流降为零。这意昧着反馈敖大器从其输入端得到一个大的误差信号。这会使补偿电容上的电压达到供电电压。这样，当PWMD信号变高以后，决定电感电流峰值的补偿网络上的大电压，会导致LED电流有大的冲击。电流会依据变换器的速度返回到设定值。

当PWMD变为低电平时，HV9912补偿网络与放大器的输出端断开，使电压保持在补偿不变。所以，当PWMD再次变高，电流将已经在稳定状态，消除了LED电流中大的导通尖峰。