通過一些額外的組件和對拓撲的一些重新排列，降壓模式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器 IC 可以制成升壓模式器件，以高于電源電壓的電壓驅(qū)動 LED 燈串。
　　遲滯降壓 LED 驅(qū)動器是一種流行且易于實施的電流源，適用于 LED 燈串兩端的電壓低于輸入電壓的情況。通過重新布置外部組件，可以將該拓撲結構從降壓模式切換到升壓模式，以支持二極管壓降總和大于輸入電壓的 LED 串。
　　雖然有許多升壓穩(wěn)壓器可供選擇，但這種拓撲允許單個降壓穩(wěn)壓器 IC 提供降壓和升壓功能，因此可以簡化物料清單 (BOM) 并降低總體成本。盡管使用降壓器件進行升壓操作可能會導致 LED 電流的變化超出可接受范圍，但如果需要，可以添加額外的控制環(huán)路來進一步調(diào)節(jié)電流。　　該轉(zhuǎn)換示例使用 Maxim Integrated 的 MAX16822/32 遲滯降壓轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器是 2MHz 高亮度LED 驅(qū)動器 IC，具有集成 MOSFET 和高側電流檢測功能，如圖 1 所示。（MAX16822 和 MAX16832 的區(qū)別僅在于額定電流：分別為 500mA 與 1A。）

　　MAX16832作為降壓轉(zhuǎn)換器LED驅(qū)動器的典型應用電路
　　圖1：MAX16832作為降壓轉(zhuǎn)換器LED驅(qū)動器的典型應用電路
　　該電路調(diào)節(jié)檢測電阻器 Rsense 上的電壓，以便恒定電流流過與該電阻器串聯(lián)的 LED。 MAX16832 內(nèi)的 MOSFET 在電流低于設定值時導通，在電流高于設定值時關閉。當 MOSFET 導通時，電流逐漸上升，并從輸入電壓 Vin 經(jīng)由檢測電阻器、LED、電感器和 MOSFET 流向 GND；當 MOSFET 關閉時，電流逐漸下降并通過檢測電阻、LED、電感器和二極管 D1 流回 Vin。
　　添加磁滯會導致自振蕩系統(tǒng)產(chǎn)??生鋸齒形 LED 電流，如圖 2 所示。鋸齒波的幅度由磁滯量決定。電容器C3充當濾波器，因此LED將主要看到直流電流。這種拓撲被稱為高側降壓拓撲。

　

　　圖 2：遲滯降壓 LED 驅(qū)動器的電流波形由于自感振蕩而具有鋸齒狀 LED 電流。
　　從降壓到升壓
　　僅當 LED 兩端的電壓小于輸入電壓時，才能使用降壓拓撲。當 LED 兩端的電壓大于輸入電壓時，需要采用升壓拓撲。由于升壓拓撲在低側也有開關 MOSFET，因此可以通過重新布置外部元件將高側降壓拓撲直接更改為升壓拓撲，如圖 3 所示。在這種升壓拓撲中，電流在與高側降壓拓撲中的方式相同。
　　不同之處在于 LED 不再與檢測電阻和電感串聯(lián)。結果是輸入電流而非 LED 電流得到調(diào)節(jié)。圖4顯示了輸入和輸出電流的波形； LED 電流是通過 C3 輸出電流的濾波版本。
　　這種安排的結果是，LED 電流不僅取決于穩(wěn)壓輸入電流 (IIN)，還取決于輸入電壓 (VIN)、輸出電壓 (VLED) 和轉(zhuǎn)換器的效率 (η)：
　　\large I_{LED} = \frac{\eta V_{IN} I_{IN}}{V_{LED}}　　將拓撲結構從高側降壓更改為升壓僅需要對外部組件進行一些重新排列

　　圖 3：將拓撲從高端降壓更改為升壓僅需要對外部組件進行一些重新排列。　　當配置為遲滯升壓 LED 驅(qū)動器時，將調(diào)節(jié)輸入電流而不是 LED 電流，如輸入和輸出電流波形所示

　　圖 4：當配置為遲滯升壓 LED 驅(qū)動器時，調(diào)節(jié)輸入電流而不是 LED 電流，如輸入和輸出電流波形所示?！　∪绻纱水a(chǎn)生的 LED 電流變化大于可接受的范圍，則可以添加基于 MAX8515（一款用于隔離 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的寬輸入、0.6V 并聯(lián)穩(wěn)壓器）的額外電路來調(diào)節(jié) LED 電流，圖 5 。

　　如果需要，可以使用基于 MAX8515 并聯(lián)穩(wěn)壓器的附加電路來改善 LED 電流調(diào)節(jié)
　　圖 5：如果需要，可以使用基于 MAX8515 并聯(lián)穩(wěn)壓器的附加電路來改善 LED 電流調(diào)節(jié)?！　AX8515充當誤差放大器，將反饋電壓VFB與內(nèi)部參考電壓0.6V進行比較。 VFB 與 LED 電流成正比，其中 VFB = R2 × ILED。由于放大器的輸出可以從 TEMP_I 引腳吸收電流，但不能提供電流，因此 TEMP_I 引腳本身會提供一個小的恒定電流。兩個電流之間的差值由電容器 C2 積分。如果MAX8515吸收的電流多于TEMP_I引腳拉出的電流，則電壓下降；反之亦然。輸入電流 IIN 的設定點與該電壓成正比，如圖 6 所示。因此，如果 VFB 小于 0.6V 基準，則不會吸收電流，并且 TEMP_I 上的電壓會增加。這反過來又會增加輸入功率，從而增加 LED 電流和 VFB。如果 VFB 大于參考值，TEMP_I 上的電壓將被拉低，以減少 LED 電流。

　　MAX8515 管理灌電流和拉電流，如 TEMP_I 電壓與輸入電流設定點之間的關系所示

　　圖 6：MAX8515 管理灌電流和拉電流，如 TEMP_I 電壓與輸入電流設定點之間的關系所示。
　　LED 電流控制環(huán)路最大限度地減少變化
　　這些參數(shù)適用于用于調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路，圖 7：
　　MAX8515的0.6V參考電壓是控制環(huán)路的輸入；
　　VFB 為輸出，與 LED 電流成正比，其中 ILED = VFB/R2；
　　G1是MAX8515和電阻R2的增益（注意，由于NPN晶體管的反相作用，MAX8515的增益實際上是負的；這是通過交換加法器上的正負號來補償?shù)模?br>　　電容器 C2 是積分器，而 G2 是 TEMP_I 電壓和反饋電壓之間的增益。
　　該控制環(huán)路將 VFB 調(diào)節(jié)至 0.6V：
　　\large I_{LED}=\frac{0.6V}{R_2}
　　為了正確配置升壓電路，應選擇檢測電阻 RSENSE，使最大輸入電流略高于所需電流。然后，額外的控制環(huán)路會降低輸入電流以獲得正確的 LED 電流值。該電阻的值可按下式計算：
　　\large R_{sense}< \frac{\eta \ V_{IN} \ 200mV}{I_{LED} \ V_{LED}}
　　附加檢測電阻 R2 可通過以下公式計算：
　　\large R_2=\frac{0.6V}{I_{LED}}
　　還需要過壓保護　　LED 通常會因短路而失效；從而降低輸出電壓。如果輸出電壓保持高于輸入電壓，電路將繼續(xù)正常工作。然而，如果 LED 因變?yōu)楦咦杩梗ㄩ_路）而不是短路而發(fā)生故障，則輸出電流會將輸出電容器 C3 充電到超出 IC 工作范圍的值，并導致其故障。

　　用于調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路首先將反饋電壓 VFB 維持在 0.6V

　　圖 7：調(diào)節(jié) LED 電流的控制環(huán)路首先將反饋電壓 VFB 維持在 0.6V　　為了保護電路免受這種情況的影響，可以在基本電路中添加一些額外的組件，如圖 8 所示。如果 Q2 的柵極電壓達到其導通閾值，Q2 將拉低轉(zhuǎn)換器上的 DIM 引腳。這會自動停止轉(zhuǎn)換器的開關，并且輸出電壓緩慢下降，直到 Q2 關閉。重復該循環(huán)，使得輸出電壓在過壓閾值附近變化，該閾值被選擇在轉(zhuǎn)換器的工作范圍內(nèi)。

　　當 LED 發(fā)生開路故障時，需要過壓保護，從而使 C3 的充電超出 IC 的最大額定值

　　圖 8：當 LED 發(fā)生開路故障時，需要過壓保護，從而使 C3 的充電超出 IC 的最大額定值

　　為了驗證降壓/升壓分析并評估整體性能，構建并測試了兩個電路，一個具有額外的 LED 電流調(diào)節(jié)（電路 2），另一個沒有額外的 LED 電流調(diào)節(jié)（電路 1）。該電路設計用于通過 12V 輸入以 200mA 電流驅(qū)動 8 個 LED (≈24V)。效率估計約為 95%。
　　輸出功率為 4.8W (24V × 200mA)，輸入功率估計為 4.8W/0.95 ≈ 5.05W。使用 12V 電源時，輸入電流應調(diào)節(jié)至 5.05W/12V ≈ 421mA，這會導致 RSENSE 值為 470mΩ (200mV/421mA)?！　榱苏{(diào)節(jié) LED 電流，R2 需要為 3Ω (600mV/200mA)。要將輸入電壓擴展到 8V，RSENSE 應滿足以下條件：

　　\large R_{sense}< \frac{0.95 \times 8V \times 200mV}{200mA \times 24V} = 317m\Omega

　　因此選擇 300mΩ 的值?！　Вt色）和不帶（藍色）附加調(diào)節(jié)的 LED 電流與輸入電壓的關系顯示輸出電流對輸入電壓值的敏感度

　　圖 9：具有（紅色）和不具有（藍色）附加調(diào)節(jié)的 LED 電流與輸入電壓的關系，顯示了輸出電流對輸入電壓值的敏感度。
　　為了證明 LED 電流調(diào)節(jié)的附加值，兩個電路在 8V 至 16V 的輸入電壓范圍內(nèi)記錄了 LED 電流，如圖 9 所示。很明顯，對于沒有 LED 電流調(diào)節(jié)的電路，LED 電流僅為當輸入電壓為 12V 標稱值時，電流為 200mA 目標值。對于其他值，它隨輸入電壓線性縮放。如果輸入電壓經(jīng)過調(diào)節(jié)，VIN 的變化可能非常小，并且導致 LED 電流變化可接受。
　　相比之下，具有 LED 電流調(diào)節(jié)的電路不會表現(xiàn)出這種效果，但在整個輸入電壓范圍內(nèi)具有恒定值。額外的控制環(huán)路通過在整個輸入電壓范圍內(nèi)將 LED 電流調(diào)節(jié)至目標值來清楚地顯示其值；僅在 8V 輸入時該值略低。最有可能的是，由于 R2 的損失，效率略低于估計的 95%?？焖贉y量表明，VIN = 8V 時輸入電流達到最大值。一個簡單的解決方法是將 RSENSE 降低至 270mΩ。
　　具有電流調(diào)節(jié)功能的 LED 驅(qū)動電路的波特圖證實該電路具有足夠的相位裕度以保證穩(wěn)定運行　　圖 10：采用電流調(diào)節(jié)的 LED 驅(qū)動電路的波特圖證實該電路具有足夠的相位裕度以保證穩(wěn)定運行。

　　遲滯降壓LED 驅(qū)動器的另一個優(yōu)點是控制環(huán)路本質(zhì)上是穩(wěn)定的，因為沒有反饋。添加額外的控制回路會引入反饋，這可能會導致不穩(wěn)定?？刂骗h(huán)路穩(wěn)定性的波特圖顯示，電路的相位裕度約為 47°，足以保證穩(wěn)定運行，如圖 10 所示。