和正壓版本 Cuk 轉換器都有相像的地方，正壓版本 Cuk 轉換器也具備低輸入和低輸出紋波。整合的升壓-降壓電感器 (或耦合電感器) 的總體尺寸與降壓-升壓模式單電感器類似。輸入紋波與 SEPIC 類似，但是輸出紋波小得多。電感器尺寸與 SEPIC 相同，但采用了單而不是雙開關節(jié)點 (熱環(huán)路更小)，而且降低了復雜性，因為兩個繞組之間沒有耦合電容器。輸入和輸出紋波類似于 Cuk 轉換器的低輸入和低輸出紋波 (負輸出)，但是繞組之間仍然沒有耦合電容器，而且最重要的是，無需以負壓為基準的電路反饋架構。正壓升壓-降壓型拓撲可以用現(xiàn)有升壓型 LED 驅動器實現(xiàn)，例如凌力爾特最新推出的 LT3952。

升壓-降壓型拓撲與浮置 LED 輸出

最新單開關 60V 單片 LT3952 LED 驅動器具 4A 峰值開關電流，可用作汽車升壓-降壓型 LED 驅動器，如圖 1 所示。這款 350kHz、1A LED 驅動器可為 6V 至 18V LED 供電，輸入范圍為 9V 至 36V，在負載最大時效率高達 90%。LT3952 升壓-降壓型轉換器之所以效率高，是因為采用了強大的內部 MOS 開關。不同 LED 串電壓時的效率如圖 3 所示。與其他 LED 驅動器類似，LT3952 的通用低壓側單電源開關架構可用來給浮置輸出升壓型和降壓型轉換器供電，例如升壓-降壓型和單電感器降壓-升壓模式轉換器。LED 串沒必要采用接地電壓基準，因為 LED 輸出僅是可見光。因為這個原因，所以可以使用獨特的升壓-降壓模式和降壓-升壓模式浮置 LED 驅動器拓撲。

圖 1：LT3952 從 9V~36V 至 6V~18VLED、1A 升壓-降壓型 LED 驅動器具低輸入和低輸出紋波，在 120Hz 時進行 300:1 PWM 調光，效率高達 90%。

LT3952 能夠用PWM MOSFET 驅動器的頂端浮置柵極“TG”引腳對浮置 LED 串進行 PWM 調光，這非常適合浮置 LED 負載。圖 1 中的升壓-降壓型拓撲能夠以 300:1 及更高的調光比 (以 120Hz 頻率工作) 進行 PWM 調光。高壓側 TG 驅動器可以非常容易地為升壓型、SEPIC、降壓-升壓模式、降壓模式以及升壓-降壓型 LED 驅動器提供 PWM 調光。該驅動器甚至還提供短路保護斷接功能，以針對令人極為擔心的 LED+ 至 GND 事故提供保護。LT3952 針對升壓-降壓型拓撲中 LED 短路和開路情況提供保護，并在出現(xiàn)這類情況時發(fā)出報告。

升壓-降壓型 LED 驅動器拓撲在調節(jié) LED 電流時，可對輸入至輸出電壓進行升壓和降壓。升壓-降壓占空比、效率、開關電流和 OUT 節(jié)點電壓與單電感器降壓-升壓模式和 SEPIC 均相同。以下是升壓-降壓型 LED 驅動器的一些特性。

·VOUT = VIN + VLED

·DC = VLED / (VIN + VLED)

·Iswpk = IIN + ILED + ILpkpk/2

·ILpkpk = IL1pkpk + IL2pkpk

·在 12VIN 至 18VLED (在 1A) 時，圖 1 效率約為 88%

低輸入和低輸出紋波拓撲 = 低 EMI

在升壓-降壓型和單電感器降壓-升壓模式之間，有很多相似性。圖 1 和圖 2 之間不同的是輸入和輸出紋波。圖 4 顯示升壓-降壓型與降壓-升壓模式 (分別對應圖 1 和圖 2) 相比，傳導 EMI 降低了。輸入和輸出繞組隔離可防止輸出紋波電流耦合到升壓-降壓型拓撲的輸入電容器上，從而降低了 EMI。圖 4 的 EMI 曲線顯示，從 530kHz 至 1.8MHz 的 AM 頻段 EMI 很低，因此較少需要大型 EMI 輸入濾波器。

圖 2：LT3952 單電感器降壓-升壓模式 LED 驅動器用來與圖 1 的升壓-降壓型拓撲進行比較

圖 3：在 12VIN 至 17.5V、1A LED 串時，圖 1 的升壓-降壓型拓撲之效率高達 90%

圖 4：在 12VIN 至 18VLED、1A 時，圖 1 升壓-降壓型拓撲的傳導 EMI 遠低于圖 2 降壓-升壓模式的傳導 EMI

圖 5 顯示了升壓-降壓型拓撲的另一種電路圖，顯示了低輸入和低輸出紋波通路，相比之下，SEPIC 轉換器沒有同樣的低輸出紋波。無論是輸入還是輸出導線上的高紋波，都可能輻射并提高 EMI，尤其是如果這些導線長達幾米時，就像有時汽車中的導線那樣。不推薦在 LED 驅動器的輸出端采用額外的 LC 濾波，因為這有可能降低 PWM 轉換速度，引起不想要的振鈴，從而妨礙最佳 PWM 調光性能的實現(xiàn)。低紋波、面朝輸出的電感器就像降壓型拓撲一樣，可實現(xiàn) PWM 調光性能和低輸出 EMI 的最佳組合。請注意，正壓至負壓單電感器降壓-升壓型轉換器也具備低輸出紋波和大帶寬，但是出了名的是，其輸入紋波和輸出紋波會耦合到系統(tǒng)的大型輸入電容中，從而產生大于所希望的傳導 EMI。

圖 5：升壓-降壓型 LED 驅動器與 SEPIC LED 驅動器拓撲類似

升壓-降壓型拓撲中的輸入和輸出電容器非常容易濾除等于 ILpkpk/√12 的三角形低紋波電流。在這種拓撲中，略大一些的電容或電感可以進一步降低 EMI。在該轉換器的高 dl/dt 熱環(huán)路中，輸入或輸出電容器都不是至關重要的。在這種拓撲中，關鍵熱環(huán)路僅涉及箝位二極管、OUT 至 GND 電容器以及內部低壓側開關，如圖 5 所示，從而簡化了布局。當升壓-降壓型拓撲的兩個電感器或繞組連到一起且 LED 節(jié)點連接到輸入時，該升壓-降壓型拓撲就變回以前使用的降壓-升壓模式轉換器了。在這種情況下，熱環(huán)路電流以及輸入和輸出紋波電流都有可能進入輸入和輸出電容器，導致較高的輸入和輸出紋波。

另一種類似的正壓至負壓升壓-降壓型拓撲

另一種正在申請專利和具低紋波輸入和輸出的升壓-降壓型 LED 驅動器拓撲如圖 6 所示。LT3744 正壓至負壓升壓-降壓型 (升壓模式然后降壓) 也是一款低輸入和低輸出紋波 LED 驅動器，但使用了具負壓調節(jié)功能的同步降壓型轉換器。這種新型浮置負壓輸出拓撲利用了具備 PWM 和輸出標記電平轉換功能的同步降壓型 LT3744 LED 驅動器的優(yōu)勢。在大多數情況下，高效率是同步開關型 IC 的主要優(yōu)勢，尤其是驅動大功率 LED 串時，例如圖 6 中的 3A、48W LED 負載。同時具備同步升壓和降壓 LED 驅動器的同步升壓和降壓型升壓-降壓 LED 驅動器也可以實現(xiàn)高效率。幸運的是，凌力爾特公司提供大量這類面向大功率、低紋波升壓和降壓型 LED 驅動器的器件。

圖 6：LT3744 的 9 至 16VIN、18VLED/3A 正壓至負壓升壓-降壓型 LED 驅動器具低輸入和低輸出紋波，在 48W LED 時提供 93% 的高效率。

結論

凌力爾特公司正在申請專利的最新升壓-降壓型 LED 驅動器拓撲以低輸入紋波和低輸出紋波提供輸入至 LED的升壓和降壓。LT3952 和 LT3744 等最新 LED 驅動器可用于汽車及工業(yè)應用中的簡