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關鍵字：單節電池LED驅動
作者：李東偉
用一節1.5V電池點亮LED存在著一個問題，因為LED的正向電壓高于電池的電壓。最簡單的改進辦法是采用一種步進升壓DC／DC轉換器。本設計實例為低成本應用提供了一種簡單而可靠的替代方法。附圖中的電路采用了一種經典的非穩態振蕩器，由晶體管Q1和Q2組成。Q2集電極的方波驅動信號使PNP開關晶體管Q3導通或截止。當Q3導通時，它為電感L1充電，而當它關閉時．電感L1通過LED反向釋放存儲的能量而升壓．因此能夠點亮任何類型的彩色LED。
當電池電壓為1.5V時．非穩態電路的振蕩頻率為1／T0．其中：T0=TL+TH，而TL≈0.76R2C2和TH≈0.76R1C1，其中T0是周期時間，TL是導通時間．而TH是截止時間。采用附圖中的元件值時，頻率與占空比大約分別是28.5kHz和50％。在導通期間．晶體管Q3導通．而電感L1開始以恒定電壓充電，因此其電流線性地上升至一個峰值。該值如下式所示：IL1PEAK=[(VBAT-VCESATQ3)/L1]*TL，其中IL1PEAK是L1的峰值電流，VBAT是電池電壓，而VCESATQ3是Q3的集電極-射極飽和電壓。在截止期間．Q3截止．而電感電壓極性反轉．使LED正偏，電感以較高的峰值電壓通過LED放電．電壓大致等于LED的正向電壓。
由于這個循環高速重復．因此LED看起來是穩定發光。LED的亮度取決于自己的平均電流．它與峰值電流成正比。LED的電流大致是一個三角波，由于Q3的截止時間有限，其峰值電流約等于電感的電流．可以簡單估算出平均電流：ILEDAVG≈0.5*IL1PEAK*(TDIS/T0)，其中TDIS是電感L1通過LED的放電時間，這個值可以從L1的放電斜率大致估計出來．為VLED/L1,VLED是LED的電壓。
如要控制LED的亮度．可以改變電感的值來增加或減小電感的峰值電流，電感修改范圍為100μH至330μH，這樣可針對所采用的LED型號實現最佳亮度。但是，L1的充電斜率總是小于放電斜率，并且由于TL等于TH．L1有足夠的時間完全放電。當它下一個循環充電時，其電流循環總是從零開始。如果不是這種情況(例如TH降得過大)．每個循環的電感電流都會增加到Q3脫離飽和時為止。由于最終電流值依賴于Q3的直流增益，因此變得無法預測�？捎靡粋�低頻門控信號驅動可選晶體管Q4的基極，即可使LED閃爍。
在電路元件選擇時．元件參數無特殊限制，其中的晶體管，使用任何小信號晶體管。但可能情況下，盡量為Q3選擇一個有高直流增益和低集射飽和電壓的PNP晶體管，以獲得最佳效率。另外，注意峰值電流不要使L1飽和，并且不會超過Q3和LED的最大額定峰值電流。非穩態電路可在低至0.6V電源下開始工作．但LED不發光．當電源電壓超過0.9V時發弱光。當電源電壓超過1V時．LED有充足的亮度，不過這要取決于LED的正向電壓。如果不需附圖電路中的LED閃爍，可不用Q4管。
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