高效率降压转换器（1瓦白光LED驱动器）

这是高效率地使用降压转换器从一个12伏电池驱动1瓦特白色LED的一例。该LED可以简单地用一个串联电阻相连，以获得所需的电流，但由于电阻会下降9伏而LED只需要3伏效率将是只有25％。降压转换器提供约90％的效率。这个想法是要建立一个循环电流通过电感器，二极管和负载，每个周期通过场效应管开关补充失去的能量。开关的占空比约3/12（25％）。它实际上是一个更大一些，因为在2.2欧姆的电阻下降约0.5伏特，所以总负荷约为3.7伏，占空比为31％左右。该电路也可以用于一个12伏电源调整占空比对AA电池进行充电。

该驱动器部分采用了CMOS六反相器（CD4069），其中两个反相器构成约11.5 kHz或66us关断时间，并21uS时间为MOSFET开关，31％占空比的振荡器。其余4个反相器并联使用，以提供额外的驱动电流到MOSFET的栅极。占空比可以与任一15K或20K的电阻进行调整。最小电感值是给E = L * di / dt和250毫安的LED电流计算出来。最小值是那里的电流下降到0的开关关断时间期间，或66uS。峰值电感电流然后将平均或500mA两次，电感的吸收从0到500mA在21uS。所以，di / dt的是每秒0.5 / 0.000021 =23810安培。电感电压（E）将12减去负载电压3.7或8.3伏，最小电感值L将是8.3 / 23810 = 0.35 mH。所使用的实际值应高一些，以避免电流下降到零，以避免大的峰值电流和可能的饱和度。这里的示例使用一个近似2 mH电感使电流的变化是100mA左右，峰值电流较低的300mA左右。

该电流波形示于下面的的LTspice图片。注意从大约低于平均电流约50mA以上，平均约100mA总变化50毫安的电流斜坡。15欧姆的电阻在LTspice图片代表了LED，再加上一个2.2欧姆的电阻。该MOSFET由SW（开关）组成，并且由符号V3的驱动电路来表示。

电感器（见下图）的额定电流应大于峰值电流饱和电流，或者300毫安在这种情况下。所使用的磁环约1.5英寸直径，用＃18漆包线绕20匝。一个较小的磁芯可以被使用，它有一个空气间隙以避免饱和，但需要更多的线，由于导线的电阻，将增加损耗。另一种方法是使用更高的频率，使较小的电感器都可以使用。但是这将增加损失，因为将有每单位时间，更多开关转换从而增加了损耗。该二极管是一种VSK330肖特基3安培二极管，但几乎所有的1安培整流器可以用，只是效率稍差。该IRFZ44 MOSFET是额定为50 A（最大），但导通电阻仅为28毫欧。一个更小的型号可以使用，但我没有。注意：该电路没有保护措施，所以12伏的输入应该是稳定的。如果电池电压有变化，占空比和LED电流应使用最高预期的电源电压来设定。