市电经过前级AC/DC大功率隔离恒压电路转换为56V的直流电压，以此作为输入U_IN，后级多路非隔离DC/DC Buck恒流电路输出恒定电流驱动各路LED负载，每路输出电压U_O=51.2V，输出电流I_O=0.7A。控制芯片为LM3404HV。恒流电路的设计主要包括电阻R_ON、电感L₁、输入电容C_IN、输出电容C_OUT、续流二极管VD₁及采样电阻R_ISNS。

1.R_ON的确定

选择电路开关频率需要综合考虑电路效率、体积和成本，同时由于电磁干扰的影响，在许多应用场合需要限制过高的开关频率。LM3404HV控制的Buck变换器应工作于连续导通模式，以使电感电流在整个周期内都保持为正向。在稳定连续模式下，变换器可维持一个恒定的开关频率f_S，该频率可由电阻R_ON设置为10kHz～1MHz，设置公式为[10]

选取开关频率为170kHz，则由式（8-46）可得R_ON=2.25MΩ。实际取2.3MΩ，则实际开关频率f_S=166kHz，周期T_S=6μs。

根据公式（6-22），可计算出导通时间T_ON=1.34×10^-10×R_ON/U_IN=5.5μs。

2.输出电感设计

由于输出电容能够过滤输出纹波电流，因此电感上的纹波电流可以比LED中的纹波电流设定得更大，大多情况下Buck电路中电感纹波电流Δi_L可以取输出电流的40%，故Δi_L=0.4×0.7A=0.28A。

电感纹波电流确定后，可由公式（6-23）确定电感值L₁=T_ON（U_IN-U_O）/Δi_L=94.3μH。选取最接近的标准电感100μH。分别取电感标准值及±20%的上限值（120μH）、下限值（80μH），可以根据式（8-47）～式（8-49）计算出实际的标准、最小、最大电感纹波电流，即

电感的平均电流I_L即为输出电流I_O，故其峰值电流的估计值为

I_LPK=I_L+0.5Δi_LMAX=（0.7+0.5×0.33）A=0.865A（8^-50）

3.输出滤波电容设计

本案例无需调光，所以Buck电路可以使用输出滤波电容以减小输出电感的尺寸和成本，并减少LED电流纹波。在图8-12中，输出电容C_OUT与LED负载并联后与电感L₁串联，因此电感上的纹波电流Δi_L按照LED负载等效电阻R_LED与输出电容等效阻抗Z_C进行分配，因此有

计算Z_C时假设电感的纹波电流曲线近似为正弦曲线，并设LED负载的电流纹波限值Δi_O=100mA。LED动态阻值在350mA时为1.8Ω，故15串2并的动态阻值R_LED=13.5Ω，电容阻抗应满足最坏情况下最大电感纹波电流Δi_LMAX=0.33A，代入式（8-51）可得Z_C=5.87Ω。

在开关频率为166kHz的情况下，C_OUT取值为

选取180nF/100V陶瓷电容。

4.输入电容设计(www.daowen.com)

输入电容与LM3404HV的VIN引脚连接，当功率MOSFET处于开通状态时，输入电容为后续电路提供电流（近似等于I_O）。当功率MOSFET处于关闭状态时，输入电压为其充电。最小输入电容C_INMIN的计算公式为

式中，ΔU_INMAX为输入电压纹波。

设ΔU_INMAX为输入电压的2%，则可计算出C_INMIN=3.44μF。考虑一定安全裕量，选取4.7μF/100V的陶瓷电容。

5.电流采样电阻的选取

由于芯片CS引脚内部基准电压为0.2V，则最小电感电流为

式中，t_SNS为芯片内部CS比较器的传输延迟时间，大约为220ns^[10]。

则平均电感电流I_L等于I_LMIN与电感纹波电流Δi_L一半的和，也即负载平均电流I_O。因此，可以通过采样电阻R_ISNS的阻值选取来设定输出额定电流I_O，即

代入已知数据可以计算出R_ISNS=0.294Ω，于是取电阻值R_ISNS=0.29Ω，当确定R_ISNS后，重新计算LED平均电流，以保证输出负载电流的误差在±5%之内，即

与标准值700mA相比，误差为1.3%，符合要求。

6.续流二极管的选取

LM3404HV是一个异步Buck变换器，在MOSFET关断时，需要续流二极管VD₁去维持电感电流。VD₁的平均电流I_D为

I_D=（1-D）I_O （8-56）

D=51.2/56=0.914，代入式（8-56）可得I_D=0.06A。

56V输入电压下需要续流二极管耐压值为80V。考虑一定电流余量和功耗，选择1A/80V的肖特基二极管。