升壓型led驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于集成電路設(shè)計領(lǐng)域，涉及開關(guān)電源，特別是一種升壓型LED驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高壓LED燈珠的發(fā)展和LED驅(qū)動電源對成本和體積的越來越嚴(yán)苛的要求，低成本的高壓恒流線性驅(qū)動方法在過去幾年取得一定的技術(shù)更新和應(yīng)用。但是目前線性驅(qū)動方法始終存在低可靠性，對輸入電壓和輸出燈珠要求高匹配，無法承受輸入和輸出電壓大幅波動等缺點，阻礙了線性驅(qū)動方法真正應(yīng)用于LED照明的大批量生產(chǎn)和安全應(yīng)用中。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為克服現(xiàn)有LED驅(qū)動芯片采用線性穩(wěn)壓器降壓控制所存在的不足，本實用新型公開了一種升壓型LED驅(qū)動電路。
[0004]本實用新型所述升壓型LED驅(qū)動電路，包括直流輸入端、直流輸出端、輸出電壓反饋端、根據(jù)輸出電壓反饋端控制功率管開關(guān)占空比的控制環(huán)路和與控制環(huán)路連接的功率管；
[0005]還包括第一基準(zhǔn)電壓、線性穩(wěn)壓器LD0、采樣電阻R4和調(diào)整管，所述采樣電阻R4連接在直流輸出端VOUT和調(diào)整管漏極之間，調(diào)整管源極連接負(fù)載LED，所述調(diào)整管的控制端與線性穩(wěn)壓器輸出端連接，所述線性穩(wěn)壓器的兩個輸入端分別連接調(diào)整管與采樣電阻的公共端和第一基準(zhǔn)電壓；所述調(diào)整管與負(fù)載LED的公共端作為輸出電壓反饋端。
[0006]優(yōu)選的，所述控制環(huán)路包括邏輯驅(qū)動電路、PWM比較器、誤差放大器、第二基準(zhǔn)電壓和電流采樣電路，所述誤差放大器的兩個輸入端分別連接第二基準(zhǔn)電壓和輸出電壓反饋端，所述PWM比較器的兩個輸入端分別連接誤差放大器和電流采樣電路的輸出端，所述PWM比較器的輸出端連接邏輯驅(qū)動電路，所述邏輯驅(qū)動電路的輸出端連接功率管控制端。
[0007]優(yōu)選的，所述誤差放大器的輸出端和地之間連接有補償電容。
[0008]優(yōu)選的，所述電流采樣電路包括連接在功率管源極和地之間的電流采樣電阻和電流電壓轉(zhuǎn)換器，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端連接功率管源極，輸出端作為電流采樣電路的輸出端。
[0009]優(yōu)選的，還包括輸出端與邏輯驅(qū)動電路連接的保護電路。
[0010]本實用新型通過結(jié)合開關(guān)電容電路和線性恒流LDO應(yīng)用于升壓型LED驅(qū)動電路中，控制輸入對輸出電容的充電能量路徑導(dǎo)通和關(guān)斷，LDO實現(xiàn)對LED的無紋波恒流和反饋輸出電壓給開關(guān)電容環(huán)路，實現(xiàn)了傳輸能量按需供給，采用直流輸入反饋到誤差放大器中實現(xiàn)了對輸入直流電壓的直接采樣，提高了輸入響應(yīng)速度。
【附圖說明】
[0011]圖1示出本實用新型的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖1中的附圖標(biāo)記名稱為
[0013]VIN-直流輸入端VOUT-直流輸出端Ml-功率管M2-調(diào)整管LDO-線性穩(wěn)壓器Dl-續(xù)流二極管D2-負(fù)載LEDR3-電流采樣電阻R4-采樣電阻COUT-輸出電容CM-補償電容L-電感VREFl-第一基準(zhǔn)電壓VREF2-第二基準(zhǔn)電壓。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳細(xì)說明。
[0015]本實用新型所述升壓型LED驅(qū)動電路，包括直流輸入端、直流輸出端、輸出電壓反饋端、根據(jù)輸出電壓反饋端控制功率管開關(guān)占空比的控制環(huán)路和與控制環(huán)路連接的功率管；
[0016]還包括第一基準(zhǔn)電壓VREF、線性穩(wěn)壓器LD0、采樣電阻R4和調(diào)整管M2，所述采樣電阻連接在直流輸出端和調(diào)整管漏極之間，調(diào)整管源極連接負(fù)載LED，所述調(diào)整管的控制端與LDO輸出端連接，所述LDO的兩個輸入端分別連接調(diào)整管與采樣電阻的公共端和第一基準(zhǔn)電壓；所述調(diào)整管與負(fù)載LED的公共端作為輸出電壓反饋端；
[0017]所述控制環(huán)路包括邏輯驅(qū)動電路、PWM比較器、誤差放大器、第二基準(zhǔn)電壓和交流采樣電路，所述誤差放大器的兩個輸入端分別連接第二基準(zhǔn)電壓和輸出電壓反饋端，所述PWM比較器的兩個輸入端分別連接誤差放大器和交流采樣電路的輸出端，所述PWM比較器的輸出端連接邏輯驅(qū)動電路，所述邏輯驅(qū)動電路的輸出端連接功率管控制端。
[0018]具體的，所述電流采樣電路包括連接在功率管源極和地之間的電流采樣電阻R3和電流電壓轉(zhuǎn)換器，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端連接功率管源極，輸出端作為電流采樣電路的輸出端。
[0019]如圖1所示，系統(tǒng)分為兩大部分，功率管Ml和輸出電容COUT形成開關(guān)電容控制傳輸?shù)紺OUT能量通路的導(dǎo)通和關(guān)斷。LDO和調(diào)整管M2為控制LED輸出電流，它與輸出LED燈串串聯(lián)，LDO和LED導(dǎo)通的能量來自輸出電容C0UT。M2的漏端連接負(fù)載LED串的正端LED+，LED+可實時反映COUT電容上能量的大小，LDO的正向輸入端與第一基準(zhǔn)電壓連接。調(diào)整管可以為PMOS或PNP管。
[0020]采用上述LDO和調(diào)整管的控制方式，消除了由于輸出電壓波動造成的負(fù)載LED上的壓降波動，使LED輸出電流更加穩(wěn)定，同時使輸入到內(nèi)部控制環(huán)路的輸出電壓反饋端電壓恒定，降低了控制環(huán)路的功率損耗。
[0021]以輸入電壓為220V市電，輸出電壓用于驅(qū)動28-60個LED發(fā)光二極管，輸出電壓在80-200V的變化范圍內(nèi)為例進行測試，控制環(huán)路的損耗僅僅變化0.2W左右。可以認(rèn)為損耗與輸出電壓基本無關(guān)。
[0022]控制環(huán)路優(yōu)選的采用電流反饋形式，所述控制環(huán)路包括邏輯驅(qū)動電路、PWM比較器、誤差放大器、第二基準(zhǔn)電壓和交流采樣電路，所述誤差放大器的兩個輸入端分別連接第二基準(zhǔn)電壓和輸出電壓反饋端，所述PWM比較器的兩個輸入端分別連接誤差放大器和交流采樣電路的輸出端，所述PWM比較器的輸出端連接邏輯驅(qū)動電路，所述邏輯驅(qū)動電路的輸出端連接功率管控制端。其中第一基準(zhǔn)電壓VREFl可以由帶隙基準(zhǔn)電壓源輸出電壓分壓產(chǎn)生，分壓可以采用常用的電阻分壓形式。
[0023]優(yōu)選的，所述誤差放大器的輸出端和地之間連接有補償電容CM，可以為控制環(huán)路提供一個主極點，增強環(huán)路控制的穩(wěn)定性。
[0024]優(yōu)選的，還可以設(shè)置保護電路，例如過壓保護電路、過熱保護電路等，當(dāng)檢測到輸出電壓過大或功率管電流過大時控制邏輯驅(qū)動電路關(guān)閉功率管。
[0025]前文所述的為本實用新型的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述實用新型人的實用新型驗證過程，并非用以限制本實用新型的專利保護范圍，本實用新型的專利保護范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運用本實用新型的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.升壓型LED驅(qū)動電路，包括直流輸入端、直流輸出端、輸出電壓反饋端、根據(jù)輸出電壓反饋端控制功率管開關(guān)占空比的控制環(huán)路和與控制環(huán)路連接的功率管； 其特征在于，還包括第一基準(zhǔn)電壓、線性穩(wěn)壓器、采樣電阻和調(diào)整管，所述采樣電阻連接在直流輸出端和調(diào)整管漏極之間，調(diào)整管源極連接負(fù)載LED，所述調(diào)整管的控制端與線性穩(wěn)壓器輸出端連接，所述線性穩(wěn)壓器的兩個輸入端分別連接調(diào)整管與采樣電阻的公共端和第一基準(zhǔn)電壓；所述調(diào)整管與負(fù)載LED的公共端作為輸出電壓反饋端。2.如權(quán)利要求1所述的升壓型LED驅(qū)動電路，其特征在于， 所述控制環(huán)路包括邏輯驅(qū)動電路、PWM比較器、誤差放大器、第二基準(zhǔn)電壓和電流采樣電路，所述誤差放大器的兩個輸入端分別連接第二基準(zhǔn)電壓和輸出電壓反饋端，所述PWM比較器的兩個輸入端分別連接誤差放大器和電流采樣電路的輸出端，所述PWM比較器的輸出端連接邏輯驅(qū)動電路，所述邏輯驅(qū)動電路的輸出端連接功率管控制端。3.如權(quán)利要求2所述的升壓型LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述誤差放大器的輸出端和地之間連接有補償電容。4.如權(quán)利要求2所述的升壓型LED驅(qū)動電路，其特征在于，所述電流采樣電路包括連接在功率管源極和地之間的電流采樣電阻和電流電壓轉(zhuǎn)換器，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端連接功率管源極，輸出端作為電流采樣電路的輸出端。5.如權(quán)利要求1所述的升壓型LED驅(qū)動電路，其特征在于，還包括輸出端與邏輯驅(qū)動電路連接的保護電路。
【專利摘要】升壓型LED驅(qū)動電路，包括直流輸入端、直流輸出端、輸出電壓反饋端、控制環(huán)路和與控制環(huán)路連接的功率管；還包括第一基準(zhǔn)電壓、線性穩(wěn)壓器、采樣電阻和調(diào)整管，所述采樣電阻連接在直流輸出端和調(diào)整管漏極之間，調(diào)整管源極連接負(fù)載LED，所述調(diào)整管的控制端與線性穩(wěn)壓器輸出端連接，所述線性穩(wěn)壓器的兩個輸入端分別連接調(diào)整管與采樣電阻的公共端和第一基準(zhǔn)電壓；所述調(diào)整管與負(fù)載LED的公共端作為輸出電壓反饋端。本實用新型通過控制輸入對輸出電容的充電能量路徑導(dǎo)通和關(guān)斷，實現(xiàn)了傳輸能量按需供給。
【IPC分類】H05B37/02
【公開號】CN204697328
【申請?zhí)枴緾N201520235554
【發(fā)明人】高繼, 趙方麟, 易坤, 陳雪松
【申請人】成都岷創(chuàng)科技有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月20日