專利名稱：一種電流滯環(huán)控制led恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流滯環(huán)控制LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
LED恒流驅(qū)動(dòng)廣泛采用電流滯環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn)恒流輸出，但由于整個(gè)控制系統(tǒng)的延時(shí)，導(dǎo)致輸入電壓以及輸出電壓變化時(shí)，LED平均輸出電流會(huì)有誤差，恒流效果不好。參閱圖1，現(xiàn)有的電流滯環(huán)控制LED恒流驅(qū)動(dòng)電路一般包括電感1、輸出開關(guān)管4、 電感電流采樣單元2和輸出開關(guān)管控制單元3。圖2示出了現(xiàn)有的采用電流滯環(huán)控制方式實(shí)現(xiàn)恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電路。如圖2所示，L為電感1，NMOS晶體管M2為輸出開關(guān)管4 ； 電阻RS、Rl、R2、R3、放大器11和PMOS晶體管Ml完成對(duì)電感電流的采樣(相當(dāng)于電感電流采樣單元2)；遲滯比較器12、電壓參考源Vl和輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路13組成輸出開關(guān)管控制單元3。剛上電時(shí)，電感L和電阻RS初始電流為零，LED輸出電流也為零，遲滯比較器 12輸出為高電平，輸出開關(guān)管M2導(dǎo)通，電流通過電感L、電阻RS、LED和輸出開關(guān)管M2 從Vin流到GND，并線性上升，上升斜率由輸入電壓Vin、輸出電壓N0和電感L決定，等于
Vm-Vo
--。當(dāng)電感L電流上升到電流參考閾值Iref_high時(shí)，遲滯比較器12輸出為低電
平，關(guān)斷輸出開關(guān)管M2，電流以另一斜率流過電感L、電阻RS、LED和肖特基二極管D，并線性下降，下降斜率由輸出電壓％和電感L決定，等于，。當(dāng)電感電流下降到電流參考閾值
JLi
Iref_l0W時(shí)，遲滯比較器12輸出為高電平，重新打開輸出開關(guān)管M2，完成一個(gè)開關(guān)周期。圖3示出了輸出電壓固定，輸入電壓增加前后電感電流波形。如圖3所示，當(dāng)輸出電壓固定，輸入電壓增加時(shí)，電感L電流下降斜率不變，而上升斜率增大。由于系統(tǒng)延時(shí)的影響，電感電流最大值從Imax增大到Imaxl，而最小值不變，Imin = Liiinl，這樣使得平均電流從Iavg增大到Iavgl。在圖3中，tf=tfl，tr=trl。圖4示出了輸入電壓固定，輸出電壓增加前后電感電流波形。如圖4所示，當(dāng)輸入電壓固定，輸出電壓增加時(shí)，電感電流上升斜率減小，而下降斜率增大。由于系統(tǒng)延時(shí)的影響，電感電流最大值從Imax減小到Imax2，而最小值從Liiin減小到Liiin2，這樣使得平均電流從 Iavg 減小到 Iavg2。在圖 4 中，tf=tf2，tr=tr2。由此可見，在現(xiàn)有的電流滯環(huán)控制LED恒流驅(qū)動(dòng)電路中，平均輸出電流受輸入電壓和輸出電壓變化的影響大，電流精度低，恒流效果差。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種電流滯環(huán)控制 LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。[0009]本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種電流滯環(huán)控制LED恒流的驅(qū)動(dòng)電路，包括電感、輸出開關(guān)管、電感電流采樣單元以及輸出開關(guān)管控制單元，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括對(duì)電感平均電流進(jìn)行采樣的電感平均電流采樣模塊，其輸入端與所述電感電流采樣單元的輸出端相連；將采樣得到的平均采樣電壓轉(zhuǎn)換成電流的轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊，其輸入端與所述電感平均電流采樣模塊的輸出端相連，其輸出端與所述電感電流采樣單元相連。進(jìn)一步地，所述電感平均電流采樣模塊包括跟隨器方式連接的放大器和低通濾波器，所述放大器輸入端連接到所述電感電流采樣單元的輸出端，所述放大器的輸出端連接到所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端連接到所述轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊。進(jìn)一步地，所述低通濾波器包括電阻R4以及電容Cl，所述電阻R4—端與所述電容 Cl連接，另一端與所述放大器的輸出端相連，所述電容Cl的另一端接地。進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊包括跨導(dǎo)Gm恒定的跨導(dǎo)放大器以及與所述跨導(dǎo)放大器的輸入端相連的參考電壓源V2，所述跨導(dǎo)放大器的另一輸入端連接到低通濾波器的輸出端，所述跨導(dǎo)放大器的輸出端連接到電感電流采樣單元的輸出端。進(jìn)一步地，所述電感電流采樣單元包括電阻RS、R1、R2、R3、放大器11和PMOS晶體管M1，所述電阻RS —端與輸入電源Vin相連，所述電阻Rl的一端與所述電阻RS的靠Vin端相連，所述電阻RS的另一端分別與所述電阻R2及負(fù)載LED相連，并且，所述電阻Rl、R2的另一端分別連接到放大器的兩個(gè)輸入端，所述放大器的輸出端連接到PMOS晶體管Ml的柵極，所述PMOS晶體管Ml的源極連接所述Rl，所述PMOS晶體管Ml的漏極與所述電阻R3、輸出開關(guān)管控制單元相連，所述電阻R3的另一端接地。進(jìn)一步地，所述輸出開關(guān)管控制單元包括遲滯比較器、電壓參考源 Vl和輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路，所述遲滯比較器的一輸入端連接到所述電感電流采樣單元的輸出端， 所述遲滯比較器的另一輸入端與電壓參考源Vl相連，所述遲滯比較器的輸出端與所述輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連，所述輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述輸出開關(guān)管相連。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過分析輸入輸出電壓變化對(duì)電感電流的影響，對(duì)電感平均電流進(jìn)行采樣計(jì)算，利用電感平均電流的變化來動(dòng)態(tài)的改變電感電流參考閾值，從而降低輸出電流對(duì)輸入輸出電壓的靈敏度，獲得恒定的輸出電流。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的電流滯環(huán)控制LED恒流的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)提供的電流滯環(huán)控制LED恒流的驅(qū)動(dòng)電路圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)提供的輸出電壓固定，輸入電壓增加前后電感電流波形圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)提供的輸入電壓固定，輸出電壓增加前后電感電流波形圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電流滯環(huán)控制LED恒流的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電流滯環(huán)控制LED恒流的驅(qū)動(dòng)電路圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的輸出電壓固定，輸入電壓增加前后電感電流波形圖；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的輸入電壓固定，輸出電壓增加前后電感電流波形圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。參閱圖5、6，該電流滯環(huán)控制LED恒流的驅(qū)動(dòng)電路包括電感1、輸出開關(guān)管4、電感電流采樣單元2、輸出開關(guān)管控制單元3、電感平均電流采樣模塊5及轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊6。電感平均電流采樣模塊5負(fù)責(zé)對(duì)電感平均電流進(jìn)行采樣，其輸入端與所述電感電流采樣單元2的輸出端相連。轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊6將采樣得到的平均采樣電壓轉(zhuǎn)換成電流，其輸入端與所述電感平均電流采樣模塊5的輸出端相連，其輸出端與所述電感電流采樣單元 2相連。該電感平均電流采樣模塊5包括跟隨器方式連接的放大器44和低通濾波器(圖中未示出)，所述放大器44輸入端連接到所述電感電流采樣單元2的輸出端，所述放大器44 的輸出端連接到所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端連接到所述轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊6。作為本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述低通濾波器包括電阻R4以及電容Cl，所述電阻R4 一端與所述電容Cl連接，另一端與所述放大器44的輸出端相連，所述電容Cl的另一端接地。作為本本實(shí)用新型的實(shí)施例，，所述轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊包括跨導(dǎo)Gm恒定的跨導(dǎo)放大器45以及與所述跨導(dǎo)放大器45的輸入端相連的參考電壓源V2。所述跨導(dǎo)放大器45的另一輸入端連接到低通濾波器的輸出端，所述跨導(dǎo)放大器 45的輸出端連接到電感電流采樣單元的輸出端。該電感電流采樣單元2包括電阻RS、RU R2、R3、放大器41和PMOS晶體管M1，所述電阻RS與輸入電源Vin相連，所述電阻Rl的一端與所述電阻RS的靠Vin端相連，所述電阻RS的另一端分別與所述電阻R2及負(fù)載LED相連，并且，所述電阻Rl、R2的另一端分別連接到放大器的兩個(gè)輸入端，所述放大器的輸出端連接到PMOS晶體管Ml的柵極，所述PMOS 晶體管Ml的源極連接所述Rl，所述PMOS晶體管Ml的漏極與所述電阻R3、輸出開關(guān)管控制單元相連，所述電阻R3的另一端接地。該輸出開關(guān)管控制單元3包括遲滯比較器42、電壓參考源Vl和輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路43，所述遲滯比較器42的一輸入端連接到所述電感電流采樣單元2的輸出端，所述遲滯比較器42的另一輸入端與電壓參考源Vl相連，所述遲滯比較器42的輸出端與所述輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路43的輸入端相連，所述輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路43的輸出端與所述輸出開關(guān)管M2相連本實(shí)用新型所采用的電路如圖6所示，該電感平均電流采樣模塊5包括跟隨器方式連接的放大器44和電阻R4、電容Cl組成的低通濾波器，放大器44輸入端連接到電感電流采樣單元2的輸出端，放大器44的輸出端連接到電阻R4的一端(即低通濾波器的輸入端)。該轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊6包括電壓參考源V2和一個(gè)跨導(dǎo)Gm恒定的跨導(dǎo)放大器45，跨導(dǎo)放大器45的輸入端連接到電阻R4的另一端(即低通濾波器的輸出端)，輸出端連接到電感電流采樣單元2的輸出端。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，參考電壓源V2等于參考電壓源VI，跨導(dǎo)
Gm 二 — ο R3在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，跟隨器連接的放大器44采樣X點(diǎn)電壓。由于電感電流波形是鋸齒波，所以X點(diǎn)電壓波形也是鋸齒波，為了得到X點(diǎn)平均電壓，需要R4、Cl組成的低通濾波器進(jìn)行濾波?？鐚?dǎo)Gm恒定的跨導(dǎo)放大器45將X點(diǎn)平均電壓與參考電壓V2進(jìn)行比較，把比較結(jié)果轉(zhuǎn)換成電流，在X點(diǎn)與采樣得到的電感電流信號(hào)求和，這相當(dāng)于改變了電感電流參考閾值，從而改變輸出電流。當(dāng)輸出電壓固定，輸入電壓增加時(shí)，根據(jù)圖3可知電感平均電流會(huì)變大，即X點(diǎn)平均電壓變大，高于參考電壓源V2，該平均電壓與參考電壓源V2比較后向X點(diǎn)灌入電流，這相當(dāng)于將電感電流參考閾值降低，如圖7所示，參考電流Iref_high降低到Iref_highl，Iref_ low降低到Iref_l0Wl，由于參考電流降低，最終使得輸出平均電流Iavgl接近等于Iavg。 在圖 7 中，tf=tfl，tr=trlo相反地，當(dāng)輸入電壓固定，輸出電壓增加時(shí)，根據(jù)圖4可知電感平均電流會(huì)變小， 即X點(diǎn)平均電壓變小，低于參考電壓源V2，該平均電壓與參考電壓源V2比較后從X點(diǎn)拉出電流，這相當(dāng)于將電感電流參考閾值升高，如圖8所示，參考電流Iref_high升高到Iref_ high2，Iref_loW升高到Iref_low2，由于參考電流升高，最終使得輸出平均電流Iavg2接近等于 Iavg0 在圖 8 中，tf=tf2, tr=tr20以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電流滯環(huán)控制LED恒流的驅(qū)動(dòng)電路，包括電感、輸出開關(guān)管、電感電流采樣單元以及輸出開關(guān)管控制單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括對(duì)電感平均電流進(jìn)行采樣的電感平均電流采樣模塊，其輸入端與所述電感電流采樣單元的輸出端相連；將采樣得到的平均采樣電壓轉(zhuǎn)換成電流的轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊，其輸入端與所述電感平均電流采樣模塊的輸出端相連，其輸出端與所述電感電流采樣單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電感平均電流采樣模塊包括跟隨器方式連接的放大器和低通濾波器，所述放大器輸入端連接到所述電感電流采樣單元的輸出端，所述放大器的輸出端連接到所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端連接到所述轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述低通濾波器包括電阻R4以及電容Cl，所述電阻R4 —端與所述電容Cl連接，另一端與所述放大器的輸出端相連，所述電容 Cl的另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊包括跨導(dǎo)Gm恒定的跨導(dǎo)放大器以及與所述跨導(dǎo)放大器的輸入端相連的參考電壓源V2，所述跨導(dǎo)放大器的另一輸入端連接到低通濾波器的輸出端，所述跨導(dǎo)放大器的輸出端連接到電感電流采樣單元的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述電感電流采樣單元包括電阻RS、 Rl、R2、R3、放大器11和PMOS晶體管Ml，所述電阻RS —端與輸入電源Vin相連，所述電阻 Rl的一端與所述電阻RS的靠Vin端相連，所述電阻RS的另一端分別與所述電阻R2及負(fù)載 LED相連，并且，所述電阻Rl、R2的另一端分別連接到放大器的兩個(gè)輸入端，所述放大器的輸出端連接到PMOS晶體管Ml的柵極，所述PMOS晶體管Ml的源極連接所述Rl，所述PMOS 晶體管Ml的漏極與所述電阻R3、輸出開關(guān)管控制單元相連，所述電阻R3的另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述輸出開關(guān)管控制單元包括遲滯比較器、電壓參考源Vl和輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路，所述遲滯比較器的一輸入端連接到所述電感電流采樣單元的輸出端，所述遲滯比較器的另一輸入端與電壓參考源Vl相連，所述遲滯比較器的輸出端與所述輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連，所述輸出開關(guān)管前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述輸出開關(guān)管相連。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電子技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種電流滯環(huán)控制LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。該驅(qū)動(dòng)電路包括電感、輸出開關(guān)管、電感電流采樣單元以及輸出開關(guān)管控制單元，所述驅(qū)動(dòng)電路還包括對(duì)電感平均電流進(jìn)行采樣的電感平均電流采樣模塊，其輸入端與所述電感電流采樣單元的輸出端相連；將采樣得到的平均采樣電壓轉(zhuǎn)換成電流的轉(zhuǎn)換補(bǔ)償模塊，其輸入端與所述電感平均電流采樣模塊的輸出端相連，其輸出端與所述電感電流采樣單元相連。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過分析輸入輸出電壓變化對(duì)電感電流的影響，對(duì)電感平均電流進(jìn)行采樣計(jì)算，利用電感平均電流的變化來動(dòng)態(tài)的改變電感電流參考閾值，從而降低輸出電流對(duì)輸入輸出電壓的靈敏度，獲得恒定的輸出電流。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202019486SQ20112009383
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者張奇, 王建國, 王浩 申請(qǐng)人:深圳市博馳信電子有限責(zé)任公司