一種用于led驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路，包括一線電壓采樣單元，用于對LED恒流驅(qū)動電路的母線電壓進(jìn)行采樣；一補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生LED恒流驅(qū)動電路在對應(yīng)的母線電壓所需要的補(bǔ)償電壓值；一電感峰值電流采樣電阻，用于對電感的峰值電流進(jìn)行采樣；一加法器單元，用于相加LED恒流驅(qū)動電路的峰值電流采樣電阻的電壓值和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元所產(chǎn)生的補(bǔ)償電壓值；一比較器單元，用于產(chǎn)生一使所述功率開關(guān)管關(guān)斷的關(guān)斷信號；一控制與驅(qū)動單元，用于驅(qū)動功率開關(guān)管以及對整個LED恒流驅(qū)動電路進(jìn)行恒流控制。本發(fā)明省掉了傳統(tǒng)技術(shù)中的線電壓補(bǔ)償電阻，并且提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。
【專利說明】—種用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種線電壓補(bǔ)償電路，尤其涉及一種用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]LED驅(qū)動電路中廣泛的采用峰值電流控制方式來實(shí)現(xiàn)恒流輸出，但是由于控制芯片存在邏輯延時和功率開關(guān)管的關(guān)斷延時，這些延時會造成峰值電流在不同母線電壓下存在不一致的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致輸出恒流效果變差。
[0005]傳統(tǒng)的解決方法是在控制芯片外部添加線電壓補(bǔ)償電路，通過直接檢測母線上的電壓來實(shí)現(xiàn)輸出電流補(bǔ)償。具體的實(shí)現(xiàn)方式是在母線和峰值電流采樣引腳之間接一電阻，并在峰值電流采樣引腳和采樣電阻之間接一電阻。根據(jù)不同的母線電壓，改變峰值電流采樣引腳和采樣電阻值之間電阻的電壓值，從而改善不同母線電壓下峰值電流的一致性問題，從而對輸出電流進(jìn)行補(bǔ)償。
[0006]圖1是使用傳統(tǒng)的線電壓補(bǔ)償方式的峰值電流控制的LED恒流驅(qū)動電路，通常包括:整流橋Df D4，輸入濾波電容Cl，供電電阻Rl，供電電容C2，控制芯片Ul，線電壓補(bǔ)償電阻R2、R3，峰值電流采 樣電阻R4，功率開關(guān)管Q1，電感LI，續(xù)流二極管D5，輸出電容C3，輸出電阻R5和LED負(fù)載LEDs。當(dāng)功率開關(guān)管Ql導(dǎo)通時，電感LI上的電流開始隨時間斜坡上升，同時峰值電流采樣電阻R4上產(chǎn)生一斜坡電壓信號。當(dāng)控制芯片的峰值電流采樣引腳上的電壓信號達(dá)到控制芯片Ul內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓時，并經(jīng)過控制芯片的內(nèi)部延時后，功率開關(guān)管Ql關(guān)斷。此時電感LI上的電流通過續(xù)流二極管D5繼續(xù)輸出到輸出電容C3和LED負(fù)載LEDs上。功率開關(guān)管Ql保持關(guān)斷直至下一個周期開始。線電壓補(bǔ)償電阻R2檢測母線電壓的高低，當(dāng)母線電壓越高時，流過線電壓補(bǔ)償電阻R2上的電流越大，則在線電壓補(bǔ)償電阻R3上的壓降越大，從而使功率開關(guān)管Ql提前關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)線電壓補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> [0007]傳統(tǒng)的線電壓補(bǔ)償技術(shù)需要在控制芯片Ul外部添加補(bǔ)償電路。這樣做的缺點(diǎn)是增加了整個電路架構(gòu)的成本和應(yīng)用調(diào)試的復(fù)雜性，系統(tǒng)上至少要增加兩個電阻；同時也增加了系統(tǒng)的功耗，從而降低系統(tǒng)效率；另外這種傳統(tǒng)的補(bǔ)償技術(shù)對輸出電流補(bǔ)償?shù)男Ч埠苡邢?，補(bǔ)償電阻R3上的電壓很容易受到干擾。在講究成本和效率并追求小體積的小功率LED驅(qū)動電源設(shè)計(jì)中，這種傳統(tǒng)的線電壓補(bǔ)償技術(shù)越來越具有局限性。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對傳統(tǒng)線電壓補(bǔ)償技術(shù)的局限性，本發(fā)明公開一種用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路。本發(fā)明通過檢測功率開關(guān)管的導(dǎo)通時間來間接采樣母線上的電壓，這省掉了傳統(tǒng)技術(shù)中的線電壓補(bǔ)償電阻，簡化了外部電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的效率和降低了系統(tǒng)的成本，更重要的是通過集成線電壓補(bǔ)償技術(shù)，大大的提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。
[0010]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路，包括:一線電壓采樣單元，用于對LED恒流驅(qū)動電路的母線電壓進(jìn)行采樣；一補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生LED恒流驅(qū)動電路在對應(yīng)的母線電壓所需要的補(bǔ)償電壓值；一電感峰值電流采樣電阻，用于對電感的峰值電流進(jìn)行采樣；一加法器單元，用于相加LED恒流驅(qū)動電路的峰值電流采樣電阻的電壓值和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元所產(chǎn)生的補(bǔ)償電壓值；一比較器單元，用于將所述加法器單元的輸出值與LED恒流驅(qū)動電路的基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生一使所述功率開關(guān)管關(guān)斷的關(guān)斷信號；一控制與驅(qū)動單元，用于對所述比較器單元的輸出信號進(jìn)行邏輯控制，進(jìn)而驅(qū)動功率開關(guān)管以及對整個LED恒流驅(qū)動電路進(jìn)行恒流控制。
[0011]更進(jìn)一步地，所述線電壓采樣單元的輸出端連接所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元的輸入端，所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元的輸出端連接所述加法器單元的一個輸入端，所述加法器單元的另一個輸入端還與所述峰值電流采樣電阻連接，所述加法器單元的輸出端與所述比較器單元的輸入端連接，所述比較器單元的另一輸入端還與LED恒流驅(qū)動電路的基準(zhǔn)電壓信號連接，所述比較器單元的輸出端與所述控制與驅(qū)動單元的輸入端連接，所述控制與驅(qū)動單元的輸出端分別與所述功率開關(guān)管的輸入端和所述線電壓采樣單元的輸入端連接。
[0012]更進(jìn)一步地，所述線電壓采樣單元包括一開關(guān)控制邏輯單元，一固定電流源，第一開關(guān)，第二開關(guān)和一采樣電容；所述開關(guān)控制邏輯單元的輸入端與所述控制與驅(qū)動單元的輸出端連接；所述開關(guān)控制邏輯單元的輸出端分別與第一開關(guān)和第二開關(guān)連接；所述第一開關(guān)的一端連接所述固定電流源，其另一端連接所述采樣電容；所述第二開關(guān)的一端連接所述采樣電容，其另一端接地；所述采樣電容的一端接地，其另一端還與所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元連接。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的線電壓采樣單元，通過檢測功率開關(guān)管的導(dǎo)通時間TON間接對母線電壓進(jìn)行采樣；
更進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元包括一運(yùn)算放大器，第一電阻，第二電阻，一固定電流源，一 NMOS晶體管，第一電流鏡和第二電流鏡；所述運(yùn)算放大器的一個正輸入端與所述線電壓采樣單元的輸出端連接，負(fù)輸入端與所述第一電阻連接，其輸出端與所述NMOS晶體管的柵極連接；所述第一電阻一端接地，其另一端與所述NMOS晶體管的源極連接；所述第一電流鏡的一端與所述NMOS晶體管的漏極連接，其另一端與所述第二電流鏡連接；所述第二電流鏡的另一端與所述固定電流源連接；所述第二電阻的一端接地，其另一端與所述固定電流源連接，同時與所述加法器單元的一個輸入端連接。
[0014]所述用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路既可以用于非隔離的電源系統(tǒng)中，如降壓，升壓，升降壓等拓?fù)?；也可以用于隔離的電源系統(tǒng)中，如正激，反激等拓?fù)洹?br> [0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和效果為:
本發(fā)明所述線電壓采樣電路根據(jù)功率開關(guān)管的導(dǎo)通時間TON來間接采樣母線電壓的變化，將TON轉(zhuǎn)換成一對應(yīng)電壓VS后輸出到線電壓補(bǔ)償電路，線電壓補(bǔ)償電路根據(jù)VS產(chǎn)生一補(bǔ)償電壓，然后將所述補(bǔ)償電壓與峰值電流采樣電阻上的電壓相加后送往比較器與以參考電壓進(jìn)行比較，從而確定關(guān)斷時間。本發(fā)明通過檢測功率開關(guān)管的導(dǎo)通時間來間接采樣母線上的電壓，這省掉了傳統(tǒng)技術(shù)中的線電壓補(bǔ)償電阻，簡化了外部電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的效率和降低了系統(tǒng)的成本，更重要的是通過集成線電壓補(bǔ)償技術(shù)，大大的提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。
[0016]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為傳統(tǒng)使用傳統(tǒng)線電壓補(bǔ)償電路的LED驅(qū)動電路；
圖2為不帶線電壓補(bǔ)償電路的LED恒流驅(qū)動電路的電感電流波形圖；
圖3為本發(fā)明所述用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路的一種實(shí)施電路圖；
圖4為采用本發(fā)明所述線電壓補(bǔ)償電路的LED驅(qū)動電路電感電流波形圖；
圖5為本發(fā)明所述線電壓補(bǔ)償電路的線電壓采樣單元的一個具體實(shí)施例； 圖6為本發(fā)明所述線電壓補(bǔ)償電路的補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元的一個具體實(shí)施例。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0020]為了解決傳統(tǒng)的線電壓補(bǔ)償技術(shù)效率低、正本高、體積大、抗干擾能力差等問題，本發(fā)明提供了一種集成線電壓補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路通過檢測功率開關(guān)管的導(dǎo)通時間來間接采樣母線上的電壓，這省掉了傳統(tǒng)技術(shù)中的線電壓補(bǔ)償電阻，簡化了外部電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的效率和降低了系統(tǒng)的成本，大大的提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。
[0021]由于控制芯片內(nèi)部的邏輯延時和功率開關(guān)管的關(guān)斷延時的原因，對于相同的LED恒流驅(qū)動基準(zhǔn)電壓VREF，峰值電流IPK與母線電壓的關(guān)系如下:
【權(quán)利要求】
1.一種用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路，其特征在于包括:一線電壓采樣單元，用于對LED恒流驅(qū)動電路的母線電壓進(jìn)行采樣； 一補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生LED恒流驅(qū)動電路在對應(yīng)的母線電壓所需要的補(bǔ)償電壓值； 一電感峰值電流采樣電阻，用于對電感的峰值電流進(jìn)行采樣； 一加法器單元，用于相加LED恒流驅(qū)動電路的峰值電流采樣電阻的電壓值和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元所產(chǎn)生的補(bǔ)償電壓值； 一比較器單元，用于將所述加法器單元的輸出值與LED恒流驅(qū)動電路的基準(zhǔn)電壓信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生一使所述功率開關(guān)管關(guān)斷的關(guān)斷信號； 一控制與驅(qū)動單元，用于對所述比較器單元的輸出信號進(jìn)行邏輯控制，進(jìn)而驅(qū)動功率開關(guān)管以及對整個LED恒流驅(qū)動電路進(jìn)行恒流控制； 所述線電壓采樣單元的輸出端連接所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元的輸入端，所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元的輸出端連接所述加法器單元的一個輸入端，所述加法器單元的另一個輸入端還與所述峰值電流采樣電阻連接，所述加法器單元的輸出端與所述比較器單元的輸入端連接，所述比較器單元的另一輸入端還與LED恒流驅(qū)動電路的基準(zhǔn)電壓信號連接，所述比較器單元的輸出端與所述控制與驅(qū)動單元的輸入端連接，所述控制與驅(qū)動單元的輸出端分別與所述功率開關(guān)管的輸入端和所述線電壓采樣單元的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路，其特征在于:所述線電壓采樣單元包括一開關(guān)控制邏輯單元，一固定電流源，第一開關(guān)，第二開關(guān)和一采樣電容；所述開關(guān)控制邏輯單元的輸入端與所述控制與驅(qū)動單元的輸出端連接；所述開關(guān)控制邏輯單元的輸出端分別與第一開關(guān)和第二開關(guān)連接；所述第一開關(guān)的一端連接所述固定電流源，其另一端連接所述采樣電容；所述第二開關(guān)的一端連接所述采樣電容，其另一端接地；所述采樣電容的一端接地，其另一端還與所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路，其特征在于:所述的線電壓采樣單元，通過檢測功率開關(guān)管的導(dǎo)通時間TON間接對母線電壓進(jìn)行采樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路，其特征在于:所述補(bǔ)償電壓產(chǎn)生單兀包括一運(yùn)算放大器，第一電阻，第二電阻，一固定電流源，一 NMOS晶體管,第一電流鏡和第二電流鏡；所述運(yùn)算放大器的一個正輸入端與所述線電壓采樣單元的輸出端連接，負(fù)輸入端與所述第一電阻連接，其輸出端與所述NMOS晶體管的柵極連接；所述第一電阻一端接地，其另一端與所述NMOS晶體管的源極連接；所述第一電流鏡的一端與所述NMOS晶體管的漏極連接，其另一端與所述第二電流鏡連接；所述第二電流鏡的另一端與所述固定電流源連接；所述第二電阻的一端接地，其另一端與所述固定電流源連接，同時與所述加法器單元的一個輸入端連接。
5.權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的用于LED驅(qū)動的線電壓補(bǔ)償電路在非隔離的電源系統(tǒng)和隔離的電源系統(tǒng)中應(yīng)用。
【文檔編號】H02M3/156GK103841730SQ201410107305
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】張明明, 黃彬陽 申請人:深圳市梓晶微科技有限公司