一種led恒流控制電路及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種LED恒流控制電路及其控制方法，涉及LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]LED驅(qū)動(dòng)電源的目的是為了給LED燈珠提供恒定的輸出電流。低成本，小體積在LED燈越來(lái)越普及的今天逐漸成為一種趨勢(shì)。非隔離型的LED驅(qū)動(dòng)電源因?yàn)槠滢D(zhuǎn)換效率高，原器件少等原因，成為目前LED驅(qū)動(dòng)電源的一種主流方式。
[0003]圖1為傳統(tǒng)的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路。212為主功率電感，210為主功率開(kāi)關(guān)管，211為峰值電流檢測(cè)電阻。當(dāng)212中的電流到達(dá)一定值時(shí)，211上的電壓超過(guò)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，控制芯片200通過(guò)峰值電流控制單元205，開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生單元204和驅(qū)動(dòng)單元201來(lái)關(guān)斷主功率開(kāi)關(guān)管210。214為輔助繞組，215與216為輔助繞組的分壓電阻，215與216的公共端接入控制芯片200的比較器202，當(dāng)主功率電感212中電流變?yōu)榱銜r(shí)，所述215和216的公共端電壓降為零，比較器202輸出信號(hào)ZXC，通過(guò)開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生單元204和驅(qū)動(dòng)單元201打開(kāi)開(kāi)關(guān)管。
[0004]圖1所示的非隔離型的LED驅(qū)動(dòng)電源主要是降壓型的BUCK方式，采用臨界斷續(xù)的控制方式，在輸出電流比較大的場(chǎng)合，臨界斷續(xù)控制方式的優(yōu)點(diǎn)是控制方式簡(jiǎn)單，電感內(nèi)的電流應(yīng)力不大。但是當(dāng)臨界斷續(xù)控制方式用在高壓小電流的場(chǎng)合時(shí)，因其電感量太大，造成了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電源體積的提升和成本的增加。
[0005]針對(duì)目前市場(chǎng)上越來(lái)越多的高壓小電流，尤其是燈絲燈的應(yīng)用場(chǎng)合，不少的LED芯片廠開(kāi)始趨向于斷續(xù)控制方式來(lái)設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種LED恒流控制電路及其控制方法，尤其適用于高壓小電流小體積的LED驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)電路包括一個(gè)峰值電流控制電路，一個(gè)恒流控制環(huán)路，一個(gè)基準(zhǔn)電壓源和一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管。本發(fā)明中峰值電流控制電路控制功率開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻，恒流控制環(huán)路控制功率開(kāi)關(guān)段的開(kāi)通時(shí)刻。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
一種LED恒流控制電路，包括整流橋、輸入電容、輸出電容、整流二極管、主功率電感、電流采樣電阻、VCC濾波電容和控制芯片，其中，所述控制芯片包括高壓供電模塊、驅(qū)動(dòng)邏輯模塊、集成高壓管、峰值電流控制模塊、基準(zhǔn)源模塊和恒流控制環(huán)路；
所述整流橋的輸出端分別并聯(lián)于輸入電容、控制芯片、整流二極管的兩端；控制芯片上還設(shè)置有VCC濾波電容；所述電流采樣電阻、主功率電感、輸出電容依次串聯(lián)后也并聯(lián)至整流橋的輸出端；
所述控制芯片中，高壓供電模塊分別和集成高壓管、基準(zhǔn)源模塊相連接，基準(zhǔn)源模塊還分別和峰值電流控制模塊、恒流控制環(huán)路相連接，恒流控制環(huán)路還分別和峰值電流控制模塊、驅(qū)動(dòng)邏輯模塊、集成高壓管相連接，峰值電流控制模塊還和驅(qū)動(dòng)邏輯模塊相連接，驅(qū)動(dòng)邏輯模塊還和集成高壓管相連接。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述恒流控制環(huán)路的電路結(jié)構(gòu)具體包括:第一、第二運(yùn)算放大器，第一、第二 NMOS管，第一、第二 PMOS管，第一、第二電阻，電容和比較器，其中，
電流采樣電阻的電壓輸出端和第一運(yùn)算放大器的正輸入端相連接，第一運(yùn)算放大器的輸出端和第一 NMOS管的柵極相連接，第一 NMOS管的源級(jí)分別和第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、第一電阻的一端相連接，第一電阻的另一端分別和電容的一端、第二電阻的一端相連接并接地；所述第一、第二 PMOS管組成電流鏡結(jié)構(gòu)，第一 NMOS管的漏極經(jīng)過(guò)所述電流鏡結(jié)構(gòu)分別和電容的另一端、比較器的負(fù)輸入端、第二 NMOS管的漏級(jí)相連接，第二 NMOS管的柵極和第二運(yùn)算放大器的輸出端相連接，第二 NMOS管的源極分別和第二電阻的另一端、第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端相連。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其電流鏡像管、電流檢測(cè)電阻和比較器，其中，
集成高壓管與其電流鏡像管的漏極和柵極分別相連接，集成高壓管的源極接電流采樣電阻，集成高壓管的電流鏡像管的源極分別與電流檢測(cè)電阻、比較器的正輸入端相連接。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其寄生JFET管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和比較器，其中，
所述集成高壓管的寄生JFET管的漏端與所述集成高壓管對(duì)應(yīng)的漏端相連接，寄生JFET管的柵極接地，寄生JFET管的源極經(jīng)過(guò)第一分壓電阻后分別和第二分壓電阻的一端、比較器的正輸入端相連接，第二分壓電阻的另一端接地。
[0011]本發(fā)明還公開(kāi)了所述LED恒流控制電路的控制方法，方法步驟如下:
當(dāng)所述集成高壓管開(kāi)通時(shí)，所述主功率電感和集成高壓管的電流開(kāi)始隨時(shí)間線性上升，并且所述兩個(gè)電流相等，當(dāng)所述主功率開(kāi)關(guān)管的電流到達(dá)所述峰值電流控制模塊的電流基準(zhǔn)時(shí)，所述峰值電流控制模塊輸出開(kāi)關(guān)關(guān)斷信號(hào)，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)邏輯模塊關(guān)斷所述集成聞壓管；
此時(shí)主功率電感的電流開(kāi)始隨時(shí)間線性下降，所述電流采樣電阻的電壓也隨時(shí)間線性下降，所述整流二極管導(dǎo)通；
當(dāng)所述主功率電感的電流降低到零時(shí)，電路進(jìn)入斷續(xù)工作模式，當(dāng)恒流控制環(huán)路探測(cè)到所述電流采樣電阻在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的電壓平均值低于所述恒流控制環(huán)路設(shè)定的基準(zhǔn)值時(shí)，所述恒流控制環(huán)路輸出控制信號(hào)，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)邏輯模塊重新打開(kāi)所述集成高壓管。
[0012]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明公開(kāi)了一種新型的斷續(xù)控制方式及其對(duì)應(yīng)電路，優(yōu)點(diǎn)在于原器件少，控制方式相對(duì)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是傳統(tǒng)的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路；
圖2是本發(fā)明的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路；
圖3是本發(fā)明中LED驅(qū)動(dòng)電路中恒流控制環(huán)路的實(shí)現(xiàn)方式；
圖4是本發(fā)明中峰值電流控制模塊的一種實(shí)現(xiàn)方式。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
一種LED恒流控制電路，包括整流橋、輸入電容、輸出電容、整流二極管、主功率電感、電流采樣電阻、VCC濾波電容和控制芯片，其中，所述控制芯片包括高壓供電模塊、驅(qū)動(dòng)邏輯模塊、集成高壓管、峰值電流控制模塊、基準(zhǔn)源模塊和恒流控制環(huán)路；
所述整流橋的輸出端分別并聯(lián)于輸入電容、控制芯片、整流二極管的兩端；控制芯片上還設(shè)置有VCC濾波電容；所述電流采樣電阻、主功率電感、輸出電容依次串聯(lián)后也并聯(lián)至整流橋的輸出端；
所述控制芯片中，高壓供電模塊分別和集成高壓管、基準(zhǔn)源模塊相連接，基準(zhǔn)源模塊還分別和峰值電流控制模塊、恒流控制環(huán)路相連接，恒流控制環(huán)路還分別和峰值電流控制模塊、驅(qū)動(dòng)邏輯模塊、集成高壓管相連接，峰值電流控制模塊還和驅(qū)動(dòng)邏輯模塊相連接，驅(qū)動(dòng)邏輯模塊還和集成高壓管相連接。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述恒流控制環(huán)路的電路結(jié)構(gòu)具體包括:第一、第二運(yùn)算放大器，第一、第二 NMOS管，第一、第二 PMOS管，第一、第二電阻，電容和比較器，其中，
電流采樣電阻的電壓輸出端和第一運(yùn)算放大器的正輸入端相連接，第一運(yùn)算放大器的輸出端和第一 NMOS管的柵極相連接，第一 NMOS管的源級(jí)分別和第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端、第一電阻的一端相連接，第一電阻的另一端分別和電容的一端、第二電阻的一端相連接并接地；所述第一、第二 PMOS管組成電流鏡結(jié)構(gòu)，第一 NMOS管的漏極經(jīng)過(guò)所述電流鏡結(jié)構(gòu)分別和電容的另一端、比較器的負(fù)輸入端、第二 NMOS管的漏級(jí)相連接，第二 NMOS管的柵極和第二運(yùn)算放大器的輸出端相連接，第二 NMOS管的源極分別和第二電阻的另一端、第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端相連。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其電流鏡像管、電流檢測(cè)電阻和比較器，其中，
集成高壓管與其電流鏡像管的漏極和柵極分別相連接，集成高壓管的源極接電流采樣電阻，集成高壓管的電流鏡像管的源極分別與電流檢測(cè)電阻、比較器的正輸入端相連接。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其寄生JFET管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和比較器，其中，
所述集成高壓管的寄生JFET管的漏端與所述集成高壓管對(duì)應(yīng)的漏端相連接，寄生JFET管的柵極接地，寄生JFET管的源極經(jīng)過(guò)第一分壓電阻后分別和第二分壓電阻的一端、比較器的正輸入端相連接，第二分壓電阻的另一端接地。
[0018]本發(fā)明還公開(kāi)了所述LED恒流控制電路的控制方法，方法步驟如下:
當(dāng)所述集成高壓管開(kāi)通時(shí)，所述主功率電感和集成高壓管的電流開(kāi)始隨時(shí)間線性上升，并且兩個(gè)電流相等，當(dāng)所述主功率開(kāi)關(guān)管的電流到達(dá)所述峰值電流控制模塊的電流基準(zhǔn)時(shí)，所述峰值電流控制模塊輸出開(kāi)關(guān)關(guān)斷信號(hào)，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)邏輯模塊關(guān)斷所述集成高壓管；
此時(shí)主功率電感的電流開(kāi)始隨時(shí)間線性下降，所述電流采樣電阻的電壓也隨時(shí)間線性下降，所述整流二極管導(dǎo)通； 當(dāng)所述主功率電感的電流降低到零時(shí)，電路進(jìn)入斷續(xù)工作模式，當(dāng)恒流控制環(huán)路探