一種自適應(yīng)電流控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自適應(yīng)電流控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電流源能夠向負載提供在某個幅值穩(wěn)定的直流電流，因此，電流源的應(yīng)用十分廣泛，特別是在LED燈的供電領(lǐng)域使用非常多。目前較多的直流電源直接將交流電網(wǎng)功率轉(zhuǎn)換為帶有正弦紋波的直流功率輸出，加載在LED燈上時，表現(xiàn)為帶有正弦紋波的直流電流。
[0003]但是在實際應(yīng)用中，負載往往要求濾除該電流所帶有的正弦紋波，因此通常采用電流源濾波電路的恒定電流控制電路來穩(wěn)定電流。請參考圖1，為現(xiàn)有的恒定電流控制電路的示意圖，包括:電流源I，濾波電容2以及LED負載3，所述LED負載3連接調(diào)整管4，所述調(diào)整管4的源級連接采樣電阻5，所述調(diào)整管4的控制極連接運算放大器6的輸出端，當所述電流源I的輸出有一定的波動時，所述運算放大器6通過比較所述采樣電阻5上的電壓信號和可自適應(yīng)的基準電壓信號Vref，控制所述調(diào)整管4使所述LED負載的電流接近為恒流，并且等于輸入電流。但傳統(tǒng)的具有電流源濾波電路的恒定電流控制電路，在電流源I輸出電流較大或較小時，運算放大器6的輸入電壓值會超過其合適的輸入范圍，導(dǎo)致其適用電流范圍比較窄。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型提供一種自適應(yīng)電流控制電路，通過自動調(diào)整可變采樣電阻的阻值，使運算放大器的輸入電壓在其合適的輸入范圍內(nèi)，從而兼容更大范圍的負載電流。
[0005]為解決上述問題，本實用新型實施例提供了一種自適應(yīng)電流控制電路，包括:調(diào)整管、第一采樣比較電路、比例控制電路、可變采樣電阻、第二采樣比較電路，
[0006]所述調(diào)整管與可變采樣電阻形成串聯(lián)電路，且所述串聯(lián)電路的一端與電流輸入端相連，另一端與電流輸出端相連；
[0007]所述第一采樣比較電路對調(diào)整管對應(yīng)的第一采樣信號進行采樣，將第一采樣信號與第一設(shè)定閾值進行比較、積分后，產(chǎn)生第一積分信號，第一積分信號經(jīng)過比例電路產(chǎn)生指令信號；
[0008]所述比例控制電路根據(jù)獲得的指令信號與第二設(shè)定閾值進行比較產(chǎn)生第一控制信號，利用第一控制信號對可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)進行調(diào)整，可變采樣電阻放大或縮小的比例與比例電路的系數(shù)放大或縮小的比例一致；
[0009]所述第二采樣比較電路利用可變采樣電阻獲得第二采樣信號，將所述第二采樣信號與獲得的指令信號進行比較放大，產(chǎn)生第二控制信號，利用輸出的第二控制信號控制調(diào)整管的電流。
[0010]可選的，所述第一采樣比較電路包括第一比較器、積分電路和比例電路，所述第一比較器的第一輸入端對調(diào)整管漏端電壓進行采樣，所述第一比較器的第二輸入端為第一設(shè)定閾值，所述第一比較器的輸出端與積分電路的輸入端相連，所述積分電路的輸出端與比例電路的輸入端相連，所述比例電路的輸出端作為第一采樣比較電路的輸出端，分別與第二采樣比較電路和比例控制電路相連，所述比例電路的系數(shù)控制端與比例控制電路相連，可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)同比例放大或縮小。
[0011 ]可選的，所述積分電路為一個電容或數(shù)字積分器。
[0012]可選的，所述第二采樣比較電路包括第一放大器，所述第一放大器的第一輸入端與第一采樣比較電路的輸出端相連，所述第一放大器的第二輸入端與可變采樣電阻的采樣端相連，所述第一放大器的輸出端與調(diào)整管的控制端相連。
[0013]可選的，所述第二設(shè)定閾值包括上限閾值電壓和下限閾值電壓，上限閾值電壓大于下限閾值電壓，所述比例控制電路根據(jù)上限閾值電壓、下限閾值電壓和指令信號產(chǎn)生第一控制信號，對可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)進行調(diào)整，可變采樣電阻放大或縮小的比例與比例電路的系數(shù)放大或縮小的比例一致。當指令信號高于上限閾值電壓時，可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)同比例縮??；當指令信號低于下限閾值電壓時，可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)同比例放大。
[0014]可選的，所述比例控制電路包括第二比較器、第三比較器和比例調(diào)節(jié)電路，所述第二比較器、第三比較器的第一輸入端分別與第一采樣比較電路的輸出端相連，所述第二比較器的第二輸入端連接有上限閾值電壓，所述第三比較器的第二輸入端連接有下限閾值電壓，利用第二比較器、第三比較器控制比例調(diào)節(jié)電路輸出第一控制信號。
[0015]可選的，所述比例調(diào)節(jié)電路輸出的第一控制信號調(diào)節(jié)的比例為固定比例或不固定比例。
[0016]可選的，所述第一設(shè)定閾值為固定閾值或自適應(yīng)閾值?？蛇x的，當所述第一設(shè)定閾值為自適應(yīng)閾值時，根據(jù)指令信號的大小調(diào)節(jié)第一設(shè)定閾值，保證調(diào)整管工作在飽和工作區(qū)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0018]所述自適應(yīng)電流控制電路通過比例控制電路對可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)進行同比例調(diào)整，當前級輸入電流增加，導(dǎo)致指令信號大于比例控制電路中的上限閾值，比例調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生第一控制信號，使可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)同比例縮小，使指令信號在比例控制電路的上下閾值之間，從而使第二采樣電路的輸入在合適的范圍內(nèi)，同時減小了采樣電阻損耗，提高系統(tǒng)效率；當前級輸入電流減小，導(dǎo)致指令信號小于比例控制電路中的下限閾值，比例調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生第一控制信號，使可變采樣電阻的阻值和比例電路的系數(shù)同比例放大，使指令信號在比例控制電路的上下閾值之間，使第二采樣電路的輸入在合適的范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的恒定電流控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型一個實施例的自適應(yīng)電流控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實用新型另一個實施例的自適應(yīng)電流控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本實用新型一個實施例的采樣電阻的電路圖；
[0023]圖5為本實用新型實施例控制指令信號在上限閾值電壓和下限閾值電壓之間波動的波形參考圖。
【具體實施方式】
[0024]申請人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的電流源有源濾波電路的恒定電流控制電路，由于運算放大器的輸入電壓有一定的范圍，導(dǎo)致其適用電流范圍比較窄，并且當前級輸入電流比較大時，恒定電流控制電路的功耗大，效率低。
[0025]因此，本實用新型實施例提供了一種自適應(yīng)電流控制電路，通過動態(tài)調(diào)節(jié)可變采樣電阻的阻值，從而在更大的前級輸入電流變化范圍內(nèi)，也既能使運算放大器的輸入電壓在合適的范圍內(nèi)，同時可以實現(xiàn)系統(tǒng)高效率。
[0026]下面結(jié)合附圖，通過具體實施例，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。
[0027]請參考圖2，本實用新型提供了一種自適應(yīng)電流控制電路，所述自適應(yīng)電流控制電路的電流輸入端或電流輸出端與直流源供電的負載電連接。在本實施例中，所述負載11的一端連接直流源10，另一端連接所述自適應(yīng)電流控制電路的電流輸入端，且所述直流源10并聯(lián)有濾波電容進行濾波。在本實用新型第一實施例中，所述自適應(yīng)電流控制電路包括:調(diào)整管Tl、第一采樣比較電路12、比例控制電路13、可變采樣電阻R1、第二采樣比較電路U2。
[0028]所述調(diào)整管Tl與采樣電阻Rl串聯(lián)形成串聯(lián)電路，且所述串聯(lián)電路的一端與電流輸入端Iin相連，另一端與電流輸出端1ut相連。所述調(diào)整管為MOS管或三極管，在本實施例中，為MOS管。
[0029]在其他實施例中，所述負載11和調(diào)整管Tl的位置可以互換。
[0030]所述第一采樣比較電路12對調(diào)整管Tl對應(yīng)的第一采樣信號進行采樣，將第一信號與第一設(shè)定閾值Vref進行比較放大且積分后，產(chǎn)生第一積分信號，第一積分信號經(jīng)過比例電路產(chǎn)生指令信號。
[0031]在本實施例中，所述第一采樣信號為調(diào)整管的漏極電壓。請參考圖3，所述第一采樣信號還可以為調(diào)整管的控制極電壓，即柵極電壓。
[0032]在其他實施例中，當調(diào)整管為NPN三極管時，所述第一采樣信號為NPN三極管集電極電壓。
[0033 ]在本實施例中，所述第一采樣比較電路12包括第一比較器U1、積分電路11和比例電路Pl，所述第一比較器Ul的第一輸入端對調(diào)整管Tl的漏極電壓進行采樣，所述第一比較器Ul的第二輸入端為第一設(shè)定閾值Vref，所述第一比較器Ul的輸出端與積分電路11的輸入端相連，所述積分電路Il的輸出端與比例電路Pl的輸入端相連，所述比例電路Pl的輸出端作為第一采樣比較電路12的輸出端，分別與第二采樣比較電路U2、比例控制電路13相連，所述比例電路的系數(shù)控制端與比例控制電路相連，使得可變采樣電阻與比例電路的系數(shù)同比例放大或縮小。
[0034]本實用新型將第一比較器Ul的比較結(jié)果進行積分，將輸入電流源所攜帶的紋波過濾掉，實現(xiàn)恒定直流的效果。積分后，并對積分結(jié)果經(jīng)過比例電路放大或縮小后得到指令信號，以適應(yīng)不同的柵極或漏極電壓，如正弦等。
[0035]在其他實施例中，將第一比較器Ul的比較結(jié)果直接經(jīng)過比例電路放大或縮小，得到指令信號。
[0036]在本實施例中，所述第一設(shè)定閾值Vref為固定閾值，當?shù)谝徊蓸有盘栃∮陂撝惦妷簳r，指令信號變小，當?shù)谝徊蓸有盘柎笥陂撝惦妷簳r，指令信號變大。
[0037]在其他實施例中，所述第一設(shè)定閾值Vref還可以為自適應(yīng)閾值，所述自適應(yīng)閾值可與隨著前級輸入電流