專利名稱：改善峰值電流控制led恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種改善峰值電流控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流 精度的電路。
背景技術(shù)：
LED驅(qū)動(dòng)中廣泛采用峰值電流控制方式實(shí)現(xiàn)恒流輸出。但由于峰值電流控制部分的延時(shí)， 導(dǎo)致峰值采樣精度低，從而使得輸出恒流效果差。
傳統(tǒng)的峰值電流控制LED驅(qū)動(dòng)電路包括電感、輸出開關(guān)管、電感電流采樣單元和輸出開 關(guān)管控制單元。
圖1是一種典型的采用峰值電流控制方式實(shí)現(xiàn)恒流輸出的LED驅(qū)動(dòng)電路。如圖1所示， 電阻R1、 R2，醒0S晶體管M1，比較器11以及參考電壓源V1構(gòu)成了一個(gè)遲滯電流比較器(相 當(dāng)于輸出開關(guān)管控制單元)，用以驅(qū)動(dòng)輸出開關(guān)管M2;電阻R3、 R4、 Rs，放大器12及PM0S 晶體管M3完成對輸出電感電流的采樣(相當(dāng)于電感電流采樣單元)。當(dāng)開關(guān)管M2導(dǎo)通時(shí)，電 感電流增加，當(dāng)其增加到電流參考閾值Iref一high時(shí)，關(guān)斷M2，電感電流降低，當(dāng)其降低到 另一個(gè)電流參考閾值Iref—low時(shí)，重新開啟開關(guān)管M2，完成一個(gè)開關(guān)周期。其電感電流波 形如圖2所示，當(dāng)輸出電壓固定，輸入電壓VIN增加時(shí)，電感電流下降斜率不變，而上升斜 率增大，如圖2中虛線表示，由于延時(shí)的影響，電感電流的峰值從Ipk增加到Ipkl，平均電 流從Iavg增加到Iavgl。
圖3是另一種典型的恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，采樣電阻Rs為電感電流采樣單元，而比較器 31、計(jì)時(shí)器32和觸發(fā)器33則構(gòu)成輸出開關(guān)管控制單元。通過比較器31控制輸出電流的峰值， 固定關(guān)斷時(shí)間確定電流紋波，從而獲得恒定的平均電流。如圖3所示，當(dāng)開關(guān)管M1導(dǎo)通時(shí)， 電感L1上的電流增加；當(dāng)該電流增加到Iref時(shí)，比較器31翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)器33清零，開關(guān)管 Ml關(guān)斷，計(jì)時(shí)器32開始計(jì)時(shí)；計(jì)時(shí)結(jié)束后，重新開啟開關(guān)管M1，完成一個(gè)周期。其電感電 流波形如圖4所示，當(dāng)輸入電壓VIN增加時(shí)，電感電流峰值從Ipk增加到Ipkl，由于電感電 流下降時(shí)間及斜率相等，故電感平均電流從Iavg增加到Iavgl，變化量為Ipkl — Ipk。
可見，傳統(tǒng)的峰值電流控制LED驅(qū)動(dòng)電路中輸出電流受輸入電壓的影響大，電流精度低。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供一種寬輸入范圍下改善峰值電流 控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的電路，以提高電流精度，降低輸出電流對輸入電壓的靈敏度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種改善峰值電流控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的 電路，包括電感、輸出開關(guān)管、電感電流采樣單元、輸出開關(guān)管控制單元和輸入電壓采樣轉(zhuǎn) 換補(bǔ)償單元。其中，輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的輸入端連接到輸入電源，其輸出端連接到 輸出開關(guān)管控制單元，從而根據(jù)輸入電壓的變化來動(dòng)態(tài)地改變峰值參考電流值，以使輸出電 流恒定。
輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元可包括輸入電壓采樣部分，包括串聯(lián)連接的電阻R5和R6， 電阻R5的一端連接到輸入電源，另一端連接到電阻R6;轉(zhuǎn)換部分，將所采樣的電壓轉(zhuǎn)換成 電流，其包括NPN晶體管Ql和電阻R7，該NPN晶體管Ql的基極連接到電阻R5的另一端， 發(fā)射極連接到電阻R7;以及電流鏡，將轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換的電流鏡像到輸出開關(guān)管控制單元，其 輸入端連接到NPN晶體管Ql的集電極，輸出端連接到輸出開關(guān)管控制單元。
另一實(shí)施例中，輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元可包括放大器，其負(fù)輸入端經(jīng)電阻R1連接 到輸入電源，其正輸入端經(jīng)電阻R2連接到參考電壓源V2;和PM0S晶體管M2，其柵極連接到 放大器的輸出端，漏極連接到放大器的負(fù)輸入端，源極連接到輸出開關(guān)管控制單元。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)如下有益效果通過分析輸入電壓對輸出電流的 影響，利用輸入電壓動(dòng)態(tài)地改變峰值參考電流值，從而獲得恒定的輸出電流。


圖1是一種典型的采用峰值電流控制的LED驅(qū)動(dòng)電路； 圖2是圖1中的LED驅(qū)動(dòng)電路中電感電流示意圖； 圖3是另一種典型的采用峰值電流控制的LED驅(qū)動(dòng)電路； 圖4是圖3中的LED驅(qū)動(dòng)電路中電感電流示意圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的LED驅(qū)動(dòng)電路； 圖6是圖5中的LED驅(qū)動(dòng)電路中電感電流示意圖7是根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的具有輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的LED驅(qū)動(dòng)電路； 圖8是圖7中的LED驅(qū)動(dòng)電路中電感電流示意圖。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。為了便于描述和突出顯示本實(shí)用新型，將省略對與現(xiàn)有技術(shù)中相同的電路部分的詳細(xì)描述。
圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的具有輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的LED驅(qū)動(dòng)電 路，圖6示出了圖5中的LED驅(qū)動(dòng)電路中電感電流。
參考圖5和圖6,圖5中的放大器52和比較器51分別對應(yīng)于圖1中的放大器12和比較 器ll，其中的電感電流采樣單元和輸出開關(guān)管控制單元也與圖1中相同。輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換 補(bǔ)償單元如虛線框所示，該輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的輸入端連接到輸入電源，其輸出端
連接到輸出開關(guān)管控制單元，從而根據(jù)輸入電壓的變化來動(dòng)態(tài)地改變峰值參考電流值，以使 輸出電流恒定。
具體地講，虛線框內(nèi)的電阻R5、 R6、 R7、 NPN晶體管Q1、以及PM0S管M4和M5構(gòu)成了 本實(shí)用新型的輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元。其中，電阻R5和R6串聯(lián)連接，電阻R5的一端連 接到輸入電源VIN，另一端連接到電阻R6，從而電阻R5與R6分壓實(shí)現(xiàn)對輸入電壓VIN的采 樣，構(gòu)成輸入電壓采樣部分；而所采樣的電壓通過NPN晶體管Q1和電阻R7轉(zhuǎn)化為電流，NPN 晶體管Ql的基極連接到電阻R5的另一端，發(fā)射極連接到電阻R7，構(gòu)成轉(zhuǎn)換部分；PM0S管 M4和M5構(gòu)成電流鏡，其輸入端連接到NPN晶體管Q1的集電極，輸出端連接到輸出開關(guān)管控 制單元，以將所轉(zhuǎn)換的電流鏡像到輸出開關(guān)管控制單元，即將該電流鏡像到求和點(diǎn)X與輸出 電流信號相加，這相當(dāng)于將參考電流信號降低，從而改變輸出電流。如圖6所示，輸入電壓 增加時(shí)，參考電流Irefjiigh降低到Iref—highl、 Iref—low降低到Iref—lowl，由于參考電 流降低，使得最終的輸出電流Iavgl與Iavg的差值相比圖2得到大大降低。
圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的具有輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的LED驅(qū)動(dòng)電 路；圖8示出了圖7中的LED驅(qū)動(dòng)電路中電感電流。
參考圖7和圖8，圖7中的計(jì)時(shí)器73、觸發(fā)器74和比較器71分別對應(yīng)于圖3中的計(jì)時(shí) 器32、觸發(fā)器33和比較器31，其中電感電流采樣單元和輸出開關(guān)管控制單元也與圖3中相 同。該實(shí)施例中的輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元如虛線框所示。
具體地講，虛線框內(nèi)電阻Rl、 R2、放大器72和PMOS晶體管M2構(gòu)成了輸入電壓采樣轉(zhuǎn) 換補(bǔ)償單元。其中，放大器72的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R1連接到輸入電源VIN，而正輸入端經(jīng)電 阻R2連接到參考電壓源V2， PM0S晶體管M2的柵極連接到放大器72的輸出端，漏極連接到 放大器72的負(fù)輸入端，源極連接到輸出開關(guān)管控制單元。從而通過檢測電源電壓VIN與參考 電壓源V2的電壓的差值，并將該差值轉(zhuǎn)化為電流加在電流采樣電阻Rs上，這也相當(dāng)于降低 了電流參考值。如圖8所示，參考電流值隨著輸入電壓變化，輸入電壓增加時(shí)，參考電流由 Iref降低到Irefl，從而減少峰值電流的變化，穩(wěn)定了平均輸出電流。應(yīng)理解，本實(shí)用新型在于采樣輸入電壓，通過一定的轉(zhuǎn)換方式，改變峰值電流的參考值， 用以補(bǔ)償延時(shí)引起的峰值電流采樣誤差，以上實(shí)例只是用作示例說明，內(nèi)部采樣轉(zhuǎn)換電路及 求和補(bǔ)償方式并不是為了限制本實(shí)用新型。
本說明書中所描述的只是本實(shí)用新型的優(yōu)選具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用 新型的技術(shù)方案而非對本實(shí)用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思通過邏輯 分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在如權(quán)利要求所界定的本實(shí)用新型的 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種改善峰值電流控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的電路，包括電感、輸出開關(guān)管、電感電流采樣單元和輸出開關(guān)管控制單元，其特征在于，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元，該輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的輸入端連接到輸入電源，其輸出端連接到輸出開關(guān)管控制單元，從而根據(jù)輸入電壓的變化來動(dòng)態(tài)地改變峰值參考電流值，以使輸出電流恒定。
2、 如權(quán)利要求1所述的改善峰值電流控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的電路，其特征在于，所述輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元包括輸入電壓采樣部分，包括串聯(lián)連接的電阻R5和R6，電阻R5的一端連接到輸入電源，另一端連接到電阻R6;轉(zhuǎn)換部分，將所采樣的電壓轉(zhuǎn)換成電流，其包括NPN晶體管Q1和電阻R7，該NPN晶體管Q1的基極連接到所述電阻R5的所述另一端，發(fā)射極連接到電阻R7;以及 ，電流鏡，將所述轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換的電流鏡像到輸出開關(guān)管控制單元，其輸入端連接到所述NPN晶體管Q1的集電極，輸出端連接到輸出開關(guān)管控制單元。
3、 如權(quán)利要求2所述的改善峰值電流控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的電路，其特征在于，所述電流鏡由PM0S晶體管M4和PM0S晶體管M5構(gòu)成。
4、 如權(quán)利要求1所述的改善峰值電流控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的電路，其特征在于，所述輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元包括放大器，其負(fù)輸入端經(jīng)電阻R1連接到輸入電源，其正輸入端經(jīng)電阻R2連接到參考電壓源V2;和PM0S晶體管M2，其柵極連接到所述放大器的輸出端，漏極連接到所述放大器的負(fù)輸入端，源極連接到輸出開關(guān)管控制單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種改善峰值電流控制LED恒流驅(qū)動(dòng)中電流精度的電路，包括電感、輸出開關(guān)管、電感電流采樣單元、輸出開關(guān)管控制單元和輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元，該輸入電壓采樣轉(zhuǎn)換補(bǔ)償單元的輸入端連接到輸入電源，其輸出端連接到輸出開關(guān)管控制單元，從而根據(jù)輸入電壓的變化來動(dòng)態(tài)地改變峰值參考電流值，降低輸出電流對輸入電壓的靈敏度，以使輸出電流恒定。
文檔編號H05B37/02GK201388320SQ20092007379
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者胡黎強(qiáng), 趙新江 申請人:上海晶豐明源半導(dǎo)體有限公司