專利名稱：一種恒流led驅(qū)動(dòng)電路、led驅(qū)動(dòng)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)，尤其涉及恒流LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
背景技術(shù)：


圖1為傳統(tǒng)的恒流LED驅(qū)動(dòng)電路及其外接LED電路，包括振蕩器101、，RS觸發(fā)器 102、比較器103、驅(qū)動(dòng)電路104、功率管105、電阻106、電感107，肖特基二極管108以及LED 燈串109。其中，振蕩器101的輸出接RS觸發(fā)器102的S端，比較器的負(fù)輸入端輸入基準(zhǔn)電壓VREF，比較器的正輸入端接電阻106的一端及功率管105的源端；電阻106的另一端接地，比較器103的輸出接RS觸發(fā)器102的R端，RS觸發(fā)器102的輸出端Q接驅(qū)動(dòng)電路104 的輸入，驅(qū)動(dòng)電路104的輸出接功率管105的柵端，功率管105的漏端接電感107的一端和肖特基二極管108的正極，電感107的另一端接LED燈串109的負(fù)端，LED燈串109的正端接108的負(fù)端，并且輸入電源電壓VIN。負(fù)載LED燈串上的平均電流定義為輸出電流平均值IAVG。參考圖1及圖2，其工作原理是恒流LED驅(qū)動(dòng)電路工作正常時(shí)，振蕩器101輸出的振蕩器信號CLK對RS觸發(fā)器 102進(jìn)行觸發(fā)，RS觸發(fā)器S端置位，RS觸發(fā)器輸出端Q為高電平，驅(qū)動(dòng)電路輸出功率管的柵極控制信號GATE為高電平，功率管開通，電感電流上升，采樣電阻106上的電壓VCS上升， 當(dāng)電壓達(dá)到基準(zhǔn)電壓VREF時(shí)，比較器的輸出C0MP_0UT變?yōu)楦唠娖剑琑S觸發(fā)器R端復(fù)位，Q 為低電平，驅(qū)動(dòng)電路輸出功率管的柵極控制信號GATE為低電平，功率管關(guān)斷，這時(shí)，電感電流通過肖特基二極管108續(xù)流，逐漸減小，直到下一個(gè)時(shí)鐘到來，周期性重復(fù)。圖1所示的恒流LED驅(qū)動(dòng)電路及其外接LED電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)輸出平均電流的計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于包括選擇器，所述選擇器通過電壓采樣端輸入采樣電壓VCS和基準(zhǔn)電壓VREF，所述采樣電壓VCS通過功率管的柵極控制信號GATE控制，基準(zhǔn)電壓VREF通過功率管的柵極控制信號的反向信號GATE_N控制，當(dāng)功率管的柵極控制信號GATE有效時(shí)，選擇器的輸出信號VSN為采樣電壓VCS，當(dāng)功率管關(guān)斷時(shí)，選擇器的輸出信號VSN為基準(zhǔn)電壓VREF ；誤差放大器，所述的誤差放大器對選擇器的輸出信號VSN與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行誤差放大，使得選擇器的輸出信號VSN的平均值等于基準(zhǔn)電壓VREF，進(jìn)而使得，當(dāng)功率管的柵極控制信號GATE有效時(shí)，采樣電壓VCS的平均值等于基準(zhǔn)電壓VREF，誤差放大器311的輸出提供給比較器；濾波電容，所述濾波電容連接在誤差放大器的輸出端與地之間，對誤差放大器的輸出進(jìn)行濾波；振蕩器，所述振蕩器產(chǎn)生一振蕩信號CLK輸出給觸發(fā)器302的一個(gè)輸入端，產(chǎn)生一斜波電壓輸出給斜率補(bǔ)償模塊；斜率補(bǔ)償模塊，所述斜率補(bǔ)償模塊根據(jù)振蕩器輸出的斜波電壓對第一電阻上的采樣電壓VCS進(jìn)行斜率補(bǔ)償后輸入到比較器；比較器，所述比較器將斜率補(bǔ)償模塊的輸出與所述誤差放大器輸出進(jìn)行比較，比較器的輸出提供給觸發(fā)器的另一個(gè)輸入端；觸發(fā)器，所述觸發(fā)器在振蕩器輸出的振蕩信號CLK和比較器輸出的觸發(fā)控制下，輸出觸發(fā)信號；驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器對觸發(fā)信號進(jìn)行信號驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)后，產(chǎn)生功率管的柵極控制信號并通過LED驅(qū)動(dòng)電路的柵端輸出。
2.恒流LED驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于包括選擇器，所述選擇器通過電壓采樣端輸入第一電阻采樣電壓VCS和基準(zhǔn)電壓VREF，所述采樣電壓VCS通過功率管的柵極控制信號GATE控制，基準(zhǔn)電壓VREF通過功率管的柵極控制信號的反向信號GATE_N控制，當(dāng)功率管的柵極控制信號GATE有效時(shí)，選擇器的輸出信號VSN為采樣電壓VCS，當(dāng)功率管關(guān)斷時(shí)，選擇器的輸出信號VSN為基準(zhǔn)電壓VREF ；誤差放大器，所述的誤差放大器對選擇器的輸出信號VSN與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行誤差放大，使得選擇器的輸出信號VSN的平均值等于基準(zhǔn)電壓VREF，進(jìn)而使得，當(dāng)功率管的柵極控制信號GATE有效時(shí)，采樣電壓VCS的平均值等于基準(zhǔn)電壓VREF，誤差放大器311的輸出提供給比較器；濾波電容，所述濾波電容連接在誤差放大器的輸出端與地之間，對誤差放大器的輸出進(jìn)行濾波；振蕩器，所述振蕩器產(chǎn)生一振蕩信號CLK輸出給觸發(fā)器302的一個(gè)輸入端，產(chǎn)生一斜波電壓輸出給斜率補(bǔ)償模塊；斜率補(bǔ)償模塊，所述斜率補(bǔ)償模塊根據(jù)振蕩器輸出的斜波電壓對第一電阻上的采樣電壓VCS進(jìn)行斜率補(bǔ)償后輸入到比較器；比較器，所述比較器將斜率補(bǔ)償模塊的輸出與所述誤差放大器輸出進(jìn)行比較，比較器的輸出提供給觸發(fā)器的另一個(gè)輸入端；觸發(fā)器，所述觸發(fā)器在振蕩器輸出的振蕩信號CLK和比較器輸出的觸發(fā)控制下，輸出觸發(fā)信號；驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器對觸發(fā)信號進(jìn)行信號驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)后，產(chǎn)生功率管的柵極控制信號；NMOS功率管，NMOS功率管的柵極接收所述柵極控制信號，所述NMOS功率管305的源端經(jīng)過第一電阻連接接地端GND，NMOS功率管的漏極連接第一電感的一端，并且與第一二極管的正端相連；第一電感、第一二極管及LED負(fù)載，所述的第一電感的另一端與LED負(fù)載的負(fù)端相連， 所述的LED負(fù)載的正端與所述的第一二極管的負(fù)端相連，并且輸入直流輸入電壓VIN。
3.如權(quán)利要求1所述恒流LED驅(qū)動(dòng)裝置的控制方法，其特征在于包括如下步驟(1)LED驅(qū)動(dòng)裝置穩(wěn)定后，振蕩器輸出的振蕩信號CLK為高電平脈沖；(2)觸發(fā)器輸出的觸發(fā)信號為高電平，觸發(fā)信號經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)增強(qiáng)后，使NMOS功率管開通；(3)直流輸入電壓VIN通過LED負(fù)載、第一電感、NMOS功率管、第一電阻到地產(chǎn)生通路， 電感上的電流增加，同時(shí)第一電阻采樣NMOS功率管上流過的電流并轉(zhuǎn)換為采樣電壓VCS ；(4)第一電阻上的采樣電壓VCS與振蕩器輸出的斜坡信號經(jīng)斜率補(bǔ)償模塊進(jìn)行疊加；(5)斜率補(bǔ)償模塊的輸出與誤差放大器的輸出信號進(jìn)行比較；(6)所述的誤差放大器將對選擇器的輸出電壓VSN的值與基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行誤差放大，使得選擇器的輸出電壓VSN的平均值等于基準(zhǔn)電壓VREF ；(7)NMOS功率管導(dǎo)通期間，電感上的電流持續(xù)增大，直到斜率補(bǔ)償模塊的輸出電壓VSl 達(dá)到誤差放大器的輸出ERR_0UT，比較器輸出高電平脈沖C0MP_0UT，觸發(fā)器輸出低電平脈沖，觸發(fā)器的輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路，使NMOS功率管截止；(8)直流輸入電壓VIN通過LED負(fù)載、第一電感、肖特基二極管及直流輸入電壓VIN產(chǎn)生通路，電感電流下降，當(dāng)NMOS功率管關(guān)斷時(shí)，選擇器的輸出電壓信號VSN等于基準(zhǔn)電壓 VREF ；(9)等待在下一個(gè)振蕩CLK信號到來，在下個(gè)周期重復(fù)步驟(1) (8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種恒流LED驅(qū)動(dòng)電路，包括選擇器、誤差放大器、振蕩器、斜率補(bǔ)償模塊、比較器、觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明中由于選擇器的輸出電壓VSN的平均值等于基準(zhǔn)電壓VREF，因此，在NMOS功率管導(dǎo)通時(shí)，采樣電壓VCS等于選擇器的輸出電壓VSN，這樣，在LED驅(qū)動(dòng)電路的整個(gè)工作期間，保證了輸入電壓、輸出電壓以及外圍電感大小變化對LED平均電流沒有影響，方便設(shè)定輸出電流。
文檔編號H05B37/02GK102427638SQ201110273978
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者王棟 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司