一種開關電源led控制電路的製作方法

2023-09-17 17:04:00

一種開關電源led控制電路的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種開關電源LED控制電路，它包括積分電路、峰值電流比較器和電感儲能電路，所述的積分電路的輸出端連接在峰值電流比較器的輸入端上，所述的峰值電流比較器的輸出端與電感儲能電路相連，所述的電感儲能電路連接在積分電路的一個輸入端上且電感儲能電路上連接有負載。其優點是：電路結構簡單，採用閉環控制，輸出電流與輸入電壓和輸出電壓無關，驅動電源具有優異的線調整率和負載調整率，且該電路設計可用於晶片內部集成，做到與晶片外圍參數無關，降低系統應用方案的開發難度。
【專利說明】—種開關電源LED控制電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體集成電路領域，更具體的說是涉及一種開關電源LED控制電路。
【背景技術】
[0002]近年來由於全球的綠色環保意識逐步提高，LED照明產品得到大力的開發，並開始逐漸走進千家萬戶。在LED照明產品中，AC-DC的LED驅動電源電路為LED提供電源，而由於LED (Light Emitting Diode)為電流型器件，發光亮度受電流影響較大，因此LED驅動電源需要為LED提供穩定的恆定電流輸出。
[0003]目前的LED照明電源驅動中廣泛採用臨界電流導通模式(BCM)和斷流控制模式(DCM)實現恆流輸出控制。為了實現更高的電源效率，有的電源驅動晶片採用了準諧振控制模式，一種介於BCM和DCM之間的控制模式。而根據採用的拓撲結構還分有隔離型的反激(Flyback)結構和非隔離型的降壓(Buck)或升降壓(Buck/Boost)結構等。在中低功率(〈30W)的反激拓撲應用中通常又採用了原邊控制省去了次邊隔離反饋。
[0004]這種根據不同的電流導通模式以及所採用的系統拓撲結構，需要不同的控制晶片採用了各種不同的恆流算法和電路來實現輸出恆流。這些不同的算法和電路大大增加了晶片研發的周期和複雜度，同時有的開環恆流算法還帶來了低精度，差線調整率和負載調整率等問題。

【發明內容】

[0005]本發明提供一種開關電源LED控制電路，其電路結構簡單，採用閉環控制，輸出電流與輸入電壓和輸出電壓無關，驅動電源具有優異的線調整率和負載調整率，且該電路設計可用於晶片內部集成，做到與晶片外圍參數無關，降低系統應用方案的開發難度。
[0006]為解決上述的技術問題，本發明採用以下技術方案:
一種開關電源LED控制電路，它包括積分電路、峰值電流比較器和電感儲能電路，所述的積分電路的輸出端連接在峰值電流比較器的輸入端上，所述的峰值電流比較器的輸出端與電感儲能電路相連，所述的電感儲能電路連接在積分電路的一個輸入端上且電感儲能電路上連接有負載。
[0007]更進一步的技術方案是:
作為優選，所述的積分電路包括單刀雙擲開關S1、電阻R6、電阻R7、運算放大器Al和P型場效應管，所述的運算運算放大器Al的輸出端連接在P型場效應管的柵極上，所述的運算放大器Al的反相輸入端通過電容C3連接在P型場效應管的源極上；所述的電阻R7上並聯有電容C4，且一端通過電阻R6連接在P型場效應管的源極，另一端接地，所述的單刀雙擲開關SI的兩個不動端分別與地和P型場效應管的源極相連，所述的單刀雙擲開關SI的動端通過電阻R5連接在運算放大器Al的反相輸入端上。
[0008]進一步的，所述的電阻R6和電阻R7的阻值比為3。[0009]作為優選，所述的峰值電流比較器包括運算放大器A2、觸發器、下降沿檢測電路和驅動電路，所述的運算放大器A2的輸出端連接在觸發器的S端，所述的下降沿檢測電路和驅動電路分別連接在觸發器的R端和Q端，所述的運算放大器A2的反相輸入端連接在電阻R6和電阻R7的公共端上。
[0010]作為優選，所述的電感儲能電路包括橋式整流電路、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、N型場效應管、二極體D1、二極體D2、原邊L1、副邊L2和電容C2，所述的電阻Rl和電容C2相串聯，所述的電容C2的非公共端接地，所述的電阻Rl的非公共端同時連接在橋式整流電路的輸出端和二極體Dl的陰極上，所述的二極體Dl的陽極連接在N型場效應管的源極上，所述的N型場效應管的柵極連接在驅動電路的輸出端上，所述的N型場效應管的漏極連接在運算放大器的同相輸入端上，所述的N型場效應管的漏極通過電阻R4與地相連，所述的原邊LI與負載串聯後與二極體Dl並聯，所述的負載上並聯有電容C2，所述的副邊L2的一端接地，另一端連接在二極體D2的陽極上，所述的二極體D2的陰極接地，所述的電阻R2和電阻R3相串聯，所述的電阻R2的非公共端與二極體D2的陽極相連，所述的電阻R3的非公共端接地，所述的電阻R3和電阻R2的公共端連接在下降沿檢測電路的輸出端上。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1、本發明採用閉環控制，輸出電流與輸入電壓和輸出電壓無關，驅動電源具有優異的線調整率和負載調整率。
[0012]2、本發明的電路結構簡單，該電路設計可用於晶片內部集成，做到與晶片外圍參數無關，降低系統應用方案的開發難度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0014]圖1為本發明的原理框圖。
[0015]圖2為本發明的峰值電流比較器和電感儲能電路的電路圖。
[0016]圖3為本發明的積分電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。本發明的實施方式包括但不限於下列實施例。
[0018][實施例1]
如圖1所示的一種開關電源LED控制電路，它包括積分電路、峰值電流比較器和電感儲能電路，所述的積分電路的輸出端連接在峰值電流比較器的輸入端上，所述的峰值電流比較器的輸出端與電感儲能電路相連，所述的電感儲能電路連接在積分電路的一個輸入端上且電感儲能電路上連接有負載。
[0019][實施例2]
如圖2和圖3所不的一種開關電源LED控制電路，本實施例在實施例1的基礎上做了細化:
所述的積分電路包括單刀雙擲開關S1、電阻R6、電阻R7、運算放大器Al和P型場效應管，所述的運算運算放大器Al的輸出端連接在P型場效應管的柵極上，所述的運算放大器Al的反相輸入端通過電容C3連接在P型場效應管的源極上；所述的電阻R7上並聯有電容C4，且一端通過電阻R6連接在P型場效應管的源極，另一端接地，所述的單刀雙擲開關SI的兩個不動端分別與地和P型場效應管的源極相連，所述的單刀雙擲開關SI的動端通過電阻R5連接在運算放大器Al的反相輸入端上。[0020]所述的電阻R6和電阻R7的阻值比為3。
[0021]所述的峰值電流比較器包括運算放大器A2、觸發器、下降沿檢測電路和驅動電路，所述的運算放大器A2的輸出端連接在觸發器的S端，所述的下降沿檢測電路和驅動電路分別連接在觸發器的R端和Q端，所述的運算放大器A2的反相輸入端連接在電阻R6和電阻R7的公共端上。
[0022]所述的電感儲能電路包括橋式整流電路、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、N型場效應管、二極體Dl、二極體D2、原邊L1、副邊L2和電容C2，所述的電阻Rl和電容C2相串聯，所述的電容C2的非公共端接地，所述的電阻Rl的非公共端同時連接在橋式整流電路的輸出端和二極體Dl的陰極上，所述的二極體Dl的陽極連接在N型場效應管的源極上，所述的N型場效應管的柵極連接在驅動電路的輸出端上，所述的N型場效應管的漏極連接在運算放大器的同相輸入端上，所述的N型場效應管的漏極通過電阻R4與地相連，所述的原邊LI與負載串聯後與二極體Dl並聯，所述的負載上並聯有電容C2，所述的副邊L2的一端接地，另一端連接在二極體D2的陽極上，所述的二極體D2的陰極接地，所述的電阻R2和電阻R3相串聯，所述的電阻R2的非公共端與二極體D2的陽極相連，所述的電阻R3的非公共端接地，所述的電阻R3和電阻R2的公共端連接在下降沿檢測電路的輸出端上。
[0023]本實施例的工作過程原理如下:
reg_ctrl對單刀雙擲開關SI進行控制，對單刀雙擲開關SI的佔空比進行控制使得運算放大器Al的正相輸入端和反相輸入端的電壓相等。reg_Ctrl輸入到積分電路中的用於產生運算放大器A2反相輸入端的基準電壓Vref。放大器的正相輸入端連接在Vbg電源上，當reg-ctrl為高電平時,單刀雙擲開關SI連接到P型場效應管的源極，當reg-ctrl為低電平時，單刀雙擲開關SI接地。reg-ctrl對積分電路的控制使得P型場效應管的源極的輸出 Vx=Vbg/* (( Ton+Toff) /Ton)，而 Vref 為冊，R7 和 C4 的分壓和濾波輸出 Vref=Vbg/4* ((Ton+Toff)/Ton),即為恆值。該基準電壓Vref用於產生電感儲能電路的峰值電流I1=Vref/R4*N，R4為外部的電感峰值採樣電阻，N為變壓器的匝數比，那麼是實際的輸出電流I2=1/2+(1^11/( Ton+Toff)),由此可推算輸出電流I2=l/8*N*Vbg/R4。由此可見，用戶只需根據LED所需的電流值選擇合適的電阻R4和N即可實現，跟其他條件無關的恆流輸出。
[0024]如上所述即為本發明的實施例。本發明不局限於上述實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下做出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種開關電源LED控制電路，其特徵在於:它包括積分電路、峰值電流比較器和電感儲能電路，所述的積分電路的輸出端連接在峰值電流比較器的輸入端上，所述的峰值電流比較器的輸出端與電感儲能電路相連，所述的電感儲能電路連接在積分電路的一個輸入端上且電感儲能電路上連接有負載。
2.根據權利要求1所述的一種開關電源LED控制電路，其特徵在於:所述的積分電路包括單刀雙擲開關S1、電阻R6、電阻R7、運算放大器Al和P型場效應管，所述的運算運算放大器Al的輸出端連接在P型場效應管的柵極上，所述的運算放大器Al的反相輸入端通過電容C3連接在P型場效應管的源極上；所述的電阻R7上並聯有電容C4，且一端通過電阻R6連接在P型場效應管的源極，另一端接地，所述的單刀雙擲開關SI的兩個不動端分別與地和P型場效應管的源極相連，所述的單刀雙擲開關SI的動端通過電阻R5連接在運算放大器Al的反相輸入端上。
3.根據權利要求2所述的一種開關電源LED控制電路，其特徵在於:所述的電阻R6和電阻R7的阻值比為3。
4.根據權利要求2所述的一種開關電源LED控制電路，其特徵在於:所述的峰值電流比較器包括運算放大器A2、觸發器、下降沿檢測電路和驅動電路，所述的運算放大器A2的輸出端連接在觸發器的S端，所述的下降沿檢測電路和驅動電路分別連接在觸發器的R端和Q端，所述的運算放大器A2的反相輸入端連接在電阻R6和電阻R7的公共端上。
5.根據權利要求4所述的一種開關電源LED控制電路，其特徵在於:所述的電感儲能電路包括橋式整流電路、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、N型場效應管、二極體D1、二極體D2、原邊L1、副邊L2和電容C2，所述的電阻Rl和電容C2相串聯，所述的電容C2的非公共端接地，所述的電阻Rl的非公共端同時連接在橋式整流電路的輸出端和二極體Dl的陰極上，所述的二極體Dl的陽極連接在N型場效應管的源極上，所述的N型場效應管的柵極連接在驅動電路的輸出端上，所述的N型場效應管的漏極連接在運算放大器的同相輸入端上，所述的N型場效應管的漏極通過電阻R4與地相連，所述的原邊LI與負載串聯後與二極體Dl並聯，所述的負載上並聯有電容C2，所述的副邊L2的一端接地，另一端連接在二極體D2的陽極上，所述的二極體D2的陰極接地，所述的電阻R2和電阻R3相串聯，所述的電阻R2的非公共端與二極體D2的陽極相連，所述的電阻R3的非公共端接地，所述的電阻R3和電阻R2的公共端連接在下降沿檢測電路的輸出端上。
【文檔編號】H05B37/02GK103687204SQ201310612768
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】陳雪松, 易坤, 高繼, 趙方麟 申請人:成都岷創科技有限公司