升降壓恆流電路的製作方法
2024-03-06 19:26:15
升降壓恆流電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型一種升降壓恆流電路，包括恆流控制IC，所述恆流控制IC的VDD引腳連接電壓輸入端VIN，所述恆流控制IC的VSS引腳接晶片地，所述恆流控制IC的DRV引腳是輸出端，用以控制S1的導通與斷開，輸出負載與C1並聯，然後與L1、D1和R1相串聯構成一閉合迴路，所述R1連接於所述恆流控制IC的VCS引腳與所述VDD引腳之間或所述VCS引腳與所述VSS引腳之間。本實用新型的升降壓恆流電路，能夠在輸入電壓非常寬的情況下，實現系統恆流控制。
【專利說明】
升降壓恆流電路
技術領域
[0001]本實用新型屬於恆流電路技術領域，具體涉及一種升降壓恆流電路。
【背景技術】
[0002]升降壓恆流電路常用於LED驅動，在這類應用中輸入電壓範圍較寬，而輸出電壓在輸入電壓最小值與最大值之間，常用的降壓電路或升壓電路不能滿足寬輸入電壓範圍要求，必須使用升降壓結構。圖1是傳統的升降壓型恆流電路;其具有電路結構簡單，外圍元件少等優點。然而在某些情況下，上述電路有一個缺點:即要求恆流控制IC的耐壓大於等於輸入電壓VIN。在某些應用場合，輸入電壓可能很高，則難以用常見工藝實現這樣的恆流控制1C。此外這種採樣對布局比較敏感。另外，在輸入或輸出電壓變化範圍較寬時，系統的穩定性實現較複雜，如果恆流控制IC內部補償則需要佔用大的晶片面積，如果恆流控制IC外部補償則需增加外圍元器件從而增加成本。圖2是圖1的輸出電流採樣電路。圖3是圖2的採樣電阻Rl兩端電壓波形示意圖(VRCS1是採樣電阻Rl兩端電壓波形，其波形較平滑是因為採樣電路包含在輸出電容環路之內，被濾波了)。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在於提供一種升降壓恆流電路，能夠在輸入電壓非常寬的情況下，實現系統恆流控制。
[0004]本實用新型一種升降壓恆流電路，包括恆流控制1C，所述恆流控制IC的VDD引腳連接電壓輸入端VIN，所述恆流控制IC的VSS引腳接晶片地，所述恆流控制IC的DRV引腳是輸出端，用以控制SI的導通與斷開，輸出負載與Cl並聯，然後與L1、D1和Rl相串聯構成一閉合迴路，所述Rl連接於所述恆流控制IC的VCS引腳與所述VDD引腳之間或所述VCS引腳與所述VSS引腳之間。
[0005]優選地，當所述Rl連接於所VCS引腳與所述VDD引腳之間時，所述LI和所述Dl之間通過SI接晶片地，電壓輸入端VIN通過第二電容接地。
[0006]優選地，當所述Rl連接於所述VCS引腳與所述VSS引腳之間時，所述恆流控制IC的VDD引腳通過供電電路連接電壓輸入端VIN，電壓輸入端VIN通過SI接晶片地，所述VCS引腳通過所述Rl接晶片地，所述LI和所述輸出負載之間接地。
[0007 ] 優選地，所述VCS弓I腳和所述Rl之間連接有LPF。
[0008]優選地，所述LPF設置於所述恆流控制IC內部。
[0009]優選地，所述LPF為RC濾波器。
[0010]優選地，所述輸出負載為LED。
[0011]優選地，所述SI為NMOS或NPN三極體。
[0012]—種根據上述升降壓恆流電路的輸出電流採樣方法，在SI導通階段，輸入電源經SI對LI充電，Dl處於截止狀態，Rl兩端電壓為零;在SI斷開階段，恆流控制IC檢測Rl兩端電壓，將檢測到的Rl兩端電壓與恆流控制IC內部基準電壓比較，並控制SI的佔空比，使所述升降壓恆流電路趨向穩態。
[0013]本實用新型的優點在於:
[0014]I)系統響應非常快，且電流環路的響應不與輸出電容相關；
[0015]2)系統非常容易穩定，因為輸出電容在電流控制環路內無極點貢獻，環路補償電路設計簡單；
[0016]3)電路結構中的恆流控制IC的電源工作電壓可以很低，只需足夠驅動開關SI即可，因此可以用低壓工藝實現高壓控制，具有極高的性價比優勢；
[0017]4)採用本實用新型的升降壓恆流電路，能夠在輸入電壓非常寬的情況下，實現系統恆流控制。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖只是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是傳統升降壓恆流電路。
[0020]圖2是圖1的輸出電流採樣電路。
[0021]圖3是圖2的採樣電阻Rl兩端電壓波形示意圖。
[0022]圖4是本實用新型第一種升降壓恆流電路。
[0023]圖5是圖4的輸出電流採樣電路。
[0024]圖6是本實用新型第二種升降壓恆流電路。
[0025]圖7是圖6的輸出電流採樣電路。
[0026]圖8是圖4和圖6的採樣電阻Rl兩端電壓波形示意圖。
[0027]圖9是本實用新型第二種升降壓恆流電路的供電電路實施例。
【具體實施方式】
[0028]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例只用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0029]需要說明的是，當元件被稱為「固定於」或「設置於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當一個元件被稱為是「連接於」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0030]還需要說明的是，本實用新型實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產品的正常使用狀態為參考的，而不應該認為是具有限制性的。
[0031]本發放實施例一，如圖4和圖5所示，一種升降壓恆流電路，包括恆流控制IC(集成電路晶片)，恆流控制IC的VDD引腳接電壓輸入端VIN，恆流控制IC的VSS引腳接晶片地，恆流控制IC的DRV引腳是輸出端，用以控制SI(開關)的導通與斷開。恆流控制IC的VCS引腳經Rl(採樣電阻)至恆流控制IC的VDD引腳。LED、C1(電容)、R1、L1(電感)和Dl (續流二極體)形成放電迴路(LED與Cl並聯)兒1和Dl之間通過SI (開關)接晶片地。電壓輸入端VIN通過第二電容接地。
[0032]升降壓恆流電路工作原理:在SI導通階段，輸入電源經SI對LI (電感)充電，此階段Dl(續流二極體)處於截止狀態，Rl(採樣電阻)兩端電壓為零;在SI斷開階段，恆流控制IC檢測Rl(採樣電阻)兩端電壓，將檢測到的Rl(採樣電阻)兩端電壓與恆流控制IC內部基準電壓比較，並控制SI(開關)的佔空比，使本實用新型升降壓恆流電路趨向穩態。在穩態時，Rl兩端電壓與恆流控制IC內部基準電壓相等，從而實現輸出恆流控制。
[0033]本實用新型實施例二，如圖6和圖7所示，一種升降壓恆流電路，包括恆流控制IC(集成電路晶片)，恆流控制IC的VDD是晶片電源引腳，VDD通過供電電路連接到電壓輸入端VIN(供電電路給恆流控制IC供電)，恆流控制IC的VSS引腳接晶片地，電壓輸入端VIN通過SI(開關)接晶片地，恆流控制IC的DRV引腳是輸出端，用以控制SI(開關)的導通與斷開，恆流控制IC的VCS引腳是採樣電壓輸入端，VCS引腳通過LPF(低通濾波器)，再通過Rl(採樣電阻)接晶片地。R1、L1 (電感)、LED(此處僅以LED表示輸出負載，也可以是其他負載)、C1 (電容)和Dl (續流二極體)成放電迴路(LED與Cl並聯)兒1和LED之間接地。升降壓恆流電路工作原理:在SI導通階段，輸入電源經SI對LI(電感)充電，此階段Dl (續流二極體)處於截止狀態，Rl(採樣電阻)兩端電壓為零;在SI斷開階段，L1、LED、C1經Dl和Rl形成放電迴路(LED與Cl並聯)；恆流控制IC檢測Rl(採樣電阻)兩端電壓，將檢測到的Rl(採樣電阻)兩端電壓與恆流控制IC內部基準電壓比較，並控制SI(開關)的佔空比，使本實用新型升降壓恆流電路趨向穩態。在穩態時，Rl兩端電壓與恆流控制IC內部基準電壓相等，從而實現輸出恆流控制。
[0034]S1 (開關)可以是NM0s或者NPN三極體等。
[0035]LPF(低通濾波器)可以由簡單的RC濾波器構成。
[0036]LPF也可包含在恆流控制IC內部，此種情況下，無需在外部接LPF，S卩X節點直接與VCS引腳相連。
[0037]如圖8所示，為圖4和圖6的採樣電阻Rl兩端電壓波形示意圖(VRCS2是採樣電阻Rl兩端電壓波形，其波形是脈衝狀，在DRV為高電平期間採樣電阻Rl兩端電壓為零，在DRV為低電平期間採樣電阻Rl兩端電壓波形與電感電流在TOFF期間波形成比例)。
[0038]本實用新型實施例三，與實施例二不同的是，VCS通過RI(採樣電阻)直接接晶片地，去除了 LPF，可以用於恆流控制IC內部運放的線性輸入範圍足夠寬時。
[0039]第二種升降壓恆流電路的供電電路實施例，如圖9所示，供電電路包括R2(啟動電阻)、C2 (電容)和D2 (二極體)；在啟動階段，R2對C2充電。系統開關期間，在LI (電感)電流處於放電狀態時，通過D2，C2 (電容)在VDD引腳對恆流控制IC的充電，從而實現對恆流控制IC(集成電路晶片)供電。
[0040]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種升降壓恆流電路，其特徵在於:包括恆流控制1C，所述恆流控制IC的VDD引腳連接電壓輸入端VIN，所述恆流控制IC的VSS引腳接晶片地，所述恆流控制IC的DRV引腳是輸出端，用以控制SI的導通與斷開，輸出負載與Cl並聯，然後與L1、D1和Rl相串聯構成一閉合迴路，所述Rl連接於所述恆流控制IC的VCS引腳與所述VDD引腳之間或所述VCS引腳與所述VSS引腳之間。2.根據權利要求1所述的升降壓恆流電路，其特徵在於:當所述Rl連接於所VCS引腳與所述VDD引腳之間時，所述LI和所述Dl之間通過SI接晶片地，電壓輸入端VIN通過第二電容接地。3.根據權利要求1所述的升降壓恆流電路，其特徵在於:當所述Rl連接於所述VCS引腳與所述VSS引腳之間時，所述恆流控制IC的VDD引腳通過供電電路連接電壓輸入端VIN，電壓輸入端VIN通過SI接晶片地，所述VCS引腳通過所述Rl接晶片地，所述LI和所述輸出負載之間接地。4.根據權利要求3所述的升降壓恆流電路，其特徵在於:所述VCS引腳和所述Rl之間連接有LPF。5.根據權利要求4所述的升降壓恆流電路，其特徵在於:所述LPF設置於所述恆流控制IC內部。6.根據權利要求4所述的升降壓恆流電路，其特徵在於:所述LPF為RC濾波器。7.根據權利要求1所述的升降壓恆流電路，其特徵在於:所述輸出負載為LED。8.根據權利要求1所述的升降壓恆流電路，其特徵在於:所述SI為NMOS或NPN三極體。
【文檔編號】H05B33/08GK205726570SQ201620581099
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】李永紅
【申請人】深圳歐創芯半導體有限公司, 李永紅