CN112469165A - Led驱动电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED驱动电路及方法,LED驱动电路包括:降压模块;当流经LED灯段的电流达到设定峰值时输出关断控制信号的峰值控制模块;调整功率开关管关断时间的关断时间控制模块;基于峰值控制模块及关断时间控制模块的输出信号产生驱动信号的驱动控制模块。采用固定峰值关断控制功率开关管;当输出电流偏小时减小关断时间,当输出电流偏大时增大关断时间,功率开关管的关断时间自适应可调。本发明采用固定峰值电流关断,在环路控制中输出不会过冲,并且能快速启动;使用平均值电流检测后输出电流精度高,关断时间内部调整,无需外部设置,可以减少外部引脚和元件,降低***成本;LED纹波电流内部固定,不受外部条件和元件参数的影响。
Description
技术领域
本发明涉及LED驱动领域,特别是涉及一种LED驱动电路及方法。
背景技术
在DC-DC大功率LED恒流驱动方案中,通常采用降压电路(Buck),如图1所示,电流检测电阻R1’直接串联在LED上,能够精确检测并控制输出电流。由于开关SW在高端母线电压处,通常需要采用PMOS器件,但是一旦输入电压Vin比较高,PMOS的选择余地就比较少,并且成本也比较高;如果采用NMOS器件,降压控制模块就需要做高压的驱动,芯片需要采用高压工艺,成本也会增加。
可以将LED放在高端输出,将开关SW放在地线端控制,开关SW采用NMOS器件,芯片就无需高压驱动工艺,可以降低成本,如图2所示。但此时电流检测电阻R1’就无法直接采样LED电流,只能通过开关SW间接采样开通时间的电流,然后采用CCM连续工作模式,输出电流满足:其中,VCS为采样电压,R1为外部检测电阻,VLED为LED负载电压,TOFF为外部电容COFF设定的关断时间,L1为电感量。
由上式可知,输出电流精度取决于采样电压VCS、LED负载电压VLED、关断时间TOFF以及电感量L1(电流检测电阻R1’采用外部高精度电阻,通常精度保证1%,因此可以忽略它的影响)。其中,采样电压VCS主要涉及内部比较器翻转延迟造成的采样误差(一方面是延时本身的误差,还有一方面是在相同时间内不同电流斜率变化导致的误差),LED负载电压VLED在不同电流和温度条件下会有变化(并且不同LED灯珠颗数导致的负载电压变化更大),关断时间TOFF由外部电容COFF设置,而此外部电容COFF的精度一般为5%-10%,电感L1的精度通常为10%-20%,因此输出电流受***元件参数变化的影响比较大。输出电流纹波满足:受***元件参数变化的影响也比较大。
因此,如何减小***元件对输出电流及输出电流纹波的影响、提高输出电流精度、降低成本,已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种LED驱动电路及方法,用于解决现有技术中LED驱动电路中***元件对输出电流及输出电流纹波的影响大、输出电流精度低、成本高等问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种LED驱动电路,所述LED驱动电路至少包括:
降压模块,其中LED灯段位于所述降压模块的高压端,一功率开关管位于所述降压模块的低压端;
峰值控制模块,接收所述降压模块的采样电压,当流经所述LED灯段的电流达到设定峰值电流时输出所述功率开关管的关断控制信号;
关断时间控制模块,接收所述降压模块的采样电压,基于所述采样电压调整所述功率开关管的关断时间,当所述采样电压小于基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间长时减小所述关断时间,当所述采样电压小于所述基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间短时增大所述关断时间;
及驱动控制模块,连接至所述峰值控制模块及所述关断时间控制模块的输出端,基于所述峰值控制模块及所述关断时间控制模块的输出信号产生所述功率开关管的驱动信号。
可选地,所述降压模块还包括电源输入单元、电感、二极管及采样单元;
其中,所述LED灯段的正极连接所述电源输入单元的输出端,所述LED灯段的负极连接所述电感的第一端,所述电感的第二端连接所述二极管的正极,所述二极管的负极连接所述LED灯段的正极;所述功率开关管的漏极连接所述电感的第二端,所述功率开关管的源极经由所述采样单元接地,所述功率开关管的栅极连接所述驱动控制模块的输出端。
更可选地,所述LED驱动电路还包括工作电压产生模块,所述工作电压产生模块连接所述电源输入单元的输出端,用于产生工作电压。
更可选地,所述峰值控制模块包括第一比较器,所述第一比较器的第一输入端连接所述采样电压,其第二输入端连接设定峰值电压,其输出端连接所述驱动控制模块。
更可选地,所述峰值控制模块还包括前沿消隐单元,所述前沿消隐单元连接于所述采样电压与所述第一比较器的第一输入端之间。
更可选地,所述关断时间控制模块包括第二比较器、第一恒流源、第二恒流源、第一电容、反相器及第一关断时间产生单元;
所述第二比较器的第一输入端连接所述采样电压,其第二输入端连接所述基准电压,其输出端连接所述反相器的输入端,所述反相器的控制端连接所述驱动控制模块的输出端;
所述第一恒流源的输入端连接工作电压,所述第一恒流源的输出端连接所述第二恒流源的输入端,所述第二恒流源的输出端接地;所述第一恒流源的控制端连接所述第二比较器的输出端,所述第二恒流源的控制端连接所述反相器的输出端;
所述第一电容的上极板连接所述第二恒流源的输入端,下极板接地;
所述第一关断时间产生单元连接于所述第一电容的上极板,并基于所述第一电容的电压值调整所述功率开关管的关断时间。
更可选地,所述关断时间控制模块包括跨导放大器、第一开关、第二开关、第三开关、第一电阻、第二电阻、第二电容及第二关断时间产生单元;
所述第一开关的一端连接所述采样电压,另一端连接所述跨导放大器的第一输入端,所述跨导放大器的第一输入端经由所述第一电阻接地;
所述第二开关的一端连接所述基准电压,另一端连接所述跨导放大器的第二输入端,所述跨导放大器的第二输入端经由所述第二电阻接地;
所述跨导放大器的输出端经由所述第三开关连接所述第二电容的上极板,所述第二电容的下极板接地;
所述第二关断时间产生单元连接于所述第二电容的上极板,基于所述第二电容的电压值调整所述功率开关管的关断时间;
所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关的控制端连接所述驱动信号,当所述驱动信号为高电平时所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关导通。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明还提供一种LED驱动方法,所述LED驱动方法至少包括:
对流经一功率开关管的电流进行采样,得到采样电压,当所述采样电压达到设定峰值电压时关断所述功率开关管;
当所述采样电压小于基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间长时减小关断时间,当所述采样电压小于所述基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间短时增大关断时间,直至所述采样电压小于所述基准电压的时间与所述采样电压大于所述基准电压的时间相等,所述功率开关管的关断时间保持不变;
其中,所述基准电压小于所述设定峰值电压。
可选地,所述减小关断时间或增大关断时间的方法包括:检测所述采样电压与所述基准电压的大小关系,当所述采样电压小于所述基准电压时对一电容放电,当所述采样电压大于所述基准电压时对所述电容充电,所述电容的电压值越小,所述功率开关管的关断时间越短。
更可选地,LED电流满足:ILED=Vref/RCS,其中,Vref为所述基准电压,RCS为采样单元的阻值。
如上所述,本发明的LED驱动电路及方法,具有以下有益效果:
1、本发明的LED驱动电路及方法中LED电流精度高,不受***元件参数的影响。
2、本发明的LED驱动电路及方法中关断时间内部调整,无需外部设置,可以减少外部引脚和元件,降低***成本。
3、本发明的LED驱动电路及方法中LED电流纹波内部固定,不受外部元件参数影响。
附图说明
图1显示为现有技术中的一种降压结构的LED驱动电路结构示意图。
图2显示为现有技术中的另一种降压结构的LED驱动电路结构示意图。
图3显示为本发明的LED驱动电路的一种实施方式结构示意图。
图4显示为本发明的LED驱动电路的工作原理示意图。
图5显示为本发明的LED驱动电路的另一种实施方式结构示意图。
元件标号说明
1 LED驱动电路
11 降压模块
111 电源输入单元
12 峰值控制模块
121 第一比较器
122 前沿消隐单元
13 关断时间控制模块
131 第二比较器
132 反相器
133 第一关断时间产生单元
134 跨导放大器
135 第二关断时间产生单元
14 驱动控制模块
15 工作电压产生模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3~图5。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
如图3所示,本实施例提供一种LED驱动电路1,所述LED驱动电路1包括:
降压模块11,峰值控制模块12,关断时间控制模块13及驱动控制模块14。
如图3所示,所述降压模块11对输入电压进行降压处理,为LED灯段提供电能。
具体地,在本实施例中,所述降压模块11包括电源输入单元111、LED灯段LED、电感L、二极管D、功率开关管Q及采样单元。
更具体地,在本实施例中,所述电源输入单元111包括直流电源VDC及输入电容Cin,所述直流电源VDC通过包括但不限于交流电源整流的方式得到。所述电源输入单元111可提供直流输入电压即可,实现方式不限于本实施例,在此不一一赘述。
更具体地,所述LED灯段LED的正极连接所述电源输入单元111的输出端,所述LED灯段LED的负极连接所述电感L的第一端。所述LED灯段LED包括多个串联的LED灯,具体数量可根据需要进行设定,在此不一一限定。
更具体地,所述电感L的第二端连接所述二极管D的正极,所述二极管D的负极连接所述LED灯段LED的正极。所述电感L用于在所述功率开关管Q关断时为所述LED灯段LED提供电能,所述二极管D用于在所述功率开关管Q关断时提供电流通路。
更具体地,所述功率开关管Q的漏极连接所述电感L的第二端,源极经由所述采样单元接地,栅极连接所述驱动控制模块14的输出端。所述功率开关管Q通过关断和导通控制流经所述LED灯段LED的电流,在本实施例中,所述功率开关管Q采用NMOS器件。
更具体地,所述采样单元的一端连接所述功率开关管Q的源极,另一端接地。在本实施例中,所述采样单元包括采样电阻Rcs。在实际使用中,任意可实现电流采样的电路结构均适用于本发明的采样单元。
需要说明的是,所述降压模块11的结构不限于本实施例所列举,任意可实现降压功能,且LED灯段位于所述降压模块11的高压端、功率开关管Q位于所述降压模块11的低压端的架构均适用于本发明。
如图3所示,所述峰值控制模块12接收所述降压模块11的采样电压VCS,当流经所述LED灯段LED的电流达到设定峰值电流时输出所述功率开关管Q的关断控制信号。
具体地,在本实施例中,所述峰值控制模块12包括第一比较器121,所述第一比较器121的反相输入端连接所述采样电压Vcs,正相输入端连接设定峰值电压Vpeak,输出端连接所述驱动控制模块14。
需要说明的是,所述采样电压VCS为所述降压模块11的采样电流在所述采样电阻Rcs上的电压,基于所述采样电压VCS可确定所述采样电流的大小。所述第一比较器121的输入信号与输入端极性的对应关系可通过反相器实现互换,只要能实现本发明的逻辑关系即可,不以本实施例为限。
作为本发明的一种实现方式,所述峰值控制模块12还包括前沿消隐单元122,所述前沿消隐单元122连接于所述采样电压Vcs与所述第一比较器121的反相输入端之间,用于在所述功率开关管Q导通瞬间产生脉冲峰值电流时进行前沿消隐,以避免因脉冲前沿的尖峰产生误触发动作,提高稳定性。
如图3所示,所述关断时间控制模块13接收所述降压模块11的采样电压Vcs,基于所述采样电压Vcs调整所述功率开关管Q的关断时间TOFF,当所述采样电压Vcs小于基准电压Vref的时间比所述采样电压Vcs大于所述基准电压Vref的时间长时减小所述关断时间TOFF,当所述采样电压Vcs小于所述基准电压Vref的时间比所述采样电压Vcs大于所述基准电压Vref的时间短时增大所述关断时间TOFF。
具体地,在本实施例中,所述关断时间控制模块13包括第二比较器131、第一恒流源I1、第二恒流源I2、第一电容C1、反相器132及第一关断时间产生单元133。
更具体地,所述第二比较器131的正相输入端连接所述采样电压Vcs,反相输入端连接所述基准电压Vref,将所述采样电压Vcs与所述基准电压Vref进行比较,以得到充放电控制信号。其中,所述基准电压Vref小于所述设定峰值电压Vpeak,具体数值可根据需要进行设定,在此不一一限定。
需要说明的是,所述第二比较器131的输入信号与输入端极性的对应关系可通过反相器实现互换,只要能实现本发明的逻辑关系即可,不以本实施例为限。
更具体地,所述第一恒流源I1的输入端连接工作电压VDD,输出端连接所述第二恒流源I2的输入端,所述第二恒流源I2的输出端接地。所述第一恒流源I1的控制端连接所述充放电控制信号,所述第二恒流源I2的控制端连接所述充放电控制信号经由所述反相器132的反相信号,所述反相器132的控制端连接所述驱动控制模块14的输出端。即当所述功率开关管Q导通时,所述第一恒流源I1与所述第二恒流源I2的控制信号相反;当所述功率开关管Q关断时,所述第一恒流源I1与所述第二恒流源I2均不工作。在本实施例中,所述第一恒流源I1与所述第二恒流源I2的电流相等。
需要说明的是,所述工作电压VDD可基于本实施例的工作电压产生模块15产生,也可通过端口由外部信号提供,不以本实施例为限。
更具体地,所述第一电容C1的上极板连接所述第一恒流源I1的输出端及所述第二恒流源I2的输入端,所述第一电容C1的下极板接地。当所述第一恒流源I1导通时所述第一电容C1充电,当所述第二恒流源I2导通时所述第一电容C1放电。由于所述第一恒流源I1和所述第二恒流源I2的电流很小,并且***的工作频率很高,因此所述第一电容C1的容量比较小,在本实施例中,所述第一电容C1集成到芯片内部。
更具体地,所述第一关断时间产生单元133连接于所述第一电容C1的上极板,基于所述第一电容C1的电压值VC1调整所述功率开关管Q的关断时间TOFF。所述第一电容C1的电压值VC1越大所述关断时间TOFF越长,所述第一电容C1的电压值VC1越小所述关断时间TOFF越短。
需要说明的是,所述关断时间TOFF通过内部调整,无需外部引脚和元件来设定,节省了***成本。
如图3所示,所述驱动控制模块14连接所述峰值控制模块12及所述关断时间控制模块13的输出端,基于所述峰值控制模块13及所述关断时间控制模块14的输出信号产生所述功率开关管Q的驱动信号。
具体地,所述驱动控制模块14输出所述功率开关管Q的驱动信号,当所述峰值控制模块13输出关断控制信号时,所述驱动信号控制所述功率开关管Q关断;且关断时间TOFF由所述关断时间控制模块13的输出信号决定。关断时间TOFF结束后,所述驱动信号重新控制所述功率开关管Q导通。
如图3所示,作为本发明的一种实现方式,所述LED驱动电路1还包括工作电压产生模块15,所述工作电压产生模块15连接所述电源输入单元111的输出端,用于产生工作电压VDD。所述工作电压VDD的产生方式包括但不限于本实施例,任意可产生工作电压VDD的方式均适用于本发明。
如图3所示,作为本发明的一种实现方式,所述峰值控制模块12、所述关断时间控制模块13、所述驱动控制模块14及所述工作电压产生模块15集成于芯片中。
如图3所示,作为本发明的另一种实现方式,所述功率开关管Q、所述峰值控制模块12、所述关断时间控制模块13、所述驱动控制模块14及所述工作电压产生模块15集成于芯片中。
本实施例还提供一种LED驱动方法,在本实施例中,所述LED驱动方法基于上述LED驱动电路1实现,在实际使用中,任意符合本方法逻辑的硬件或软件均适用,不限于本实施例。所述LED驱动方法包括:
对流经功率开关管Q的电流进行采样,得到采样电压Vcs,当所述采样电压Vcs达到设定峰值电压Vpeak时关断所述功率开关管Q;
当所述采样电压Vcs小于基准电压Vref的时间比所述采样电压Vcs大于所述基准电压Vref的时间长时减小关断时间TOFF,当所述采样电压Vcs小于所述基准电压Vref的时间比所述采样电压Vcs大于所述基准电压Vref的时间短时增大关断时间TOFF,直至所述采样电压Vcs小于所述基准电压Vref的时间与所述采样电压Vcs大于所述基准电压Vref的时间相等,所述功率开关管Q的关断时间TOFF保持不变;其中,所述基准电压Vref小于所述设定峰值电压Vpeak。
具体地,所述LED驱动方法采用固定峰值关断,当所述采样电压Vcs达到设定峰值电压Vpeak(即LED电流ILED达到设定峰值电流Ipeak)时关断所述功率开关管Q。再将所述采样电压VCS和所述基准电压Vref进行比较,当所述采样电压VCS低于所述基准电压Vref时控制所述第二恒流源I2对所述第一电容C1进行放电(所述第一恒流源I1此时关断),当所述采样电压VCS高于所述基准电压Vref时控制所述第一恒流源I1对所述第一电容C1进行充电(所述第二恒流源I2此时关断)。所述功率开关管Q关断时所述第一恒流源I1及所述第二恒流源I2都关断,所述第一电容C1既不充电也不放电,所述第一电容C1上的电压VC1保持不变,并且此时的所述第一电容C1上的电压VC1决定了关断时间TOFF。
更具体地,如果LED电流ILED偏高,所述采样电压VCS电压高于所述参考电压Vref的时间比所述采样电压VCS电压低于所述参考电压Vref的时间长,所述第一恒流源I1充电的时间大于所述第二恒流源I2放电的时间,所述第一电容C1上的电压VC1会上升,对应的关断时间TOFF会增加,使得所述电感L放电的时间加长,由于是固定峰值关断,因此下个开关周期所述采样电压VCS的起始点就会下降,所以LED电流ILED就会下调,以此往复直到重新达到平衡。如果LED电流ILED偏低,所述采样电压VCS低于所述参考电压Vref的时间比所述采样电压VCS电压高于所述参考电压Vref的时间长,所述第二恒流源I2放电的时间大于所述第一恒流源I1充电的时间,所述第一电容C1的电压值VC1会下降,对应的关断时间TOFF会减少,使得所述电感L放电的时间缩短,由于是固定峰值关断,因此下个开关周期所述采样电压VCS的起始点就会升高,所以LED电流ILED就会上升,以此往复直到重新达到平衡。当***达到平衡后,所述第一恒流源I1的充电时间和所述第二恒流源I2的放电时间相等,从而所述采样电压VCS的中心值和所述基准电压Vref相等,因此实现了输出平均值电流的检测。
此时,LED电流满足:ILED=Vref/RCS,其中,Vref为所述基准电压,RCS为采样电阻的阻值;电流的精度取决于所述第一恒流源I1和所述第二恒流源I2的一致性以及所述第二比较器131的精度,与输入电压Vin和输出电压VLED无关,与电感L也无关,也就不再受***条件和元件参数变化的影响。并且,本发明采用了固定峰值关断,因此每个导通周期LED峰值电流都受到控制,就不会有通常环路响应的过冲出现,并且LED电流纹波控制在2(Vpeak-Vref)/RCS以内,其中,Vpeak为所述设定峰值电压,Vref为所述基准电压,RCS为采样电阻的阻值,同样不受***元件参数的影响。
如图3~图4所示,t0时刻,所述功率开关管Q开通,此时所述输入电压Vin通过所述LED灯段LED,所述功率开关管Q,所述采样电阻RCS对所述电感L进行充电。t1时刻前,Vcs<Vref时,所述第一电容C1处于放电状态(启动时所述第一电容C1的电压值VC1为0,对应最小关断时间TOFF)。t1时刻后Vcs>Vref,所述第一电容C1处于充电状态,VC1电压开始上升。t2时刻,Vcs达到Vpeak值开关管Q1关断,C1既不充电也不放电,所述第一电容C1的电压值VC1保持不变,并且此时所述第一电容C1的电压值VC1决定了所述关断时间TOFF。经过所述第一电容C1的电压值VC1设定的关断时间TOFF后到达t3时刻,所述功率开关管Q再次打开。如果上一周期所述关断时间TOFF比较短(启动时所述关断时间TOFF比较短,因此可以快速启动),所述电感L放电时间也短,此时Vcs>Vref,所述第一电容C1处于充电状态,所述第一电容C1的电压值VC1继续上升。直到t4时刻,所述采样电压Vcs再次达到所述设定峰值电压Vpeak时,所述功率开关管Q关断,所述第一电容C1的电压值VC1保持不变。经过所述第一电容C1的电压值VC1设定的关断时间TOFF后到达t5时刻,新的开关周期开始,按照设定模式持续工作(t5-t7),直到***达成平衡状态(t8-t13)。
实施例二
如图5所示,本实施例提供一种LED驱动电路,与实施例一的不同之处在于,所述关断时间控制模块13的实现方式不同。
具体地,所述关断时间控制模块13包括跨导放大器134、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2及第二关断时间产生单元135。
更具体地,所述第一开关S1的一端连接所述采样电压Vcs,另一端连接所述跨导放大器134的正相输入端,所述跨导放大器134的正相输入端经由所述第一电阻R1接地;所述第二开关S2的一端连接所述基准电压Vref,另一端连接所述跨导放大器134的反相输入端,所述跨导放大器134的反相输入端经由所述第二电阻R2接地。所述第一开关S1及所述第二开关S2的控制端连接所述驱动信号,当所述功率开关管导通时所述第一开关S1及所述第二开关S2导通,所述跨导放大器134基于所述采样电压Vcs及所述基准电压Vref产生充电信号。
需要说明的是,所述跨导放大器134的输入信号与输入端极性的对应关系可通过反相器实现互换,只要能实现本发明的逻辑关系即可,不以本实施例为限。
更具体地,所述跨导放大器134的输出端经由所述第三开关S3连接所述第二电容C2的上极板,所述第二电容C2的下极板接地,所述第三开关S3的控制端连接所述驱动信号,当所述功率开关管Q导通时所述第三开关S3导通,所述跨导放大器134的输出信号为所述第二电容C2充电。
更具体地,所述第二关断时间产生单元135连接于所述第二电容C2的上极板,基于所述第二电容C2的电压值调整所述功率开关管Q的关断时间TOFF。所述第二电容C2与实施例一中第一电容C1的工作原理相同,所述第二关断时间产生单元135与实施例一中第一关断时间产生单元133的结构及作用相同,在此不一一赘述。
本实施例的LED驱动电路与实施例一的原理相同,在此不一一赘述。本实施例通过跨导放大器134实现对电容的充电,可减小实施例一中第一恒流源I1、第二恒流源I2误差带来的影响,能够得到更高的输出精度。
综上所述,本发明提供一种LED驱动电路及方法,包括:降压模块,其中LED灯段位于高压端,功率开关管位于低压端;峰值控制模块,接收所述降压模块的采样电压,当流经所述LED灯段的电流达到设定峰值时输出功率开关管的关断控制信号;关断时间控制模块,接收所述降压模块的采样电压,基于所述采样电压调整所述功率开关管的关断时间,当所述采样电压小于基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间长时减小所述关断时间,当所述采样电压小于所述基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间短时增大所述关断时间;及驱动控制模块,连接所述峰值控制模块及所述关断时间控制模块的输出端,基于所述峰值控制模块及所述关断时间控制模块的输出信号产生所述功率开关管的驱动信号。本发明的LED驱动电路及方法采用固定峰值关断,在环路控制中输出不会过冲,并且能快速启动;使用平均值检测后输出电流精度高,不受***元件参数的影响;关断时间内部调整,无需外部设置,可以减少外部引脚和元件,降低***成本;LED纹波电流内部固定,不受外部条件和元件参数的影响。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种LED驱动电路,其特征在于,所述LED驱动电路至少包括:
降压模块,其中LED灯段位于所述降压模块的高压端,一功率开关管位于所述降压模块的低压端;
峰值控制模块,接收所述降压模块的采样电压,当流经所述LED灯段的电流达到设定峰值电流时输出所述功率开关管的关断控制信号;
关断时间控制模块,接收所述降压模块的采样电压,基于所述采样电压调整所述功率开关管的关断时间,当所述采样电压小于基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间长时减小所述关断时间,当所述采样电压小于所述基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间短时增大所述关断时间;
及驱动控制模块,连接至所述峰值控制模块及所述关断时间控制模块的输出端,基于所述峰值控制模块及所述关断时间控制模块的输出信号产生所述功率开关管的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路,其特征在于:所述降压模块还包括电源输入单元、电感、二极管及采样单元;
其中,所述LED灯段的正极连接所述电源输入单元的输出端,所述LED灯段的负极连接所述电感的第一端,所述电感的第二端连接所述二极管的正极,所述二极管的负极连接所述LED灯段的正极;所述功率开关管的漏极连接所述电感的第二端,所述功率开关管的源极经由所述采样单元接地,所述功率开关管的栅极连接所述驱动控制模块的输出端。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路,其特征在于:所述LED驱动电路还包括工作电压产生模块,所述工作电压产生模块连接所述电源输入单元的输出端,用于产生工作电压。
4.根据权利要求1或2所述的LED驱动电路,其特征在于:所述峰值控制模块包括第一比较器,所述第一比较器的第一输入端连接所述采样电压,其第二输入端连接设定峰值电压,其输出端连接所述驱动控制模块。
5.根据权利要求4所述的LED驱动电路,其特征在于:所述峰值控制模块还包括前沿消隐单元,所述前沿消隐单元连接于所述采样电压与所述第一比较器的第一输入端之间。
6.根据权利要求1或2所述的LED驱动电路,其特征在于:所述关断时间控制模块包括第二比较器、第一恒流源、第二恒流源、第一电容、反相器及第一关断时间产生单元;
所述第二比较器的第一输入端连接所述采样电压,其第二输入端连接所述基准电压,其输出端连接所述反相器的输入端,所述反相器的控制端连接所述驱动控制模块的输出端;
所述第一恒流源的输入端连接工作电压,所述第一恒流源的输出端连接所述第二恒流源的输入端,所述第二恒流源的输出端接地;所述第一恒流源的控制端连接所述第二比较器的输出端,所述第二恒流源的控制端连接所述反相器的输出端;
所述第一电容的上极板连接所述第二恒流源的输入端,下极板接地;
所述第一关断时间产生单元连接于所述第一电容的上极板,并基于所述第一电容的电压值调整所述功率开关管的关断时间。
7.根据权利要求1或2所述的LED驱动电路,其特征在于:所述关断时间控制模块包括跨导放大器、第一开关、第二开关、第三开关、第一电阻、第二电阻、第二电容及第二关断时间产生单元;
所述第一开关的一端连接所述采样电压,另一端连接所述跨导放大器的第一输入端,所述跨导放大器的第一输入端经由所述第一电阻接地;
所述第二开关的一端连接所述基准电压,另一端连接所述跨导放大器的第二输入端,所述跨导放大器的第二输入端经由所述第二电阻接地;
所述跨导放大器的输出端经由所述第三开关连接所述第二电容的上极板,所述第二电容的下极板接地;
所述第二关断时间产生单元连接于所述第二电容的上极板,基于所述第二电容的电压值调整所述功率开关管的关断时间;
所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关的控制端连接所述驱动信号,当所述驱动信号为高电平时所述第一开关、所述第二开关及所述第三开关导通。
8.一种LED驱动方法,其特征在于,所述LED驱动方法至少包括:
对流经一功率开关管的电流进行采样,得到采样电压,当所述采样电压达到设定峰值电压时关断所述功率开关管;
当所述采样电压小于基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间长时减小关断时间,当所述采样电压小于所述基准电压的时间比所述采样电压大于所述基准电压的时间短时增大关断时间,直至所述采样电压小于所述基准电压的时间与所述采样电压大于所述基准电压的时间相等,所述功率开关管的关断时间保持不变;
其中,所述基准电压小于所述设定峰值电压。
9.根据权利要求8所述的LED驱动方法,其特征在于:所述减小关断时间或增大关断时间的方法包括:检测所述采样电压与所述基准电压的大小关系,当所述采样电压小于所述基准电压时对一电容放电,当所述采样电压大于所述基准电压时对所述电容充电,所述电容的电压值越小,所述功率开关管的关断时间越短。
10.根据权利要求8或9所述的LED驱动方法,其特征在于:LED电流满足:ILED=Vref/RCS,其中,Vref为所述基准电压,RCS为采样单元的阻值。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113473671A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-01 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | 用于恒流型驱动电路的控制电路及恒流型驱动电路 |
CN115296259A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-11-04 | 深圳利普芯微电子有限公司 | 一种过压保护电路和led驱动电源 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103248227A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-08-14 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 开关电源及实现恒定输出电流的开关电源控制器 |
CN203691725U (zh) * | 2014-02-08 | 2014-07-02 | 无锡硅动力微电子股份有限公司 | 集成pfc功能的led驱动控制器 |
CN104010421A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-27 | 电子科技大学 | 一种用于led驱动电路的恒流输出控制装置 |
CN207802451U (zh) * | 2016-10-21 | 2018-08-31 | 半导体元件工业有限责任公司 | 用于为电负载供电的设备 |
US10243473B1 (en) * | 2017-09-01 | 2019-03-26 | Universal Lighting Technologies, Inc. | Gate drive IC with adaptive operating mode |
-
2019
- 2019-09-09 CN CN201910866127.4A patent/CN112469165B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103248227A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-08-14 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 开关电源及实现恒定输出电流的开关电源控制器 |
CN203691725U (zh) * | 2014-02-08 | 2014-07-02 | 无锡硅动力微电子股份有限公司 | 集成pfc功能的led驱动控制器 |
CN104010421A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-08-27 | 电子科技大学 | 一种用于led驱动电路的恒流输出控制装置 |
CN207802451U (zh) * | 2016-10-21 | 2018-08-31 | 半导体元件工业有限责任公司 | 用于为电负载供电的设备 |
US10243473B1 (en) * | 2017-09-01 | 2019-03-26 | Universal Lighting Technologies, Inc. | Gate drive IC with adaptive operating mode |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
PANG-JUNG LIU,等: "Two-Input Floating Buck Converter With Variable OFF-Time Control Scheme for High-Efficiency and -Accuracy LED Lighting", 《IEEE JOURNAL OF EMERGING AND SELECTED TOPICS IN POWER ELECTRONICS》 * |
徐瑶,等: "基于恒定开关频率DC-DC变换器的大功率LED驱动芯片", 《固体电子学研究与进展》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113473671A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-01 | 上海晶丰明源半导体股份有限公司 | 用于恒流型驱动电路的控制电路及恒流型驱动电路 |
US11839002B2 (en) | 2021-07-28 | 2023-12-05 | Shanghai Bright Power Semiconductor Co., Ltd. | Control circuit for constant-current drive circuit and constant-current drive circuit |
CN115296259A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-11-04 | 深圳利普芯微电子有限公司 | 一种过压保护电路和led驱动电源 |
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Publication number | Publication date |
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