专利名称：交流-直流转换器中的恒流控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路，尤其涉及交流-直流转换器中的恒流控制电路。
背景技术：
图1是现有技术中的一种交流-直流转换器中的恒流控制电路。图1中，Ton信号为PWM(脉冲宽度调制)信号的开启信号，其由芯片中的其他电路提供。当PWM信号为高电平时，功率开关管Ml打开，此时主级电感电压为桥后母线电压VIN，主级电感电流以斜率VIN/Lp线性增加；其中Lp为主级电感值。功率开关管Ml打开后，主级电感电流通过功率开关管Ml流到电阻Rcs上。当电阻Rcs两端电压Vcs达到内部参考电压Vref时，比较器Ul输出高电平以触发RS触发器U2 ；RS触发器U2将关断信号输出至缓冲器U3，由缓冲器U3驱动功率开关管Ml使其关断。功率开关管Ml被关断后，主级电感电流转换到次级电感，电阻Rcs的电压降至O伏。由此可见,主级电感电流的峰值被嵌位成一个固定的值Vref/Rcs,这是实现LED恒流驱动的基础。具体原理参见图2，图2是图1中Vref信号、Vcs信号、PWM信号波形关系示意图。然而，在实际的恒流控制电路中，比较器U1、RS触发器U2、缓冲器U3和功率开关管Ml的反应都具有延迟。这使得在电阻Rcs两端电压Vcs大于内部参考电压Vref的瞬间，功率开关管Ml不会立即关断，而是要经历一个固定的延迟td后才会关断，由此Vcs相对于Vref就会产生过冲，如图3所示。同时，由于流经电阻Rcs的电流的斜率为VIN/Lp，因此当桥后母线电压VIN增加时，流经电阻Rcs的电流的斜率也会增加，但是延时td不变，因此使得Vcs的过冲不断增大，如图3所示。图3是市电变化时Vcs过冲随之变化的关系示意图，图3是以市电分别为85Vac、265Vac为例描述Vcs过冲随市政电压变化的示意图。在交流直流转换器中，市电输入电压的变化范围是85Vac到265Vac，桥后母线电压VIN变化范围是120Vdc到375Vdc，如此大的电压变化范围使得Vcs过冲差别较大，直接影响输出电流精度。
发明内容
本发明提供了一种能够解决以上问题的交流-直流转换器中的恒流控制电路。在第一方面，本发明提供了一种恒流控制电路。该电路包括开关管、第一电阻、斜率采样电路、电压叠加模块、比较器，且该比较器第一输入电压为参考电压。该开关管与该第一电阻串联，以便流经该开关管的电流在该第一电阻上产生压降。该斜率采样电路对该第一电阻两端电压的斜率进行采样。该电压叠加模块将得到的该采样值转换成电压值，并将该电压值与该第一电阻两端压降进行求和。该比较器接收来自该电压叠加模块的和值，并在该和值与参考电压相等时，该比较器关断所述开关管。在第二方面，本发明提供了一种恒流控制电路。该电路包括开关管、第一电阻、斜率采样电路、电压叠加模块、比较器。该开关管与该第一电阻串联，以便流经该开关管的电流在该第一电阻上产生压降。该斜率采样电路对该第一电阻两端电压的斜率进行采样。该电压叠加模块将得到的所述采样值转换成电压值，并将参考电压值与该转换成的电压值做差值运算。该比较器第一端接收来自所述电压叠加模块的所述差值，并在该差值与所述第一电阻两端电压相等时，该比较器关断所述开关管。本发明通过斜率补偿电路解决了现有恒流控制电路中由延时所引起的电压过冲问题，实现了恒流控制电路中电阻上的电压大于参考电压的瞬间关断功率开关管的目的，消除了延时对恒流控制电路带来的不利影响，提高了输出电流精度。
图1是现有技术中的一种交流-直流转换器中的恒流控制电路；图2是图1中Vref信号、Vcs信号、PWM信号波形关系示意图；图3是市电变化时Vcs过冲随之变化的关系示意图；图4是本发明一个实施例的恒流控制电路示意图；图5是电压转换电路输出电压与延时Td及Vcs斜率关系示意图；图6是图4恒定控制电路的一个具体实现电路图；图7是图4恒定控制电路的另一个具体实现电路图；图8是本发明另一个实施例的恒流控制电路示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。图4是本发明一个实施例的恒流控制电路示意图，该恒流控制电路包括斜率补偿电路410和现有恒流控制电路；其中，该斜率补偿电路410包括斜率采样电路U4、电压叠加模块(图4中未标注)；且该电压叠加模块包括电压转换电路U5、加法器U6 ;该现有恒流控制电路包括桥式整流器、电容Cl、变压器Tl、二极管D1、电容C2、功率开关管Ml、缓冲器U3、RS触发器U2、比较器Ul、参考电压Vref、电阻Res。市电输入电压经桥式整流器、电容Cl后输送至变压器Tl的主级电感上，主级电感
电流为
权利要求
1.一种恒流控制电路，包括开关管(Ml)、第一电阻(Res)、斜率采样电路、电压叠加模块、比较器，且该比较器第一输入电压为参考电压； 所述开关管(Ml)与所述第一电阻(Rcs)串联，以便流经该开关管(Ml)的电流在该第一电阻(Rcs)上产生压降； 所述斜率采样电路对所述第一电阻(Rcs)两端电压的斜率进行采样； 所述电压叠加模块将得到的所述采样值转换成电压值，并将该电压值与所述第一电阻(Rcs)两端电压进行求和； 所述比较器接收来自所述电压叠加模块的和值，并在该和值与所述参考电压相等时，所述比较器关断所述开关管(Ml)。
2.按权利要求1所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述电压叠加模块包括电压转换电路、加法器； 该电压转换电路与所述斜率采样电路相连； 该加法器一个输入端与该电压转换电路相连，该加法器另一个输入端连接至该斜率采样电路与所述第一电阻(Rcs)之间的连接点。
3.按权利要求1所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述斜率采样电路包括电容(C41)。
4.按权利要求1所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述电压叠加模块包括第一电流镜、第二电流镜、第二电阻(R61)； 该第一电流镜一端连接至所述斜率采样电路，另一端连接至该第二电流镜输入端；该第二电流镜输出端连接至该第二电阻(R61)第一端，并将该连接端作为该电压叠加模块的输出端； 该第二电阻(R61)第二端连接至所述斜率采样电路与第一电阻(Rcs)之间的连接点。
5.按权利要求4所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述第一电流镜包括第一NMOS管(MN51)、第二 NMOS管(MN52)，所述第二电流镜包括第一 PMOS管(PM51)、第二 PMOS管(PM52)； 该第一 NMOS管(MN51)漏极与所述斜率采样电路相连，该第二 NMOS管(MN52)漏极与该第一 PMOS管(PM51)漏极相连，该第二 PMOS管(PM52)漏极与所述第二电阻(R61)第一端相连。
6.按权利要求1所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述电压叠加模块包括第三电流镜、第二电阻(R61)； 该第三电流镜输入端连接至所述斜率采样电路，该第三电流镜输出端连接至所述第二电阻的第一端，并将该连接端作为该电压叠加模块的输出端； 该第二电阻(R61)第二端连接至所述斜率采样电路与第一电阻(Rcs)之间的连接点。
7.按权利要求6所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述第三电流镜包括第一PMOS 管(PM51)、第二 PMOS 管(PM52)； 该第一 PMOS管(PM51)漏极与所述斜率采样电路相连，该第二 PMOS管(PM52)漏极与所述第二电阻(R61)第一端相连。
8.按权利要求1所述的一种恒流控制电路，其特征在于，该电路还包括RS触发器、缓冲器；该RS触发器R端与所述比较器输出端相连，该RS触发器与所述缓冲器相连，该缓冲器与所述开关管(Ml)栅极相连。
9.按权利要求1所述的一种恒流控制电路，其特征在于，该电路还包括变压器，且该变压器与所述开关管相连，所述电压叠加模块输出电压满足:
10.按权利要求9所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述常数kl取值为，从Vcombl = Vref到所述开关管(Ml)关断的延时时间；其中，Vcombl为所述电压叠加模块输出电压，Vref为所述参考电压。
11.一种恒流控制电路，包括开关管(Ml)、第一电阻(Res)、斜率采样电路、电压叠加模块、比较器； 所述开关管(Ml)与所述第一电阻(Rcs)串联，以便流经该开关管(Ml)的电流在该第一电阻(Rcs)上产生压降； 所述斜率采样电路对所述第一电阻(Rcs)两端电压的斜率进行采样； 所述电压叠加模块将得到的所述采样值转换成电压值，并将参考电压值与该转换成的电压值做差值运算； 所述比较器第一端接收来自所述电压叠加模块的所述差值，并在该差值与所述第一电阻(Rcs)两端电压相等时，该比较器关断所述开关管(Ml)。
12.按权利要求11所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述电压叠加模块包括电压转换电路、减法器； 该电压转换电路与所述斜率采样电路相连； 该减法器一输入端与该电压转换电路相连，该减法器另一输入电压为所述参考电压。
13.按权利要求11所述的一种恒流控制电路，其特征在于，该电路还包括RS触发器、缓冲器；该RS触发器R端与所述比较器输出端相连，该RS触发器与所述缓冲器相连，该缓冲器与所述开关管(Ml)栅极相连。
14.按权利要求11所述的一种恒流控制电路，其特征在于，该电路还包括变压器，且该变压器与所述开关管相连，所述电压叠加模块输出电压满足:
15.按权利要求14所述的一种恒流控制电路，其特征在于，所述常数kl取值为，从Vcomb2 = Vcs到所述开关管(Ml)关断的延时时间；其中，Vcomb2为所述电压叠加模块输出电压，Vcs为所述第一电阻(Rcs)两端电压。
全文摘要
本发明涉及交流-直流转换器中的恒流控制电路。该恒流控制电路包括斜率采样电路、电压叠加模块以及包括开关管、第一电阻、比较器，且该比较器第一输入电压为参考电压。该开关管与该第一电阻串联，以便流经该开关管的电流在该第一电阻上产生压降。该斜率采样电路对第一电阻上压降的斜率进行采样。电压叠加模块将得到的该采样值转换成电压值，并将该电压值与第一电阻上的压降进行求和。比较器接收来自叠加模块的和值，并在该和值与参考电压相等时，该比较器关断开关管。本发明消除了延时对恒流电路带来的不利影响，能够应用于集成电路设计中。
文档编号H02M7/217GK103095159SQ20111033462
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者郭越勇, 刘柳胜 申请人:美芯晟科技(苏州)有限公司