Led驱动电路及其开关电源控制器的制造方法_3

文档序号:8788752阅读:来源:国知局
制器还包括:高压启动供电电路,其一端连接所述高压输入端口,其另一端连接所述电源端口。
[0127]根据本实用新型的一个实施例,所述驱动电路包括:
[0128]RS触发器,其置位输入端接收所述过零检测信号,其复位输入端接收所述关断信号;
[0129]逻辑和驱动电路,其输入端连接所述RS触发器的输出端,其输出端输出所述驱动信号。
[0130]与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
[0131]本实用新型实施例的开关电源控制器中,利用峰值关断比较电路对电源端口的电源电压进行检测和比较,从而得到用于关断开关器件的关断信号,以控制系统的峰值电流。根据本实用新型实施例的开关电源控制器,采样电阻连接在开关电源控制器的地端口,即输出电流通过开关电源控制器的地端口流过,从而省去了现有技术中的电流采样端口,简化了开关电源控制器,节省了电路成本(例如芯片成本),同时也有利于简化开关电源系统的设计。
【附图说明】
[0132]图1是现有技术中一种降压型LED驱动电路的电路图;
[0133]图2是图1所示LED驱动电路的工作信号波形图;
[0134]图3是根据本实用新型第一实施例的LED驱动电路的电路图;
[0135]图4是根据本实用新型第一实施例的一种峰值关断比较器的电路图;
[0136]图5是根据本实用新型第一实施例的另一种峰值关断比较器的电路图;
[0137]图6是图3所示LED驱动电路的工作信号波形图;
[0138]图7是根据本实用新型第二实施例的LED驱动电路的电路图;
[0139]图8是根据本实用新型第三实施例的LED驱动电路的电路图。
【具体实施方式】
[0140]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明,但不应以此限制本实用新型的保护范围。
[0141]第一实施例
[0142]参考图3,第一实施例的LED驱动电路包括:续流二极管Dl、输出电容Cl、电感L1、采样电阻Rcs、启动电阻R1、供电电容C2以及开关电源控制器300。开关电源控制器300包括开关器件、过零检测电路301、峰值关断比较电路303以及驱动电路。其中,开关器件可以包括第一功率开关Ml和第二功率开关M2,驱动电路可以包括RS触发器304以及逻辑和驱动电路302。
[0143]进一步而言,续流二极管Dl的阴极连接输入电压接入端Vin,以接收输入电压;输出电容Cl的第一端连接续流二极管Dl的阴极,输出电容Cl用于与负载并联;电感LI的第一端连接续流二极管Dl的阳极,电感LI的第二端连接输出电容Cl的第二端。
[0144]开关电源控制器300具有电源端口 VDD、地端口 GND和高压输入端口 DRAIN。作为一个优选的实施例,该开关电源300仅具有电源端口 VDD、地端口 GND和高压输入端口DRAIN,省去了传统的电流采样端口。
[0145]电源端口 VDD经由启动电阻Rl连接输入电压接入端Vin,地端口 GND经由采样电阻Rcs接地,高压输入端口 DRAIN连接电感LI的第一端。供电电容C2的第一端连接电源端口 VDD,第二端连接地端口 GND。
[0146]需要说明的是,该LED驱动电路具有两个相互独立的“地”:系统地和控制器地,系统地作为整个LED驱动电路的参考地,而控制器地作为开关电源控制器300的参考地。在图1所示的实施例中,采样电阻Rcs的第一端连接至控制器地,采样电阻Rs的第二端连接至系统地。在本文中,“接地”默认指的是连接至系统地。
[0147]第一功率开关Ml的输入端连接高压输入端口 DRAIN,控制端连接电源端口 VDD ;第二功率开关M2的输入端连接第一功率开关Ml的输出端,控制端接收驱动信号GT,输出端连接地端口 GND。
[0148]过零检测电路301的输入端连接第一功率开关Ml的输出端和第二功率开关M2的输入端。过零检测电路301对流经电感LI的电感电流进行过零检测,响应于电感电流过零,过零检测电路301的输出端输出过零检测信号ZCD,该过零检测信号ZCD用于导通开关器件。
[0149]峰值关断比较电路303经由电源端口 VDD接收电源电压,将电源电压与预设的基准电压进行比较,从而得到关断信号OCP,该关断信号OCP用于关断开关器件。
[0150]RS触发器304的置位输入端S接收过零检测信号Z⑶,复位输入端R接收关断信号OCP ;逻辑和驱动电路302的输入端连接RS触发器304的输出端,逻辑和驱动电路302的输出端输出驱动信号GT。响应于过零检测信号ZCD,驱动信号GT控制第二功率开关M2导通,从而控制整个开关器件导通;响应于关断信号0CP,驱动信号GT控制第二功率开关M2关断,从而控制整个开关器件关断。
[0151]图4示出了峰值关断比较电路的一种实现方式。该峰值关断比较电路包括:分压网络400,对电源电压VDD进行分压以产生第一比较电压VA ;比较器401,其第一输入端(例如正端)接收第一比较电压VA,其第二输入端(例如负端)接收基准电压Vref,其输出端输出关断信号。
[0152]作为一个非限制性的例子,分压网络400包括:电阻R2,其第一端接收电源电压VDD ;电阻R3,其第一端连接电阻R2的第二端,其第二端接地。其中,电阻R2的第二端和电阻R3的第一端输出第一比较电压VA。
[0153]进一步而言,电阻R2和电阻R3对电源电压VDD进行分压,产生第一比较电压VA,VA = VDD*R3/(R2+R3)。当电感电流增大,电源电压VDD下降时,第一比较电压VA也随着下降,达到基准电压Vref后,比较器401的输出信号翻转,输出关断信号至RS触发器,产生关断开关器件的驱动信号GT。
[0154]图5示出了峰值关断比较电路的另一种实现方式。该峰值关断比较电路包括:低压差线性稳压器(LDO) 500,其输入端接收电源电压VDD,其输出端输出第一比较电压VA和第二比较电压VB,第一比较电压VA和第二比较电压VB具有预设的电压差;采样保持电路503,其输入端接收第二比较电压VB,响应于所述开关器件关断,对第二比较电压VB进行采样,响应于开关器件导通,对第二比较电压VB进行保持;比较器501,其第一输入端(例如正端)接收第一比较电压VA,其第二输入端连接采样保持电路503的输出端,其输出端输出关断信号。
[0155]作为一个非限制性的例子,该低压差线性稳压器500包括:电阻R2,其第一端接收电源电压VDD ;电阻R3,其第一端连接电阻R2的第二端;M0S管M3,其漏极连接电阻R3的第二端,其源极经由电阻R4接地;放大器502,其第一输入端(例如正端)接收基准电压Vref,其第二输入端(例如负端)连接MOS管M3的源极,其输出端连接MOS管M3的栅极。其中,电阻R2的第二端和电阻R3的第一端输出第一比较电压VA,电阻R3的第二端和MOS管M3的漏极输出第二比较电压VB0
[0156]作为一个非限制性的例子,该采样保持电路503包括:采样开关K1,其第一端接收第二比较电压VB,其控制端接收驱动信号GT ;保持电容C3,其第一端连接采样开关Kl的第二端,其第二端接地。其中,采样开关Kl的第一端作为采样保持电路503的输入端,保持电容C3的第一端作为采样保持电路503的输出端。
[0157]图5所示的实现方式采用了采样保持技术,可以更好地消除电源电压VDD的波动对输出电流带来的影响。采用图5所示的电路结构,第一比较电压VA和第二比较电压VB之间的电压差VA = VA-VB = Vref*R3/R4,如果设置R3 = R4,那么VA = Vref。驱动信号GT控制采样开关K1,采样开关Kl在关闭时对第二比较电压VB进行采样,并将采样得到的第二比较电压VB保持在保持电容C3上。随后开关器件导通后,电源电压VDD随着电感电流增大而下降,第一比较电压VA也随着下降,而比较器501接收到是经过保持的第二比较电压VB,其电压保持不变,当VA〈VB时,即电源电压VDD下降超过基准电压Vref时,比较器501的输出信号翻转,输出到RS触发器,产生驱动信号GT以关断开关器件。
[0158]参考图6,图6示出了图3所示LED驱动电路的工作波形。下面结合图3和图6进行详细说明。
[0159]系统通过启动电阻Rl上电启动后开始工作。当驱动信号GT控制开关器件导通(也即第一功率开关Ml和第二功率开关M2都导通),电流从输入电压接入端Vin流经负载、电感L1、第一功率开关Ml,第二功率开关M2后地端口 GND流出,并流过采样电阻Rcs,随着流经电感LI的电感电流的逐渐增大,此时系统地,也即供电电容C2的第二端相对于控制器地会变成负压,从而逐渐拉低电源端口 VDD的电源电压;当电源电压下降的电压达到基准电压Vref后,峰值关断比较电路303输出关断信号OCP,通过RS触发器304、逻辑和驱动电路302生成控制控制开关器件关断的驱动信号GT。随后系统进入电感放电阶段,待电感电流降到零时,过零检测电路301产生过零检测信号ZCD,通过RS触发器304、逻辑和驱动电路302生成控制控制开关器件导通的驱动信号GT,重新使得开关器件导通。由此,流过电感LI的电流峰值Ip = Vref/Rcs。
[0160]而后,重复上面的关断和导通动作,电路就始终工作在临界导通状态,保持系统的恒定输出电流。<
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