一种具有分段温度补偿的线性恒流电源的制作方法

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种具有分段温度补偿的线性恒流电源。

背景技术：

线性恒流电源由于其结构简单，成本低，纹波小等优点得到广泛的应用，特别是在LED驱动方面；然而线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低，因此发热问题严重。对于传统带过温关断模块的驱动，当输入电压过大，芯片上功率过大，带来LED灯珠寿命和可靠性下降的问题。 因此，对于恒流线性驱动而言，具有温度补偿的电路可以很好地调节芯片内部功率管的功耗，具有很好的电压和温度自适应能力。

技术实现要素：

本发明的目的，就是针对上述问题，提出一种具有分段温度补偿功能的线性恒流电源，进行的分段温度补偿的设计，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种具有分段温度补偿的线性恒流电源，包括串联LED灯组，恒流模块和温度补偿模块，其中串联LED灯组的正极接输入电源，负极接恒流模块；恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定；温度补偿模块产生随温度变化的参考电压Vref作为恒流模块的输入电压，以实现温度对系统功耗的两级负反馈，使输出电流随温度升高而加速下降，使系统温度可控并维持平衡。

前述的一种具有分段温度补偿的线性恒流电源中，所述恒流模块用于控制LED灯组输出恒定的电流，该电流由参考电压Vref与电阻Rs的比值决定，它由误差放大器EA、驱动管NM1、电阻Rs构成；其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反相输入端接驱动管NM1的源极，输出端接驱动管的栅级，驱动管NM1的源极通过电阻Rs接到地GND，漏极接串联LED灯组模块的输出端。

前述的一种具有分段温度补偿的线性恒流电源中，所述恒流模块的驱动管NM1为LDMOS、VDMOS和IGBT中的一种。

前述的一种具有分段温度补偿的线性恒流电源中，所述温度补偿模块用于产生一个随温度上升而分段加速下降的参考电压，它包括电阻R1-R8，NMOS管NM1-NM3，PMOS管PM1-PM4，双极型晶体管NPN1，其中电阻R1、R2串联分压并连接至NPN1管的基极，提供偏置电压，NPN1管集电极连接电流镜模块中的PM1管的漏端，发射极连接R3后接到地； PM2管的漏端连接R4以及NM3管栅极，R4另一端连接R5和NM1管的栅极，R5另一端连接到地；NM1管源端连接到地，漏端与PM3管的栅、漏相连、PM3、PM4管组成的电流镜并连接NM2管栅极NM2源端接地，漏端连接到输出参考电压Vref； NM3同样源端接地，漏端连接到输出参考电压Vref，漏端通过电阻R6连接到输出参考电压Vref；电阻R7，R8将VDD分压，R7接VDD与Vref之间，R8接Vref与GND之间。

本发明的有益效果为：系统温度升高时，温度补偿模块输出随温度升高而分段下降的参考电压Vref，经过恒流模块的恒流作用后，输出随温度升高而分段下降的电流。减小了系统功耗，使系统温度维持平衡，扩大了系统对工作环境温度、输入电压等的适应范围。

附图说明

图1所示是本发明的具有温度补偿功能的线性恒流电源的原理图；

图2所示为温度补偿模块电路图；

图3所示为本发明输出电流随温度的变化关系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例：一种具有分段温度补偿的线性恒流电源，如附图所示，包括串联LED灯组，恒流模块和温度补偿模块，其中串联LED灯组的正极接输入电源，负极接恒流模块；恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定；温度补偿模块产生随温度变化的参考电压Vref作为恒流模块的输入电压，以实现温度对系统功耗的两级负反馈，使输出电流随温度升高而加速下降，使系统温度可控并维持平衡。

其中该恒流模块用于控制LED灯组输出恒定的电流，该电流由参考电压Vref与电阻Rs的比值决定，它由误差放大器EA、驱动管NM1、电阻Rs构成；其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反相输入端接驱动管NM1的源极，输出端接驱动管的栅级，驱动管NM1的源极通过电阻Rs接到地GND，漏极接串联LED灯组模块的输出端，该恒流模块的驱动管NM1为LDMOS、VDMOS和IGBT中的一种，该温度补偿模块用于产生一个随温度上升而分段加速下降的参考电压，它包括电阻R1-R8，NMOS管NM1-NM3，PMOS管PM1-PM4，双极型晶体管NPN1，其中电阻R1、R2串联分压并连接至NPN1管的基极，提供偏置电压，NPN1管集电极连接电流镜模块中的PM1管的漏端，发射极连接R3后接到地； PM2管的漏端连接R4以及NM3管栅极，R4另一端连接R5和NM1管的栅极，R5另一端连接到地；NM1管源端连接到地，漏端与PM3管的栅、漏相连、PM3、PM4管组成的电流镜并连接NM2管栅极NM2源端接地，漏端连接到输出参考电压Vref； NM3同样源端接地，漏端连接到输出参考电压Vref，漏端通过电阻R6连接到输出参考电压Vref；电阻R7，R8将VDD分压，R7接VDD与Vref之间，R8接Vref与GND之间。

具体工作时

温度补偿模块输出参考电压Vref，该电压通过恒流模块控制输出电流。当系统温度较低时，温度补偿模块仅通过R7和R8对电源电压产生偏置，此时NM2和NM3处于关断状态。R1和R2分压产生一个恒定电压偏置Vbe。当温度升高时，NPN管的基极-发射极开启电压VF逐渐降低，使得NPN逐渐开启，电流I1逐渐增大。电阻R3可降低电流I1随温度的变化率。I1通过电流镜镜像流过R4和R5，因此使A，B两点电压升高。当A点电压升高到一定程度的时候会将NM3导通，产生I3。此时Vref下端电阻是两路电阻的并联，总电阻下降，分压减小，从而将Vref拉低。若温度进一步升高，B点电压升高，使I2增大，从而将C点电压拉高，进而NM2导通，进一步将Vref拉低。NM3支路的电流先是增大，直到NM3的Vds降为零后，电流又随Vref的减小而减小。而Vref随温度的变化趋势如图三所示。这一结构通过与后级电路配合达到调节输出电流，减小功耗，抑制系统温度进一步上升的目的。

上述方案的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用的发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施方案做出各种修改。因此，本发明不限于上述实方案，本领域技术人员根据本发明的方法，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。