一种低成本高效率的电流采样电路的制作方法

文档序号:21330558发布日期:2020-07-04 01:03阅读:884来源:国知局

本实用新型涉及led电源技术领域,具体来说,涉及一种低成本高效率的电流采样电路。



背景技术:

在设计恒流输出的led电源时,为了实现恒流,需要通过电阻采样输出电流,如图2所示,通过采样得到的电压和基准电压比较,电压差通过运放后的放大信号,通过光耦隔离后,反馈给电源ic进行调节,保持电流恒定;

由于运放存在输入失调电压,普通运放的失调电压一般都很大,失调电压会叠加在采样电压上,导致电流恒流精度降低;为了提高恒流精度,目前的技术方案有2种:

1、采样电阻采用大阻值的电阻进行采样,这样叠加的失调电压占的比例减小,从而提高恒流精度;

2、采用低输入失调电压的运放,同样减小失调电压占的比例来提高恒流精度;

方案1的缺点:由于采用大阻值的采样电阻,会导致采样电阻损耗增大,从而降低电源效率,并且采样电阻损耗增加了,为了满足温度和功率降额,需要采用多个电阻并联来平摊损耗,同样也会增加成本。

方案2的缺点:低输入失调电压的运放成本远高于普通运放,会导致电源成本上升;

例如设计输出10a,恒流电流精度要求3%,普通运放lm258的输入失调电压为9mv。即便排除其他因素导致的精度误差,采样电阻需要9mv/3%/10a=0.03ω,其功率损耗达到10a^2*0.03ω=3w,损耗很大,而且要多个并联才行;而采用0.005欧进行采样(损耗仅0.5w),则失调电压导致的误差为9mv/3%/0.005ω=18%,必须使用低失调电压(3%*0.005ω*10a=1.5mv)的运放才能实现恒流精度。

针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

针对相关技术中的问题,本实用新型提出一种低成本高效率的电流采样电路,以解决现有电流采样电路效率降低和成本增加的技术问题。

为此,本实用新型采用的具体技术方案如下:

一种低成本高效率的电流采样电路,包括采样电容cs、电容c1、电容c2、采样电阻rs、负载电阻rl、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、运放器x1、运放器x2、光耦合器oc及电源ic;

其中,所述采样电容cs的一端与所述负载电阻rl的一端连接,所述采样电容cs的另一端与所述采样电阻rs的一端连接并接地,所述采样电阻rs的另一端依次与所述负载电阻rl的另一端及所述电阻r1的一端连接,所述电阻r1的另一端依次与所述电阻r2的一端及所述运放器x1的第二端连接,所述电阻r2的另一端接地,所述运放器x1的第一端依次与所述电阻r3的一端及所述电阻r4的一端连接,所述电阻r3的另一端接地,所述电阻r4的另一端依次与所述运放器x1的第四端、所述运放器x2的第二端、所述电阻r5的一端及所述电容c2的一端连接,所述运放器x2的第一端与基准电压v0连接,所述运放器x2的第四端依次与所述电容c1的一端、所述电容c2的另一端及所述光耦合器oc的第一端连接,所述电容c1的另一端与所述电阻r5的另一端连接,所述光耦合器oc的第二端通过电阻r6与电源电压vcc连接,所述光耦合器oc的第三端接地,所述光耦合器oc的第四端与所述电源ic连接。

进一步的,所述运放器x1的型号与所述运放器x2的型号均为lm258。

进一步的,所述采样电容cs为极性电容,且所述采样电容cs的正极与所述负载电阻rl连接,所述采样电容cs的负极与所述采样电阻rs连接。

进一步的,所述电阻r1与所述电阻r2、所述电阻r3、所述电阻r4及所述运放器x1构成比例放大电路。

进一步的,所述运放器x1的第一端为反向输入端,所述运放器x1的第二端为同向输入端。

进一步的,所述运放器x2的第一端为同向输入端,所述运放器x2的第二端为反向输入端。

本实用新型的有益效果为:

(1)、通过采样电路采用两级放大电路,第一级采用比例放大电路,实现可在电路中使用低阻值的采样电阻及低成本的普通运放,从而实现低成本提高恒流精度和效率;

(2)、可采用低阻值的电阻进行电流采样,保持恒流精度并提高效率及降低成本;

(3)、可采用高输入失调电压的运放进行反馈,可以降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种低成本高效率的电流采样电路的结构示意图;

图2是现有技术中电流采样电路的结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例,本实用新型提供有附图,这些附图为本实用新型揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理,配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点,图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例,提供了一种低成本高效率的电流采样电路。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明,如图1所示,根据本实用新型实施例的低成本高效率的电流采样电路,包括采样电容cs、电容c1、电容c2、采样电阻rs、负载电阻rl、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、运放器x1、运放器x2、光耦合器oc及电源ic;

其中,所述采样电容cs的一端与所述负载电阻rl的一端连接,所述采样电容cs的另一端与所述采样电阻rs的一端连接并接地,所述采样电阻rs的另一端依次与所述负载电阻rl的另一端及所述电阻r1的一端连接,所述电阻r1的另一端依次与所述电阻r2的一端及所述运放器x1的第二端连接,所述电阻r2的另一端接地,所述运放器x1的第一端依次与所述电阻r3的一端及所述电阻r4的一端连接,所述电阻r3的另一端接地,所述电阻r4的另一端依次与所述运放器x1的第四端、所述运放器x2的第二端、所述电阻r5的一端及所述电容c2的一端连接,所述运放器x2的第一端与基准电压v0连接,所述运放器x2的第四端依次与所述电容c1的一端、所述电容c2的另一端及所述光耦合器oc的第一端连接,所述电容c1的另一端与所述电阻r5的另一端连接,所述光耦合器oc的第二端通过电阻r6与电源电压vcc连接,所述光耦合器oc的第三端接地,所述光耦合器oc的第四端与所述电源ic连接。

在一个实施例中,对于上述运放器x1和运放器x2来说,所述运放器x1的型号与所述运放器x2的型号均为lm258。

在一个实施例中,对于上述采样电容cs来说,所述采样电容cs为极性电容,且所述采样电容cs的正极与所述负载电阻rl连接,所述采样电容cs的负极与所述采样电阻rs连接。

在一个实施例中,对于上述阻r1、所述电阻r2、所述电阻r3、所述电阻r4及所述运放器x1来说,所述电阻r1与所述电阻r2、所述电阻r3、所述电阻r4及所述运放器x1构成比例放大电路。

在一个实施例中,对于上述运放器x2来说,所述运放器x1的第一端为反向输入端,所述运放器x1的第二端为同向输入端。

在一个实施例中,对于上述运放器x2来说,所述运放器x2的第一端为同向输入端,所述运放器x2的第二端为反向输入端。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案,以下就本实用新型在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时,本实用新型采用低阻值的采样电阻rs,在运放器x2和采样电阻rs之间增加了比例放大电路;先通过比例放大电路将低电压的采样电压vs进行放大(例如将采样电压10mv放大100倍后变为1v),放大后的电压vt再和参考的基准电压v0进行比较,通过运放器x2进行反馈,由于采样电压vs已被放大很多,因此运放器x2的失调电压占的比例非常小了,基本不影响恒流精度;由于采用了低阻值的采样电阻rs,损耗减小效率提高,并且不需要多个电阻并联分摊温度,降低成本。同时采用了普通的运放器x2反馈,同样降低了成本;比例放大电路中的运放器x1各个ic厂家都有很成熟产品,低成本,且将外围电路集成,简单易用,也可以设计用运放加外部比例放大网络进行放大;

例如采用0.005欧电阻采样,放大100倍后采样电压为0.005ω*10a*100=5v,采用普通运放9mv的失调电压占的误差为9mv/5v=1.8%;能满足恒流精度,且使用低阻值电阻,效率高,成本低。

综上所述,借助于本实用新型的上述技术方案,通过采样电路采用两级放大电路,第一级采用比例放大电路,实现可在电路中使用低阻值的采样电阻及低成本的普通运放,从而实现低成本提高恒流精度和效率;可采用低阻值的电阻进行电流采样,保持恒流精度并提高效率及降低成本;可采用高输入失调电压的运放进行反馈,可以降低成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!