一种用于LED驱动的输出电流采样电路的制作方法

一种用于led驱动的输出电流采样电路
技术领域
1.本发明涉及led驱动技术，尤其是涉及一种用于led驱动的输出电流采样电路。


背景技术：

2.如图1所示，为当前led驱动电路主流的采样方式，即采用输出负载和主功率回路不共地，同时采用霍尔传感器，并通过互感隔离的方式将电流采样转化为以地为参考的信号，用于作为反馈环路，或者给到单片机处理。但是这种采样方式由于有霍尔传感器的存在，导致体积大、成本高并且温漂严重，对于要求小型化、低成本以及使用环境温度变化范围大的产品设计带来极大的挑战和困难。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于led驱动的输出电流采样电路。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.根据本发明的一个方面，提供了一种用于led驱动的输出电流采样电路，该采样电路接在用于led驱动的功率回路上，所述的采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、运算放大器和三极管，所述的运算放大器的正极输入端分别与功率回路、电阻r3一端连接，所述的电阻r3另一端与电阻r1一端连接，所述的运算放大器的负极输入端、三极管的发射极分别与电阻r1另一端，所述的运算放大器的输出端与三极管的基极连接，所述的三极管的集电极与电阻r2连接。
6.作为优选的技术方案，所述的三极管为pnp三极管。
7.作为优选的技术方案，该采样电路还包括接在运算放大器上的隔离供电电路。
8.作为优选的技术方案，所述的隔离供电电路的供电电流取决于运算放大器所需的电流。
9.作为优选的技术方案，所述的隔离供电电路的供电电流为2-5ma。
10.作为优选的技术方案，所述的电阻r2与三极管的集电极之间作为输出电流采样值输出端。
11.作为优选的技术方案，所述的输出电流采样值输出端与后台处理终端连接。
12.作为优选的技术方案，所述的三极管为高放大倍数的三极管。
13.作为优选的技术方案，对于低于500v输入电压的电路，所述的三极管选用单个vceo＝500v的三极管。
14.作为优选的技术方案，对于800v或者1000v输入电压的电路，所述的三极管选用两个500v三极管串联的电路。
15.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
16.1)低成本：本发明中的运算放大器和pnp三级管均属于成本很低的器件，总成本是霍尔传感器的十分之一甚至更低；
17.2)减少器件所占用空间：本发明中的运算放大器、三极管以及电阻均可选用贴片小器件，所需pcb板的布板空间极少
18.3)温漂小：本发明中所用到的器件，运放和电阻的温漂均是很小的器件，而三极管的放大倍数随温度的漂移也是远小于霍尔传感器。
附图说明
19.图1为现有采样电路的具体电路图；
20.图2为本发明的具体电路图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
22.如图2所示，一种用于led驱动的输出电流采样电路，该采样电路接在用于led驱动的功率回路上，所述的采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、运算放大器和三极管，所述的运算放大器的正极输入端分别与功率回路、电阻r3一端连接，所述的电阻r3另一端与电阻r1一端连接，所述的运算放大器的负极输入端、三极管的发射极分别与电阻r1另一端，所述的运算放大器的输出端与三极管的基极连接，所述的三极管的集电极与电阻r2连接。
23.其中运算放大器需要一个隔离供电电路，此隔离供电电路所需要的供电电流取决于运算放大器所需的电流，一般为2-5ma。
24.在本发明中，负载电流流过r3，r3上得到电压vr3＝iout*r3。而由于运放同相和反向输入端电压一样，从而r1上的电压等于r3上的电压。那么流过r1的电流为ir1＝iout*r3/r1。从而流过pnp三极管发射极的电流等于iout*r3/r1。当选用高放大倍数的三极管后，流过三极管集电极的电流约等于iout*r3/r1。那么最终反映在电阻r2上的电压为vr2＝iout*r2*r3/r1。由于r1，r2，r3为固定值，从而可以看出vr2正比于iout，也即是说，电阻r2上的电压实时反应了输出电流。而r2的电压信号可以给到反馈网络或者单片机做进一步的控制处理。
25.由此可见，此本发明中被采集量输出电流的节点电压并非与最终的反馈终端共地电平，因而可以用于任何形式的非隔离要求的电流采样。
26.在本发明中，采样精度取决于运放的失调电压精度，三个电阻的精度以及pnp三极管的放大倍数。选用高精度运放，高精度电阻以及高放大倍数的三极管，本发明可以做到2％以内的精度。
27.本发明中pnp三极管的选取取决于输入电压和输出电压之差，对于大部分低于500v输入电压的产品中，可选用单个vceo＝500v的三极管。而在更高输入电压的电路中，比如800v或者1000v输入电压的电路中，可以选用两个500v三极管串联的方式，从而可以应用于更高压的产品中，此种电路变形也属于本专利的范畴。
28.本发明电路适用于boost，buck，cuk，buck-boost等拓卜结构。
29.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何
熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种用于led驱动的输出电流采样电路，该采样电路接在用于led驱动的功率回路上，其特征在于，所述的采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、运算放大器和三极管，所述的运算放大器的正极输入端分别与功率回路、电阻r3一端连接，所述的电阻r3另一端与电阻r1一端连接，所述的运算放大器的负极输入端、三极管的发射极分别与电阻r1另一端，所述的运算放大器的输出端与三极管的基极连接，所述的三极管的集电极与电阻r2连接。2.根据权利要求1所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，所述的三极管为pnp三极管。3.根据权利要求1所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，该采样电路还包括接在运算放大器上的隔离供电电路。4.根据权利要求3所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，所述的隔离供电电路的供电电流取决于运算放大器所需的电流。5.根据权利要求4所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，所述的隔离供电电路的供电电流为2-5ma。6.根据权利要求1所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，所述的电阻r2与三极管的集电极之间作为输出电流采样值输出端。7.根据权利要求6所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，所述的输出电流采样值输出端与后台处理终端连接。8.根据权利要求1所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，所述的三极管为高放大倍数的三极管。9.根据权利要求1或8所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，对于低于500v输入电压的电路，所述的三极管选用单个vceo＝500v的三极管。10.根据权利要求1或8所述的一种用于led驱动的输出电流采样电路，其特征在于，对于800v或者1000v输入电压的电路，所述的三极管选用两个500v三极管串联的电路。

技术总结
本发明涉及一种用于LED驱动的输出电流采样电路，该采样电路接在用于LED驱动的功率回路上，所述的采样电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器和三极管，所述的运算放大器的正极输入端分别与功率回路、电阻R3一端连接，所述的电阻R3另一端与电阻R1一端连接，所述的运算放大器的负极输入端、三极管的发射极分别与电阻R1另一端，所述的运算放大器的输出端与三极管的基极连接，所述的三极管的集电极与电阻R2连接。与现有技术相比，本发明具有低成本、减少器件所占用空间、温漂小等优点。温漂小等优点。温漂小等优点。


技术研发人员：高文飞 杨志民
受保护的技术使用者：上海鸣志自动控制设备有限公司
技术研发日：2021.01.25
技术公布日：2022/1/10