一种led恒流驱动系统及其恒流控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及LED恒流驱动领域，特别设及一种LED恒流驱动系统及其恒流控制电 路。
【背景技术】
[0002] 现代社会中，能源与环保成为人类面对的主要问题。LED由于其高效、低耗、环保、 体积小、寿命长等优点在照明领域日益受到重视。受其光学、电学特性限制，L邸必须要辅W 专用恒流驱动电路才可正常工作，因此L邸驱动系统重要性不言自明。
[0003] 在集成电路系统中，现有LED驱动系统多数采用PWM模式单电压环路控制的工作方 式，环路通常包括电流采样一反馈一控制电路=部分，通常工作频率恒定，通过采样信号同 固定电压比较来控制占空比变化，进而控制输出电压变化的过程，对负载电流的控制主要 依靠对输出电压的控制完成。此类发明的主要缺点如下:一是控制环路单一，从电流采样到 反馈控制需完全经过系统调节过程，响应速度偏慢，易受到工艺偏差、溫度、湿度等环境因 素影响，导致控制精度降低;二是缺乏对系统效率的有效控制，PWM定频的工作模式，在低负 载情况下难W避免效率降低;=是系统应用的灵活性较差，对外围驱动多数只能采用定制 方式，实际应用中性能和成本往往难W兼顾。
[0004] 因此，现有的技术还有待改进和提高。
【发明内容】
[0005] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种Lm)恒流驱动系统及 其恒流控制电路，采用电压和电流双环路控制，提高了控制精度和响应速度。
[0006] 为了达到上述目的，本发明采取了 W下技术方案： 一种L邸恒流驱动系统的恒流控制电路，包括： 电压环路，用于在模拟调光电压信号大于第一阔值电压时，通过调节输出的方波信号 的占空比来控制负载的电压，使负载的电流保持恒定;在模拟调光电压信号小于第一阔值 电压时，通过调节输出的方波信号的脉冲频率来控制负载的电压，使负载的电流保持恒定； 电流环路，用于根据模拟调光电压信号和负载采样电流，调整负载的电流，使负载的电 流保持恒定。
[0007] 所述的L邸恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述电压环路包括： PWM/PFM自动选择模块，用于在模拟调光电压信号大于第一阔值电压时，输出定频银齿 波信号;在模拟调光电压信号小于第一阔值电压时，输出频率根据模拟调光电压信号的变 化而变化的银齿波信号； 斜坡补偿模块，用于将LED恒流驱动系统的电感电流采样信号和PWM/PFM自动选择模块 输出的银齿波信号进行叠加； 误差放大模块，用于对模拟调光电压信号和负载采样电流对应的采样电压信号进行误 差比较，产生动态变化的电压信号并输出给比较模块； 比较模块，用于将误差放大模块输出的电压信号和斜坡补偿模块输出的信号进行比 较，输出占空比可变的方波信号来控制负载的电压，使负载的电流保持恒定。
[0008] 所述的L邸恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述电流环路包括： 第一电压倍乘模块，用于将模拟调光电压信号按预定倍率进行放大，并将放大后的模 拟调光电压信号输出给跨导运放模块； 第二电压倍乘模块，用于将负载采样电流对应的采样电压信号按预定倍率进行放大， 并将放大后的采样电压信号输出给跨导运放模块； 跨导运放模块，用于比较放大后的模拟调光电压信号和放大后的采样电压信号，并根 据比较结果实时调整负载的电流，使负载的电流保持恒定。
[0009] 所述的Lm)恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述电压环路还包括驱动模块，所述 驱动模块用于对比较模块输出的方波信号进行级联式放大，加大所述方波信号的带载能 力。
[0010] 所述的L邸恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述PWM/PFM自动选择模块包括： 电压选择单元，用于在模拟调光电压信号大于第一阔值电压时，输出第一阔值电压;在 模拟调光电压信号大于第二阔值电压且小于第一阔值电压时，输出模拟调光电压信号;在 模拟调光电压信号小于第二阔值电压时，输出第二阔值电压； 银齿波产生单元，用于在电压选择单元输出第一阔值电压时，输出与第一阔值电压对 应的定频银齿波信号；在电压选择单元输出模拟调光电压信号时，输出频率根据模拟调光 电压信号的变化而变化的银齿波信号；在电压选择单元输出第二阔值电压时，输出与第二 阔值电压对应的定频银齿波信号。
[0011] 所述的L邸恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述银齿波产生单元包括： 低压差线性稳压器子单元，用于对电压选择单元输出的电压信号进行稳压； 电流自偏置子单元，用于将低压差线性稳压器子单元输出的电压信号转化成与所述电 压信号成正比的电流信号，对所述电流信号进行镜像，得到镜像电流； 频率控制子单元，用于在内置充放电电容的电压低于内置振荡器的阔值下限时，通过 镜像电流给充放电电容充电；在充放电电容的电压超过振荡器的阔值上限时，振荡器给充 放电电容放电;所述充放电电容的电压为频率控制子单元的输出电压。
[0012] 所述的Lm)恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述银齿波产生单元还包括锁定子 单元，所述锁定子单元用于在电压选择单元输出的电压信号小于锁定阔值电压时，关闭低 压差线性稳压器子单元;所述锁定阔值电压小于第二阔值电压。
[0013] 所述的Lm)恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述电压选择单元包括第一比较器、 第二比较器、第一非口、第二非口、第=非口、第四非口、第五非口、第一与非口、第一传输 n、第二传输口和第=传输口；所述模拟调光电压信号提供端连接第一比较器的反相输入 端、第二比较器的反相输入端和第二传输口的输入端;所述第一比较器的正相输入端输入 第一阔值电压，所述第二比较器的正相输入端输入第二阔值电压;所述第一比较器的输出 端连接第一非口的输入端，所述第一非口的输出端连接第二非口的输入端和第一传输口的 控制端，所述第一传输口的输入端输入第一阔值电压;所述第二非口的输出端连接第一与 非口的第一输入端;所述第二比较器的输出端连接第=非口的输入端，所述第=非口的输 出端连接第四非口的输入端和第一与非口的第二输入端;所述第四非口的输出端连接第= 传输口的控制端，所述第=传输口的输入端输入第二阔值电压;所述第一与非口的输出端 连接第五非口的输入端，所述第五非口的输出端连接第二传输口的控制端，所述第二传输 口的输出端为电压选择单元的输出端、连接第一传输口的输出端、第=传输口的输出端和 银齿波产生单元的输入端。
[0014] 所述的Lm)恒流驱动系统的恒流控制电路中，所述低压差线性稳压器子单元包括 第一运算放大器、第一 MOS管、第一电阻、第二电阻;所述第一运算放大器的正相输入端为低 压差线性稳压器子单元的输入端、连接电压选择单元的输出端;所述第一运算放大器的输 出端连接第一 MOS管的栅极，所述第一 MOS管的漏极为低压差线性稳压器子单元的输出端， 所述第一 MOS管的源极通过第一电阻连接第二电阻的一端和第一运算放大器反相输入端， 所述第二电阻的另一端接地。
[0015] -种L邸恒流驱动系统，包括如上所述的恒流控制电路。
[0016] 相较于现有技术，本发明提供的一种LED恒流驱动系统及其恒流控制电路，所述恒 流控制电路包括电压环路和电流环路。本发明在模拟调光电压信号大于第一阔值电压时， 通过电压环路调节输出的方波信号的占空比来控制负载的电压，使负载的电流保持恒定； 在模拟调光电压信号小于第一阔值电压时，通过电压环路调节输出的方波信号的脉冲频率 来控制负载的电压，使负载的电流保持恒定;实现了双模式自动切换控制，在正常工作条件 下，工作模式为PWM(脉冲宽度调制）;低负载工作条件下，工作模式自动切换为PFM(脉冲频 率调制），有效的提高了系统整体的工作效率。本发明还通过电流环路，根据模拟调光电压 信号和负载采样电流，调整负载的电流，使负载的电流保持恒定;极大提高了响应速度;两 个环路同时控制，提高了控制精度、响应速度和系统稳定性。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明提供的LED恒流驱动系统的恒流控制电路的结构框图； 图2为本发明提供的LED恒流驱动系统的恒流控制电路中，PWM/PFM自动选择模块的结 构框图； 图3为本发明提供的LED恒流驱动系统的恒流控制电路中，电压选择单元的电路图； 图4为本发明提供的LED恒流驱动系统的恒流控制电路中，银齿波产生单元的电路图； 图5为本发明提供的LED恒流驱动系统的恒流控制电路中，斜坡补偿模块的电路图； 图6为本发明提供的LED恒流驱动系统的恒流控制电路中，电流环路的电路图； 图7为本发明提供的LED恒流驱动系统的第一实施例的电路图； 图8为本发明提供的LED恒流驱动系统的第二实施例的电路图。
【具体实施方式】
[0018] 本发明提供一种Lm)恒流驱动系统及其恒流控制电路。为使本发明的目的、技术方 案及效果更加清楚、明确，W下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019] 请参阅图1，本发明提供的LED恒流驱动系统的恒流控制电路，包括电压环路10和 电流环路20。
[0020] 所述电压环路10,用于在模拟调光电压信号化dim大于第一阔值电压V邸寸，通过调 节输出的方波信号的占空比来控制负载30的电压，使负载30的电流保持恒定;在模拟调光 电压信号小于第一阔值电压V邸寸，通过调节输出的方波信号的脉冲频率来控制负载30的电 压，使负载30的电流保持恒定。本发明的电压环路10反馈采用峰值电流模式工作，对系统输 出电压进行有效调整；可同时实现双模式自动切换控制，在正常工作条件下，工作模式为 PWM(脉冲宽度调制）；低负载工作条件下（小于第一预知阔值电压），工作模式自动切换为 PFM(脉冲频率调制）;保证了系统稳定工作。根据负载不同自动选择不同的工作模式，有效 提高系统整体的工作效