CN110601532A - 一种降流调节器芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降流调节器芯片，包括外部封装结构和内部电路，其特征在于，所述内部电路包括基准电压源Reference、恒定关闭时间模块COT control、比较器U1、比较器U2、逻辑与门P1和RS触发器U4，所述基准电压源Reference的一端连接引脚VDD，基准电压源Reference的另一端连接比较器U1的输入端正极，比较器U1的输出端连接加法器U5的一个输入端，比较器U2的输入端负极通过电阻连接引脚LD，本发明降流调节器芯片可以在输入直流电源为恒流源时正常控制输出电压，电流稳定性。

Description

一种降流调节器芯片
技术领域
本发明涉及LED技术领域，具体是一种降流调节器芯片。
背景技术
降流调节器是为解决系统效率，特别是大功率系统的效率而提出的解决方案，尤其是在LED调光电路中应用广泛，它是一种将直流电能变换成负载所需的电压或电流可控的直流电能的电力电子装置。它通过对电力电子器件的快速通、断控制而把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，通过控制占空比的变化来改变这一脉冲系列的脉冲宽度，以实现输出电压平均值的调节，再经输出滤波器滤波，在被控负载上得到电流或电压可控的直流电能。
现有的降流调节器大多结构复杂，性能不够稳定，本发明提供一种体积小，性能稳定的降流调节器芯片。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降流调节器芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种降流调节器芯片，包括外部封装结构和内部电路，所述内部电路包括基准电压源 Reference、恒定关闭时间模块COT control、比较器U1、比较器U2、逻辑与门P1和RS触发器U4，所述基准电压源Reference的一端连接引脚VDD，基准电压源Reference的另一端连接比较器U1的输入端正极，比较器U1的输出端连接加法器U5的一个输入端，比较器U2的输入端负极通过电阻连接引脚LD，比较器U2的输出端连接加法器U5的另一个输入端，加法器U5的输出端连接RS触发器U4的脚R，RS触发器U4的脚S连接恒定关闭时间模块COTcontrol，RS触发器U4的脚Q连接逻辑与门P1的一个输入端，逻辑与门P1的另一个输入端通过电阻连接引脚DPWM，逻辑与门P1的输出端分别连接引脚DRV 和恒定关闭时间模块COTcontrol，比较器U1的输入端负极连接比较器U2的输入端正极和引脚CS，恒定关闭时间模块COT control还连接引脚RT。
作为本发明的进一步技术方案：所述引脚LD为模拟调光引脚。
作为本发明的进一步技术方案：所述引脚DPWM为数字调光引脚。
作为本发明的进一步技术方案：所述引脚RT为开关频率设定引脚。
作为本发明的进一步技术方案：所述引脚DRV为外部MOSFET控制引脚。
作为本发明的进一步技术方案：所述基准电压源Reference由引脚VDD供电脚高精度稳压控制，输出一个内部基准参考电压。
作为本发明的进一步技术方案：所述引脚VDD上还连接有稳压二极管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明降流调节器芯片可以在输入直流电源为恒流源时正常控制输出电压，电流稳定性。
附图说明
图1为本发明的一种应用电路图。
图2为本发明的内部电路图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图2，一种降流调节器芯片，包括外部封装结构和内部电路，其特征在于，所述内部电路包括基准电压源Reference、恒定关闭时间模块COT control、比较器U1、比较器U2、逻辑与门P1和RS触发器U4，所述基准电压源Reference的一端连接引脚VDD，基准电压源Reference的另一端连接比较器U1的输入端正极，比较器U1的输出端连接加法器U5的一个输入端，比较器U2的输入端负极通过电阻连接引脚LD，比较器U2的输出端连接加法器U5的另一个输入端，加法器U5的输出端连接RS触发器U4 的脚R，RS触发器U4的脚S连接恒定关闭时间模块COT control，RS触发器U4的脚Q 连接逻辑与门P1的一个输入端，逻辑与门P1的另一个输入端通过电阻连接引脚DPWM，逻辑与门P1的输出端分别连接引脚DRV和恒定关闭时间模块COT control，比较器U1的输入端负极连接比较器U2的输入端正极和引脚CS，恒定关闭时间模块COT control还连接引脚RT。
本设计是一种高效降流调节器，设计用于驱动串联或并联连接。大功率LED。
在第一切换阶段，外部高压功率MOSFET允许电感电流线性充电，直到达到峰值最大水平，此时MOSFET被关闭，并且二相开始，使电感电流流过肖特基二极管电路，然后在 RT电阻器设定的一个恒定关闭时间内线性放电。
Reference基准电压源：由VDD供电脚高精度稳压控制，输出一个高精度，高稳定性的内部基准参考电压。COT control恒定关闭时间模块：开关结构确保设备始终在COT(恒定关闭时间)模式下运行。这个工作模式产生平均LED电流，由峰值电流和关闭时间控制。
模拟调光(LD脚)：
在直流电压为0.1v-0.7v时，可将输出电流调整为ioutnom的100％。当设计为0的设计为0-0时，推荐的调光范围为0-100％，在设计为0的设计为0的时候，也可将最大的调光范围关闭。如果dimpin的深度高于0.7v，led的电流将被夹紧至ioutnom的100％，如果电压低于0.1的阈值，
数字调光(dpwm脚)：
LED的亮度可以通过对dpwm引脚施加周期性脉冲信号来控制，并改变其频率和/或占空周期。pwm频率最高可达20～30kz(取决于实际应用)。
扩频调频：
对于电磁干扰(emi)的应用来说，开关调节器特别麻烦。一个担心。为了提高电磁干扰
本设计包括扩频特性。简单数字电路用于将准三角波注入内部振荡器以调节开关频率约为的90％。扩频调制引入了对时钟的抖动量不大。
过热保护；
本设计使用一种智能的热渐进保护方法，以持续降低LED的平均电流。具有斜面变暗特性，不突然关闭芯片。
各个引脚的具体功能如下表1所示。
表1为管脚功能表；
PIN No. Name DESCRIPTION
1 DPWM PWM Diming Input
2 LD Linear Diming Input
3 GND Ground
4 CS Current Sense
5 DRV Drive output MOSFET
6 VDD Power Supply
7 EN Enable
8 RT frequency setting
实施例2：在实施例1的基础上：如图1所示为本设计的一种应用电路图，包括电阻R1、电阻R3、电阻R4、PWM芯片U1、电感L1和开关管Q1，电阻R1的一端连接电阻R3、电容C1、二极管D1的阴极、直流输入端IN+和LED灯串，LED灯串的另一端连接电感L1，电感L1的另一端连接二极管D1的阳极和开关管Q1的漏极，开关管Q1的栅极连接PWM芯片U1的脚5，开关管Q1的源极连接电阻R2和PWM芯片U1的脚4，电阻R3的另一端连接电阻R4和PWM芯片U1的脚7，电阻R3的另一端连接电容C1的另一端、电阻R4的另一端、电容C2和地，电阻R1的另一端连接电容C2的另一端和PWM芯片U1的脚6。
当开关闭合时,加在电感两端的电压为(VVo),此时电感由电压(Vo)励磁,电感增加的磁通:(viVo)'Ton。当开关断开时,由于输出电流的连续,二极管VD变为导通,电感削磁,电感减少的磁通为(Vo)"Toff当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时,(V-Vo)Ton＝(Vo)Toff,由于占空比D<1,所以Vp>Vo,实现降压功能。
首先检测输入电源的电压变化量，在开关管Q1全开时即电流最大时，检测输入电压的变化，当此电压变化100％至60％范围，可以判断为此输入电源为恒流源，如电压变化量 100％至80％范围时，判定为此输入电源为恒压电源.
恒压源输入：此DC-DC控制器开关充磁峰值电流值为输入最大电流4倍最大电流。
恒流源输入：此DC-DC控制器开关充磁峰值电流值为输入最大电流，此时当输入电压小于等于最大电压60％时，dc-dc控制器停止对储能电感充磁.即保证该控制器工作在输入电压范围为100％-60％乘最大电流的输入功率，这样可以保证前级恒流源不会因欠功率输出而停止工作。
本控制器具有0％-100％PWM调光和线性调光端口(适用各类智能调光方式如2.4G调光调色温、蓝牙、WIFI、ZIGbee RGBWC调光方案及0-10V调光方案和DALi调光方案)，可以轻松实现优秀的智能控制体验,搭配对应的手机APP实现随心所欲的智能灯具控制.
PWM调光功能：该控制器PWM输入脚，当外接PWM信号0％-100％占空比变化时，通过内部微积分电路转换控制Q1开关比例控制得到稳定的0％-100％输出功率。
线性调光功能:该控制器LD输入脚，当外接线性信号0-10V(高电压段)或0-1.1V(低电压段)变化时，通过内部微积分电路转换控制Q1开关比例控制得到稳定的0％-100％输出功率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种降流调节器芯片，包括外部封装结构和内部电路，其特征在于，所述内部电路包括基准电压源Reference、恒定关闭时间模块COT control、比较器U1、比较器U2、逻辑与门P1和RS触发器U4，所述基准电压源Reference的一端连接引脚VDD，基准电压源Reference的另一端连接比较器U1的输入端正极，比较器U1的输出端连接加法器U5的一个输入端，比较器U2的输入端负极通过电阻连接引脚LD，比较器U2的输出端连接加法器U5的另一个输入端，加法器U5的输出端连接RS触发器U4的脚R，RS触发器U4的脚S连接恒定关闭时间模块COTcontrol，RS触发器U4的脚Q连接逻辑与门P1的一个输入端，逻辑与门P1的另一个输入端通过电阻连接引脚DPWM，逻辑与门P1的输出端分别连接引脚DRV和恒定关闭时间模块COTcontrol，比较器U1的输入端负极连接比较器U2的输入端正极和引脚CS，恒定关闭时间模块COT control还连接引脚RT。
2.根据权利要求1所述的一种降流调节器芯片，其特征在于，所述引脚LD为模拟调光引脚。
3.根据权利要求1所述的一种降流调节器芯片，其特征在于，所述引脚DPWM为数字调光引脚。
4.根据权利要求1所述的一种降流调节器芯片，其特征在于，所述引脚RT为开关频率设定引脚。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种降流调节器芯片，其特征在于，所述引脚DRV为外部MOSFET控制引脚。
6.根据权利要求1所述的一种降流调节器芯片，其特征在于，所述基准电压源Reference由引脚VDD供电脚高精度稳压控制，输出一个内部基准参考电压。
7.根据权利要求1所述的一种降流调节器芯片，其特征在于，所述引脚VDD上还连接有稳压二极管。
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