CN114567174A - 一种ic电流电测补偿电路及其应用电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，包括补偿电路和驱动电路，所述补偿电路包括三极管QS53，所述三极管QS53的集电极经过电阻RS55与电源输入端相连，同时经过电阻RS56与Is端相连，电阻RS56经过电容CS53与三极管QS53的发射极相连，三极管QS53的发射极接地，三极管QS53的基极依次经过电阻RS54、二极管ZS53的阴极接地，VDCBUS端依次经过上拉电阻RS53A、电阻RS53B、下拉电阻RS53C与二极管ZS53的阳极相连，电阻RS53B同时经过电阻RS54与三极管QS53的基极相连。上述技术方案通过三极管配合上拉电阻、下拉电阻以及稳压管，实现从而达到补偿的目的，优化线性调整率，同时不影响其他线路工作，且带有二极管保护，不会因Vdbus震荡损坏线路。
Description
技术领域
本发明涉及电路优化技术领域，尤其涉及一种IC电流电测补偿电路及其应用电路。
背景技术
LED是符合环保理念的高效绿色光源，因此被业界看作是未来替代传统照明的潜力商品。众所周知，LED的发光强度由流过LED的电流大小确定，如果假设将N颗(N≥2)LED串联，当流过该串联支路的电流等于LED的额定电流ILED时，这时整个串联支路的电压为VLED，(VFi为第i颗LED在其额定电流下的正向电压)，VFi通常为3.1～3.3V。因此N颗LED串联以后的端电压VNLED一定各不相同，当M条LED的串联支路并联时，VNLED最小的那条支路电流最大，VNLED最大的那个支路电流最小，当这两条支路电压差异较大时(这种情况在实际生产时难以避免)，因LED电流与其两端的电压成指数关系，这两个支路的电流将极度不均衡，最大电流支路的LED发热严重，LED正向电压的负温度特性又会使该支路的VNLED进一步减小，这会加重该支路的电流进一步增加，因此这一支路的LED光衰将会明显加重，从而影响整个灯具(珠)寿命。为了避免发生这种现象，就要控制每条并联支路的电流不超过LED的额定电流，因此需要配置检测电流的IC。
有资料显示，在目前市场上，通常采用型号为TL431的电压基准IC来检测LED电流，而许多现有IC不带有线性补偿功能，在输入电压波动时，高压与低压的输出电流会有较大变化，影响驱动的线性调整率，导致测量结果存在误差使得难以准确反馈电流。线性调整率是驱动电源很重要的一个参数，不同地区的输入电压会有所差异。如果驱动电源在设计时没有考虑到输入电压的影响，那么很有可能导致输出的参数大相径庭。目前市场上有一些芯片方案未自带线性调整功能，那么增加一个补偿电路，使驱动的输出参数保持相对稳定就很有必要了。
中国专利文献CN102510636B公开了一种“驱动白光LED的电流检测IC”。采用了包括一个电压基准产生单元、三个恒定增益放大器、四个比较器、一个与非门、一个MOS开关管以及一个电平平移电路；三个放大器的同相输入分别与LED支路串联，其反相输入串联后与MOS开关管的源极连接并接地，三个放大器的输出各自与比较器的反相输入连接，其同相输入串联后与第四个比较器的同相输入连接再连接到电压基准产生单元的输出，四个比较器的输出均连接到与非门，与非门连接MOS开关管的栅极，MOS开关管的漏极与电平平移电路连接，电平平移电路的输出作为IC芯片的VDD端，第四个比较器的反相输入端作为IC芯片的VF端。上述技术方案不带有线性补偿功能，影响驱动的线性调整率，若驱动电源设计时没有考虑到输入电压的影响，会导致输出的参数大相径庭。
发明内容
本发明主要解决原有的技术方案不带有线性补偿功能，影响驱动的线性调整率的技术问题，提供一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，通过三极管配合上拉电阻、下拉电阻以及稳压管，实现从而达到补偿的目的，优化线性调整率，同时不影响其他线路工作，且带有二极管保护，不会因Vdbus震荡损坏线路，并且不影响工作状态下的线路，即使去掉这部分线路，电路也能正常运行。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括补偿电路和驱动电路，所述三极管QS53的集电极经过电阻RS55与电源输入端相连，同时经过电阻RS56与Is端相连，电阻RS56经过电容CS53与三极管QS53的发射极相连，三极管QS53的发射极接地，三极管QS53的基极依次经过电阻RS54、二极管ZS53的阴极接地，VDCBUS端依次经过上拉电阻RS53A、电阻RS53B、下拉电阻RS53C与二极管ZS53的阳极相连，电阻RS53B同时经过电阻RS54与三极管QS53的基极相连。
三极管QS53集电极有一个稳定的VCC电压输入，该电压由线路中的变压器辅助绕组L41B提供，ZS61为15V稳压管，在输出电压足够的情况下，辅助绕组为为VCC提供稳定15V的电压。当输入电压升高时，输入电压整流后的Vdcbus电压上升，由于上拉电阻RS53A,RS53B和下拉电阻RS53C的阻值固定不变，那么电阻RS54上的电压随Vdcbus上升而增大，但该电压不会无限止上升，ZS53为5.1V稳压管，用于保护线路。流经RS54的电流增加，等同于QS53的Ib电流增大，故QS53的Ice电流同步增大。因VCC电压保持不变，RS55上的电压增大，RS56上的电压即减小，即Is脚电压减小，IC电流检测脚Isense上的比较电压减小，Iout会相对上升，从而达到补偿的目的，优化线性调整率。
作为优选，所述的补偿电路与驱动电路相连，所述驱动电路包括反激电路以及分别与反激电路相连的去纹波电路和VCC供电电路。反激电路实现IC电流电测，去纹波电路起辅助测量作用，VCC供电电路用于提供VCC电压输入。
作为优选，所述的反激电路包括芯片US31，所述芯片US31的引脚1依次经过电阻RS52A、二极管DS51阳极、电阻RS52B与三极管QS51的基极相连，二极管DS51的阴极同时经过电容CS51接地，所述三极管QS51的集电极依次经过电阻RS51D、电阻RS51C、电阻RS51B、电阻RS51A、并联的电感L21和电阻RS21、电感LS21与整流桥DB11的1端相连，三极管QS51的发射极依次经过电感L22A、电感L22B与整流桥DB11的2端相连，同时电感LS22B经过电容C21与整流桥DB11的1端相连，三极管QS51的发射极同时经过并联的电容C23、电阻VD21与电阻RS21相连，整流桥DB11的3端依次经过线圈L12的3、4端、电阻R12、电阻R11与X11A端相连，整流桥DB11的4端经过线圈L12的2、1端与X11B端相连，整流桥DB11的3端与整流桥DB11的4端之间并联有电容C11，所述线圈L12的1、4端之间并联有电阻VD11，所述芯片US31的引脚2依次经过电阻RS31C、电阻RS31B、电阻RS31A与VDCBUS端相连，所述引脚2同时经过电容CS31接地，引脚4经过并联的电容CS33、电阻CS33C接地，同时引脚4经过电阻RS33A与VCC供电电路相连，所述引脚5依次经过电阻RS34A、并联的电阻RS34C、电阻RS34D、开关K1接地，电阻RS34A与Is端相连的同时经过电阻RS34B与三极管QS63的基极相连，引脚5同时经过电容CS34接地，三极管QS63的基极经过并联的电阻RS32A、电阻RS32B、电阻RS32C、电阻RS32D、电阻RS32E接地，引脚6依次经过电阻RS35B、并联的电阻RS35A和二极管DS31阴极、电阻RS35C接地，三极管QS63的集电极与二极管DS31阳极相连的同时与MOS管Q41的栅极相连，三极管QS63的发射极接地，与MOS管Q41的源极与三极管QS63的基极相连，MOS管Q41的经过电感L44与线圈L41A的2端相连，同时电感L44依次经过二极管DS41阳极、并联的电阻RS42A和电阻RS42B、并联的电阻RS41A、RS41B和电容CS41与线圈L41A的1端相连，引脚7经过电容CS61与MOS管QS62的源极相连，MOS管QS62的源极与引脚2相连，MOS管QS62的漏极依次经过电阻RS62B、电阻RS62A与线圈L41A的1端相连，引脚7同时经过电容C61接地的同时与VCC端相连，引脚8分别与电容CS61、电容C61相连，线圈L41A的7端接地，线圈L41A的8端依次经过并联的二极管D43A和二极管D43B、并联的电容C43B和电容C43D、电容C31A接地。
作为优选，所述的去纹波电路包括芯片US51，所述芯片US51的引脚1依次经过电阻RS71B、电阻RS71A与电容C43D相连，同时引脚1经过并联的电容CS71、二极管ZS71接地，引脚2接地，引脚3经过并联的电容CS72、电阻RS72接地，引脚4分别与MOS管Q71的栅极、MOS管Q72的栅极相连的同时依次经过电容CS74C、并联的电阻RS74A、电阻RS74B、电阻RS74C、电阻RS74D与MOS管Q71的源极相连，MOS管Q71的漏极经过二极管DS71阳极与线圈L42的6端相连，MOS管Q72的源极与MOS管Q71的源极相连，MOS管Q72的漏极与MOS管Q72的漏极相连，引脚5经过电容CS73与电容CS74相连的同时与MOS管Q71的源极相连，引脚6经过电阻RS73B与电容CS74C系相连的同时经过电阻RS73A与线圈L42的1端相连，线圈L42的4端与X41A端相连，线圈L42的3端与X41B端相连。
作为优选，所述的VCC供电电路包括三极管QS61，三极管QS61的发射极经过二极管DS62阳极与VCC输入端相连，三极管QS61的基极经过二极管ZS61阴极接地的同时经过电阻RS63与三极管QS61的集电极相连，三极管QS61的集电极依次经过二极管DS61阴极、电阻RS61、线圈L41B接地的同时经过电容CS62接地，电阻RS61经过电阻RS33B与电阻RS33A相连。
作为优选，所述的反激电路独立实现IC电流检测，辅助作用的去纹波电路包括芯片US51，芯片US51的型号为JW1251O。即使去除去纹波电路，反激电路也能独立实现IC电流电测。
本发明的有益效果是：通过三极管配合上拉电阻、下拉电阻以及稳压管，实现从而达到补偿的目的，优化线性调整率，同时不影响其他线路工作，且带有二极管保护，不会因Vdbus震荡损坏线路，并且不影响工作状态下的线路，即使去掉这部分线路，电路也能正常运行。
附图说明
图1是本发明的一种补偿电路及其应用电路图。
图2是本发明的一种补偿电路图。
图3是本发明的一种供电电路图。
图4是本发明的一种电源示意图。
图5是本发明的一种不加补偿Vin198V的波形图。
图6是本发明的一种不加补偿Vin264V的波形图。
图7是本发明的一种加补偿Vin198V的波形图。
图8是本发明的一种加补偿Vin264V的波形图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，如图1所示，包括补偿电路和与补偿电路相连的驱动电路，所述驱动电路包括反激电路以及分别与反激电路相连的去纹波电路和VCC供电电路。反激电路独立实现IC电流检测，去纹波电路起辅助作用。
如图2所示，补偿电路包括三极管QS53，所述三极管QS53的集电极经过电阻RS55与电源输入端相连，同时经过电阻RS56与Is端相连，电阻RS56经过电容CS53与三极管QS53的发射极相连，三极管QS53的发射极接地，三极管QS53的基极依次经过电阻RS54、二极管ZS53的阴极接地，VDCBUS端依次经过上拉电阻RS53A、电阻RS53B、下拉电阻RS53C与二极管ZS53的阳极相连，电阻RS53B同时经过电阻RS54与三极管QS53的基极相连。
三极管QS53集电极有一个稳定的VCC电压输入，该电压由线路中的变压器辅助绕组L41B提供，ZS61为15V稳压管，在输出电压足够的情况下，辅助绕组为为VCC提供稳定15V的电压。当输入电压升高时，输入电压整流后的Vdcbus电压上升，由于上拉电阻RS53A,RS53B和下拉电阻RS53C的阻值固定不变，那么电阻RS54上的电压随Vdcbus上升而增大，但该电压不会无限止上升，ZS53为5.1V稳压管，用于保护线路。流经RS54的电流增加，等同于QS53的Ib电流增大，故QS53的Ice电流同步增大。因VCC电压保持不变，RS55上的电压增大，RS56上的电压即减小，即Is脚电压减小，IC电流检测脚Isense上的比较电压减小，Iout会相对上升，从而达到补偿的目的，优化线性调整率。
反激电路包括芯片US31，所述芯片US31的引脚1依次经过电阻RS52A、二极管DS51阳极、电阻RS52B与三极管QS51的基极相连，二极管DS51的阴极同时经过电容CS51接地，所述三极管QS51的集电极依次经过电阻RS51D、电阻RS51C、电阻RS51B、电阻RS51A、并联的电感L21和电阻RS21、电感LS21与整流桥DB11的1端相连，三极管QS51的发射极依次经过电感L22A、电感L22B与整流桥DB11的2端相连，同时电感LS22B经过电容C21与整流桥DB11的1端相连，三极管QS51的发射极同时经过并联的电容C23、电阻VD21与电阻RS21相连，整流桥DB11的3端依次经过线圈L12的3、4端、电阻R12、电阻R11与X11A端相连，整流桥DB11的4端经过线圈L12的2、1端与X11B端相连，整流桥DB11的3端与整流桥DB11的4端之间并联有电容C11，所述线圈L12的1、4端之间并联有电阻VD11，所述芯片US31的引脚2依次经过电阻RS31C、电阻RS31B、电阻RS31A与VDCBUS端相连，所述引脚2同时经过电容CS31接地，引脚4经过并联的电容CS33、电阻CS33C接地，同时引脚4经过电阻RS33A与VCC供电电路相连，所述引脚5依次经过电阻RS34A、并联的电阻RS34C、电阻RS34D、开关K1接地，电阻RS34A与Is端相连的同时经过电阻RS34B与三极管QS63的基极相连，引脚5同时经过电容CS34接地，三极管QS63的基极经过并联的电阻RS32A、电阻RS32B、电阻RS32C、电阻RS32D、电阻RS32E接地，引脚6依次经过电阻RS35B、并联的电阻RS35A和二极管DS31阴极、电阻RS35C接地，三极管QS63的集电极与二极管DS31阳极相连的同时与MOS管Q41的栅极相连，三极管QS63的发射极接地，与MOS管Q41的源极与三极管QS63的基极相连，MOS管Q41的经过电感L44与线圈L41A的2端相连，同时电感L44依次经过二极管DS41阳极、并联的电阻RS42A和电阻RS42B、并联的电阻RS41A、RS41B和电容CS41与线圈L41A的1端相连，引脚7经过电容CS61与MOS管QS62的源极相连，MOS管QS62的源极与引脚2相连，MOS管QS62的漏极依次经过电阻RS62B、电阻RS62A与线圈L41A的1端相连，引脚7同时经过电容C61接地的同时与VCC端相连，引脚8分别与电容CS61、电容C61相连，线圈L41A的7端接地，线圈L41A的8端依次经过并联的二极管D43A和二极管D43B、并联的电容C43B和电容C43D、电容C31A接地。
去纹波电路包括芯片US51，芯片US51的型号为JW1251O。所述芯片US51的引脚1依次经过电阻RS71B、电阻RS71A与电容C43D相连，同时引脚1经过并联的电容CS71、二极管ZS71接地，引脚2接地，引脚3经过并联的电容CS72、电阻RS72接地，引脚4分别与MOS管Q71的栅极、MOS管Q72的栅极相连的同时依次经过电容CS74C、并联的电阻RS74A、电阻RS74B、电阻RS74C、电阻RS74D与MOS管Q71的源极相连，MOS管Q71的漏极经过二极管DS71阳极与线圈L42的6端相连，MOS管Q72的源极与MOS管Q71的源极相连，MOS管Q72的漏极与MOS管Q72的漏极相连，引脚5经过电容CS73与电容CS74相连的同时与MOS管Q71的源极相连，引脚6经过电阻RS73B与电容CS74C系相连的同时经过电阻RS73A与线圈L42的1端相连，线圈L42的4端与X41A端相连，线圈L42的3端与X41B端相连。
如图3所示，VCC供电电路包括三极管QS61，三极管QS61的发射极经过二极管DS62阳极与VCC输入端相连，三极管QS61的基极经过二极管ZS61阴极接地的同时经过电阻RS63与三极管QS61的集电极相连，三极管QS61的集电极依次经过二极管DS61阴极、电阻RS61、线圈L41B接地的同时经过电容CS62接地，电阻RS61经过电阻RS33B与电阻RS33A相连。
图5、图6是电源正常工作时不加补偿Vin198V到264V的波形对比。
自下而上第二条线是一号端口，VCC电压，保持14V左右(存在测量误差)。
自下而上第三条线是三号端口，Iout,当Vin＝198V,Iout＝699mA，当Vin＝264V，Iout＝674mA,差值25mA。
自下而上第一条线是四号端口，为输入Vin,图5中Vin＝198V,图6中Vin＝264V(存在测量误差)。
图7、图8是电源正常工作时加补偿Vin198V到264V的波形对比。
自下而上第三条线是一号端口，VCC电压，保持14V左右(存在测量误差)。
自下而上第一条线是二号端口，Is电压，Vin198到Vin264，Is电压明显下降。
自下而上第四条线是三号端口，Iout,当Vin＝198V,Iout＝688mA，当Vin＝264V，Iout＝677mA，差值11mA。
自下而上第二条线是四号端口，为输入Vin,图7中Vin＝198V,图8中Vin＝264V(存在测量误差)。
根据加补偿前后波形对比，很明显的，加了补偿之后的线性调整率优于加之前的数值
采用本专利线路，可以完善不带线性优化的IC线路，线路简单，且不影响电路正常运行。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了补偿电路、反激电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (6)
1.一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，其特征在于，包括补偿电路和驱动电路，所述补偿电路包括三极管QS53，所述三极管QS53的集电极经过电阻RS55与电源输入端相连，同时经过电阻RS56与Is端相连，电阻RS56经过电容CS53与三极管QS53的发射极相连，三极管QS53的发射极接地，三极管QS53的基极依次经过电阻RS54、二极管ZS53的阴极接地，VDCBUS端依次经过上拉电阻RS53A、电阻RS53B、下拉电阻RS53C与二极管ZS53的阳极相连，电阻RS53B同时经过电阻RS54与三极管QS53的基极相连。
2.根据权利要求1所述的一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，其特征在于，所述驱动电路包括反激电路以及分别与反激电路相连的去纹波电路和VCC供电电路。
3.根据权利要求2所述的一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，其特征在于，所述反激电路包括芯片US31，所述芯片US31的引脚1依次经过电阻RS52A、二极管DS51阳极、电阻RS52B与三极管QS51的基极相连，二极管DS51的阴极同时经过电容CS51接地，所述三极管QS51的集电极依次经过电阻RS51D、电阻RS51C、电阻RS51B、电阻RS51A、并联的电感L21和电阻RS21、电感LS21与整流桥DB11的1端相连，三极管QS51的发射极依次经过电感L22A、电感L22B与整流桥DB11的2端相连，同时电感LS22B经过电容C21与整流桥DB11的1端相连，三极管QS51的发射极同时经过并联的电容C23、电阻VD21与电阻RS21相连，整流桥DB11的3端依次经过线圈L12的3、4端、电阻R12、电阻R11与X11A端相连，整流桥DB11的4端经过线圈L12的2、1端与X11B端相连，整流桥DB11的3端与整流桥DB11的4端之间并联有电容C11，所述线圈L12的1、4端之间并联有电阻VD11，所述芯片US31的引脚2依次经过电阻RS31C、电阻RS31B、电阻RS31A与VDCBUS端相连，所述引脚2同时经过电容CS31接地，引脚4经过并联的电容CS33、电阻CS33C接地，同时引脚4经过电阻RS33A与VCC供电电路相连，所述引脚5依次经过电阻RS34A、并联的电阻RS34C、电阻RS34D、开关K1接地，电阻RS34A与Is端相连的同时经过电阻RS34B与三极管QS63的基极相连，引脚5同时经过电容CS34接地，三极管QS63的基极经过并联的电阻RS32A、电阻RS32B、电阻RS32C、电阻RS32D、电阻RS32E接地，引脚6依次经过电阻RS35B、并联的电阻RS35A和二极管DS31阴极、电阻RS35C接地，三极管QS63的集电极与二极管DS31阳极相连的同时与MOS管Q41的栅极相连，三极管QS63的发射极接地，与MOS管Q41的源极与三极管QS63的基极相连，MOS管Q41的经过电感L44与线圈L41A的2端相连，同时电感L44依次经过二极管DS41阳极、并联的电阻RS42A和电阻RS42B、并联的电阻RS41A、RS41B和电容CS41与线圈L41A的1端相连，引脚7经过电容CS61与MOS管QS62的源极相连，MOS管QS62的源极与引脚2相连，MOS管QS62的漏极依次经过电阻RS62B、电阻RS62A与线圈L41A的1端相连，引脚7同时经过电容C61接地的同时与VCC端相连，引脚8分别与电容CS61、电容C61相连，线圈L41A的7端接地，线圈L41A的8端依次经过并联的二极管D43A和二极管D43B、并联的电容C43B和电容C43D、电容C31A接地。
4.根据权利要求2或3所述的一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，其特征在于，所述去纹波电路包括芯片US51，所述芯片US51的引脚1依次经过电阻RS71B、电阻RS71A与电容C43D相连，同时引脚1经过并联的电容CS71、二极管ZS71接地，引脚2接地，引脚3经过并联的电容CS72、电阻RS72接地，引脚4分别与MOS管Q71的栅极、MOS管Q72的栅极相连的同时依次经过电容CS74C、并联的电阻RS74A、电阻RS74B、电阻RS74C、电阻RS74D与MOS管Q71的源极相连，MOS管Q71的漏极经过二极管DS71阳极与线圈L42的6端相连，MOS管Q72的源极与MOS管Q71的源极相连，MOS管Q72的漏极与MOS管Q72的漏极相连，引脚5经过电容CS73与电容CS74相连的同时与MOS管Q71的源极相连，引脚6经过电阻RS73B与电容CS74C系相连的同时经过电阻RS73A与线圈L42的1端相连，线圈L42的4端与X41A端相连，线圈L42的3端与X41B端相连。
5.根据权利要求2或3所述的一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，其特征在于，所述VCC供电电路包括三极管QS61，三极管QS61的发射极经过二极管DS62阳极与VCC输入端相连，三极管QS61的基极经过二极管ZS61阴极接地的同时经过电阻RS63与三极管QS61的集电极相连，三极管QS61的集电极依次经过二极管DS61阴极、电阻RS61、线圈L41B接地的同时经过电容CS62接地，电阻RS61经过电阻RS33B与电阻RS33A相连。
6.根据权利要求2所述的一种IC电流电测补偿电路及其应用电路，其特征在于，所述反激电路独立实现IC电流检测，辅助作用的去纹波电路包括芯片US51，芯片US51的型号为JW1251O。
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