CN202587493U - 一种驱动led的恒流源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种LED驱动电源的多值输出基准电源，该基准电源不受温度及电源本身的影响，且具高精度，低功耗的特点，采用比例采样的方式采样，相较与传统的电阻采样方式具有更高的采样精度。该LED驱动电源采用线性调整型驱动电路作为LED的驱动电路，该恒流源为LED提供恒流源，恒流驱动LED。
Description
技术领域
本发明属于一种恒流源，具体而言属于驱动LED的恒流源。
背景技术
LED以其高效、节能、环保及寿命长等优点受到越来越多的关注。目前，LED有电压型控制方式和电流型控制方式。但电压型控制方式的动态响应性能不理想，现阶段LED多采用恒流方式控制。LED驱动方式主要分为线性驱动和开关电源驱动。对于中低电流场合，可选用线性驱动方式，该方式结构简单，响应快，尺寸小。但因器件本身、温度、电源电流等因素都会对恒流源造成影响，因此需要一种高精度的恒流源。带隙基准电源可以在温度及电源电压变化的情况下提供稳定、高精度的恒定电流。同时，本实用新型相对于传统的线性调整型驱动电路采用比例采样方式，提高了驱动电流的精度。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型设计一种LED驱动电源的恒流源，使之不受温度，电源电压变化等影响。为LED驱动电源提供恒流源。直接用该恒流源驱动LED，不引入开关电源，结构简单。恒流驱动LED，该基准电源具有高电源抑制比、低温度系数、低功耗、输出特性稳定、高精度等特征。
本实用新型采用的技术方案为：一种驱动LED的恒流源，该LED驱动电源包括LED负载、带隙基准电源、多值偏置产生电路、缓冲电路、过温保护电路及比例采样电路。基准电源包括偏置电路，运算放大器，启动电路，带隙核心电路。比例采样电路具有更高的精度。
偏置电路用来提供偏置电压，偏置电路后级为运算放大器，运算放大器后级接入启动电路，启动电路与带隙核心电路连接。带隙核心电路开启后，启动电路可断开与带隙核心之间的联系，减小功耗。带隙核心电路后端接入多值偏置电路，提供可驱动LED负载的恒流源。
多值偏置产生电路后级接入缓冲电路隔离。缓冲电路降低电路的输出电阻，提高驱动阻性负载的能力，
缓冲电路后级接入比例采样电路，相对于传统的采样电路降低了采样功耗，提高了采样精度。
该线性调整型驱动电路提供的LED的恒流驱动电源，且恒流源不受温度及电源的影响，保证高精度的输出及驱动。比例采样方式提高了采样精度。
附图说明
图1为带隙核心电路。
图2为运算放大器电路。
图3为带隙基准电源电路。
图4为多值偏置产生电路。
图5为缓冲电路。
图6为比例采样电路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-6所示，LED负载采用恒流驱动方式。采用线性调整型驱动电路，包括带隙基准电源、多值偏置电路、缓冲电路及比例采样电路。
本实施例的用于驱动LED的恒流源， LED驱动电源采用线性调整型电路，适用于较小电流的场合。驱动LED的恒流源采用带隙结构的基准电源，主要包括四部分电路，偏置电路、运算放大器、启动电路及带隙核心电路。
偏置电路，为运算放大器提供偏置电压，由M14和R7组成，M14与电源VDD连接，R7正极与M14源极连接。偏置电路后级接入运算放大器。
运算放大器，提高电源精度提高， 提供具有大增益的宽电压输出。运算放大器失调、电流镜失配、电阻失配都会影响运算放大器的输出，同时影响基准电压的精度。所以应选用增益足够大的运算放大器。运算放大器选择两级p差分对输入的结构，该结构具有较高的电源电压抑制比。如图3所示，V b 由前级偏置电路提供。相对于P差分对输入结构的运算放大器的M5，M6侧加入了补偿电阻R 2 ，R 3 。R 2 ，R 3 为完全相同的电阻。输出端接入R S ，C S 补偿回路。M5与M1之间接入电容C d ，保证电路稳定M4隔离电源与输出端。
运算放大器后级接入启动电路，启动电路保证基准电源跳过刚加电时进入的不期望的稳定状态，使电路正常工作。当电路正常工作后，关闭启动电路或断开启动电路与工作电路的联系，减小功耗。启动电路有PMOS管M11，M12和NMOS管M13组成，M11，M12与运算放大器输出V out 连接，M13与M11的源极连接。电路处于零电流状态时，M11关断，M12导通，M13导通，M13向带隙电路注入电流，运放的正负输入端产生差量开始工作，且逐渐减小，当达到一定值时，M11导通，M13关断，M12关断。即带隙电路工作，启动电路断开与之的联系。
启动电路，电路跳过刚加电时进入的不期望的稳定状态，使电路正常工作，当电路正常工作后，关闭启动电路或断开启动电路与工作电路的联系；带隙核心电路，利用双级型晶体本身的负温度系数特点与两个工作在不同电流密度下的基极-发射极的差值△V BE 的正温度系数，通过一定的权值的加减，使得输出温度系数为0。
如图2所示，带隙基准电流源利用双极型晶体二极管发射极-基极电压所具有的负温度系数V BE ，及不同电流偏置下两个双极型晶体管的发射极-基极电压差V BE 所具有的正温度系数，将两个不同温度系数的电压按照合适的权重叠加，获得温度系数趋于0的参考电压。将温度系数趋于0的参考电压通过采样电阻得到温度系数趋近于0的电压V ref 。
带隙结构基准电源后级接入多值偏置电压产生电路。多值偏置电压产生电路后级接入缓冲电路隔离，缓冲电路降低电路的输出电阻，提高驱动阻性负载的能力。缓冲电路后级接入比例采样电路，将两个MOSFET管两端接入运算放大器，实现三端等电位，提供驱动电流的精度。该驱动电源可加入辅助电路，过温保护电路。
由带隙电路输出的基准电压不能直接提供基准电压，还需接入多值偏置产生电路。多值偏置产生电路由运算放大器A1、MOS管M15及电阻R8、R9构成。如图5为缓冲器电路结构。R8、R9为分压电阻。提供多值输出电压Vout1、Vout2，Vout2为预留端口，可为过温保护电路等模块提供基准电压。
缓冲电路实际上是一个单位增益放大电路，运算放大器A1、A2同输出电压Vout3构成反馈回路，通过对C2的充电实现电压跟随，使得Vout1≈Vout3。
比例采样电路如图6所示，由运算放大器A4、A5，PMOS管M18、M19，采样电阻R11及LED负载。运算放大器A4的输出端控制PMOS管M18、M19的栅极电压使其恒定，则M18支路和M19支路电流精确成比例。采样电阻R11的采样电压Vsense反馈至A4的反相端，与基准电压Vout3比较，调节运算放大器A4的输出电压，进而调节PMOS管M18、M19。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
Claims (6)
1.一种用于驱动LED的恒流源，其特征在于：它采用带隙结构的基准电源，包括偏置电路、运算放大器、启动电路及带隙核心电路；所述带隙结构的基准电源后级接入多值偏置电压产生电路，所述多值偏置电压产生电路后级接入缓冲电路隔离，所述缓冲电路降低电路的输出电阻，提高驱动阻性负载的能力，所述缓冲电路后级接入比例采样电路，将两个MOSFET管两端接入运算放大器，实现三端等电位，提供驱动电流的精度。
2.根据权利要求1所述的用于驱动LED的恒流源，其特征在于：所述偏置电路，为运算放大器提供偏置电压。
3.根据权利要求1所述的用于驱动LED的恒流源，其特征在于：所述运算放大器，提高电源精度提高， 提供具有大增益的宽电压输出。
4.根据权利要求1所述的用于驱动LED的恒流源，其特征在于：所述启动电路，电路跳过刚加电时进入的不期望的稳定状态，使电路正常工作；当电路正常工作后，关闭启动电路或断开启动电路与工作电路的联系。
5.根据权利要求1所述的用于驱动LED的恒流源，其特征在于：所述带隙核心电路，利用双级型晶体本身的负温度系数特点与两个工作在不同电流密度下的基极-发射极的差值△V BE 的正温度系数，通过一定的权值的加减，使得输出温度系数为0。
6.根据权利要求1所述的用于驱动LED的恒流源，其特征在于：该驱动电源可加入辅助电路，过温保护电路。
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| CN105511541A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-04-20 | 上海仪电科学仪器股份有限公司 | 恒流源生成电路 |
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