CN203399345U - Led开关电源恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

LED开关电源恒流驱动电路，涉及电子技术。本实用新型包括整流滤波电路、功率管、RS触发器、振荡器和运算放大器，RS触发器的两个输入端分别接运算放大器的输出端和振荡器，Q端接功率管的栅极，其特征在于，运算放大器通过延迟翻倍电路接RS触发器的输入端。本实用新型的有益效果是，相比已有的BUCK结构恒流驱动电路，本实用新型在环路中增加了一个延迟翻倍电路，使输出电流与LED电压、时钟周期和电感大小无关，恒流特性好。

Description

LED开关电源恒流驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术，特别涉及集成电路技术。

背景技术

图1a所示为BUCK结构恒流驱动电路，图1b为工作波形图。当电感电流即LED输出电流增加至Vcs/Rcs时比较器输出翻转，给RS触发器一个RESET信号，RS触发器输出Q为低电平，功率管开路，电感电流下降。电感峰值电流为

$\mathrm{Ipeak}=\frac{\mathrm{Vcs}}{\mathrm{Rcs}}$

经过固定时间Toff后，电感电流（与LED电流相同）减小，减小的幅度为

$\mathrm{\ΔI}=\frac{\mathrm{Toff}}{L}\mathrm{Vout}$

所以有在恒关断时间模式，输出电流

$I=\frac{\mathrm{Vcs}}{\mathrm{Rcs}}-\frac{1}{2}\frac{\mathrm{Toff}}{L}\mathrm{Vout}$

其中Vcs为峰值电流阈值电压，Rcs为反馈电阻，Toff为关断时间，L为电感，Vout为LED输出电压。

可以看出输出仍然受LED电压、关断时间和电感大小的影响。其原因为在BUCK电路中电感电流为三角波，其峰值固定，其三角电流幅值大小由LED电压、时钟周期和电感大小决定。通常这三个参数都有比较大的偏差，所以BUCK结构的恒流性能天生受这些外围器件参数影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有良好恒流特性的LED驱动电路。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是，LED开关电源恒流驱动电路，包括整流滤波电路、功率管、RS触发器、振荡器和运算放大器，RS触发器的两个输入端分别接运算放大器的输出端和振荡器，Q端接功率管的栅极，其特征在于，运算放大器通过延迟翻倍电路接RS触发器的输入端。

所述延迟翻倍电路包括：依次串联的第一恒流源、第一开关器件、第二开关器件、第二恒流源，第二恒流源一端接地，第一开关器件和第二开关器件的连接点通过电容接地，第一开关器件和第二开关器件的连接点还通过反相器接第二RS触发器的输入端，第二RS触发器的Q端作为输出点；输入点接第一开关器件的控制端，输入点还通过反相器接与门的一个输入端，与门的另一个输入端接输出点，与门的输出端接第二开关器件的控制端。

本实用新型的有益效果是，相比已有的BUCK结构恒流驱动电路，本实用新型在环路中增加了一个延迟翻倍电路，使输出电流与LED电压、时钟周期和电感大小无关，恒流特性好。

附图说明

图1a是现有技术的电路图。

图1b是现有技术的工作波形图。

图2a是本实用新型的电路图。

图2b是本实用新型的工作波形图。

图3a是本实用新型的延迟翻倍电路的示意图。

图3b是本实用新型的延迟翻倍电路的波形图。

具体实施方式

本实用新型的LED开关电源恒流驱动电路包括整流滤波电路、功率管、RS触发器、振荡器和运算放大器，RS触发器的两个输入端分别接运算放大器的输出端和振荡器，Q端接功率管的栅极，其特征在于，运算放大器通过延迟翻倍电路接RS触发器的输入端。

所述延迟翻倍电路包括：依次串联的第一恒流源、第一开关器件SW1、第二开关器件SW2、第二恒流源，第二恒流源一端接地，第一开关器件SW1和第二开关器件SW2的连接点通过电容接地，第一开关器件SW1和第二开关器件SW2的连接点还通过反相器接第二RS触发器的输入端，第二RS触发器的Q端作为输出点；输入点接第一开关器件SW1的控制端，输入点还通过反相器接与门的一个输入端，与门的另一个输入端接输出点，与门的输出端接第二开关器件的控制端。图中的IN是来自输入点的输入信号，OUT表示输出点的输出信号。

参见图2。在每一个关断时间内，电感电流（与LED电流相同）减小，减小的幅度为

$\mathrm{\ΔI}=\frac{\mathrm{Toff}}{L}\mathrm{Vout}$

关断时间结束时，OSC（振荡电路）给触发器一个SET信号，RS触发器输出Q为高电平，功率管短路，电感电流持续增加。当电感电流从初始值Ivall增加到I=Vcs/Rcs时，比较器输出翻转。此阶段耗时

$T1=L(\frac{\mathrm{Vcs}}{\mathrm{Rcs}}-\mathrm{Ivall})/(\mathrm{Vin}-\mathrm{Vout})$

DD电路（延迟翻倍电路）的功能为将此时间翻倍。故经过T2=T1时间后，DD电路给RS触发器一个RESET信号，RS触发器输出Q为低电平，功率管开路，电感电流达到峰值。电流的峰值为

$\mathrm{Ipeak}=\frac{\mathrm{Vcs}}{\mathrm{Rcs}}+\frac{T2}{L}(\mathrm{Vin}-\mathrm{Vout})=2\frac{\mathrm{Vcs}}{\mathrm{Rcs}}-\mathrm{Ivall}$

功率管开路后电感电流开始减小，经过一个关断时间，电流降到Ivall。由此可知，电感电流即LED输出电流的均值

$\mathrm{ILED}=\frac{\mathrm{Ivall}+\mathrm{Ipeak}}{2}=\frac{\mathrm{Vcs}}{\mathrm{Rcs}}$

可见本实用新型的开关电源恒流驱动电路，其输出与LED电压、时钟周期和电感大小无关。

延迟翻倍电路如图3所示。输入信号IN输入为高电平，RS触发器被SET置位，输出为高电平。且此时SW1短路，电容CAP被充电，电压从初始值上升。直至输入信号IN翻转，输入低电平，此时SW1开路而SW2短路，电容CAP被放电，电压下降。当电容CAP电压降至初始值，RS触发器被RESET复位，输出翻转为低电平，且放电停止，CAP电压保持在初始值。充电电流和放电电流相等，故有充电时间与放电时间相等，输出OUT的脉冲宽度是输入IN脉冲宽度的2倍。

Claims (2)

1.LED开关电源恒流驱动电路，包括整流滤波电路、功率管、RS触发器、振荡器和运算放大器，RS触发器的两个输入端分别接运算放大器的输出端和振荡器，Q端接功率管的栅极，其特征在于，运算放大器通过延迟翻倍电路接RS触发器的输入端。 

2.如权利要求1所述的LED开关电源恒流驱动电路，其特征在于，所述延迟翻倍电路包括：依次串联的第一恒流源、第一开关器件(SW1)、第二开关器件(SW2)、第二恒流源，第二恒流源一端接地，第一开关器件(SW1)和第二开关器件(SW2)的连接点通过电容接地，第一开关器件(SW1)和第二开关器件(SW2)的连接点还通过反相器接第二RS触发器的输入端，第二RS触发器的Q端作为输出点；输入点接第一开关器件(SW1)的控制端，输入点还通过反相器接与门的一个输入端，与门的另一个输入端接输出点，与门的输出端接第二开关器件的控制端。 

Images