CN205726571U - 宽输入电压高精度恒流驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型一种宽输入电压高精度恒流驱动装置，在TON阶段，DRV输出高电平，M1导通，VIN经M1，RCS2，RCS1，L1，LED形成充电回路，对电感L1充电；在TOFF阶段，DRV输出低电平，M1关闭，L1，LED,D1，RCS2，RCS1形成放电回路，电感电流放电。恒流控制IC通过FB引脚检测RCS2，RCS1的端电压，在稳态下，FB脚对芯片地VSS的电压保持恒定，从而实现恒流控制。CS引脚逐周期监测电感电流，限制电感最大峰值电流，保证系统安全。本实用新型的优点在于：输出恒流精度高、低压差无过冲、负载调整率和线性调整率好和兼容输入电压范围宽。

Description

宽输入电压高精度恒流驱动装置
技术领域
本实用新型属于恒流驱动技术领域，具体涉及一种宽输入电压高精度恒流驱动装置。
背景技术
LED驱动电路广泛应用于各种照明及灯具。很多应用需要兼容宽输入电压范围。目前已知的宽输入电压范围的恒流驱动电路如图1所示，其具有电路简单，适用范围广等优点。然而图1所示电路有几个重要缺点：一、恒流精度不够高；二、负载调整率较差；三、低压差工作时输出电流过冲大易损坏灯具。这是因为电路只能在TON期间检测负载电流，其控制通常是开环控制，因此恒流效果不够好。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种宽输入电压高精度恒流驱动装置，其具有输出恒流精度高、低压差无过冲、负载调整率和线性调整率好和兼容输入电压范围宽的优点。
本实用新型一种宽输入电压高精度恒流驱动装置，VIN接电阻R1、电容C1、电感L1和负载至地，所述VIN接功率开关管M1集电极、功率开关管M1发射极、电流采样电阻RCS2和电流采样电阻RCS1至所述电容C1和所述电感L1之间，功率开关管M1基极接线至恒流控制IC的DRV引脚，所述恒流控制IC的FB引脚接电阻R2至功率开关管M1与所述电流采样电阻RCS2之间，再经续流二极管D1与所述负载共地，所述FB引脚与所述电阻R2之间接线至电容C2，再接至所述电容C1与所述电感L1之间，所述恒流控制IC的CS引脚接线至所述电流采样电阻RCS2和所述电流采样电阻RCS1之间，所述恒流控制IC的COMP引脚接线至电容Cc，再接至所述电容C1与所述电感L1之间，所述恒流控制IC的VSS引脚接线至所述电容C1与所述电感L1之间，恒流控制IC的TOFF引脚接线至电容C3或电阻R4，再接至所述电容C1与所述电感L1之间，所述恒流控制IC的VDD引脚接线至所述电阻R1和所述电容C1之间，再接二极管D2至所述电感L1和所述负载之间。
优选地，所述二极管D2至所述电阻R1和所述电容C1之间的接线上还设有电阻R3，或所述二极管D2至所述电感L1和所述负载之间的接线上还设有电阻R3。
优选地，所述负载为若干个LED。
优选地，用于滤波的所述电阻R2和所述电容C2设置于所述恒流控制IC内部。
优选地，所述引脚CS与所述引脚FB共用。
进一步地，所述恒流控制IC内部，所述TOFF引脚接关断时间/频率控制单元、逻辑电路单元和DRIVER至所述DRV引脚，所述CS引脚接比较器COMP1第一输入端，比较器COMP1第二输入端接VREF2，COMP1输出端接逻辑电路单元，所述FB引脚接误差放大器EA第一输入端，误差放大器EA第二输入端接VREF1，误差放大器EA输出端接比较器COMP2第一输入端，比较器COMP2输出端接至所述逻辑电路单元，比较器COMP2第一输入端接放大器A1输出端，放大器A1第一输入端接至所述COMP1第一输入端与所述CS引脚之间，放大器A1第二输入端接地，所述VDD引脚接偏置电路。
本实用新型的优点在于：
1)输出恒流精度高；
2)低压差无过冲；
3)负载调整率和线性调整率好；
4)兼容输入电压范围宽。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图只是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是传统的宽输入电压恒流驱动电路。
图2是本实用新型宽输入电压高精度恒流驱动装置。
图3是图2恒流控制IC内部的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例只用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
本实用新型实施例一，如图2所示，一种宽输入电压高精度恒流驱动装置，VIN接电阻R1、电容C1、电感L1和若干个LED至地，VIN接功率开关管M1集电极、功率开关管M1发射极、电流采样电阻RCS2和电流采样电阻RCS1至电容C1和电感L1之间，功率开关管M1基极接线至恒流控制IC的DRV引脚，恒流控制IC的FB引脚接电阻R2至功率开关管M1与电流采样电阻RCS2之间，再经续流二极管D1与若干个LED共地，FB引脚与电阻R2之间接线至电容C2，再接至电容C1与电感L1之间，恒流控制IC的CS引脚接线至电流采样电阻RCS2和电流采样电阻RCS1之间，恒流控制IC的COMP引脚接线至电容Cc，再接至电容C1与电感L1之间，恒流控制IC的VSS引脚接线至电容C1与电感L1之间，恒流控制IC的TOFF引脚接线至电容C3，再接至电容C1与电感L1之间，恒流控制IC的VDD引脚接线至电阻R1和电容C1之间，再接电阻R3、二极管D2至电感L1和若干个LED之间。
如图3所示，为实施例一恒流控制IC内部的电路结构图，TOFF引脚接关断时间/频率控制单元、逻辑电路单元和DRIVER(功率管驱动电路)至DRV引脚，CS引脚接比较器COMP1第一输入端，比较器COMP1第二输入端接VREF2，COMP1输出端接逻辑电路单元，FB引脚接误差放大器EA第一输入端，误差放大器EA第二输入端接VREF1，误差放大器EA输出端接比较器COMP2第一输入端，比较器COMP2输出端接至逻辑电路单元，比较器COMP2第一输入端接放大器A1输出端，放大器A1第一输入端接至COMP1第一输入端与CS引脚之间，放大器A1第二输入端接地，VDD引脚接偏置电路。
恒流控制IC包含如下引脚：
VDD：芯片电源引脚
VSS：芯片地
DRV：输出驱动脚，用来驱动功率管的栅极
FB：输出电流检测脚
CS：电感峰值电流检测脚
COMP：环路补偿脚
TOFF：关断时间/T作频率设置引脚
R1是启动电阻，在系统启动阶段对连接于VDD引脚的电容C1充电。
连接于TOFF引脚的电容C3用来设定系统关断时间/开关频率，C3也可用电阻R4替代。
连接于COMP引脚的电容Cc是用来做环路补偿用途。
M1是功率开关管，通常是NMOS。
电阻RCS1，RSC2是电流采样电阻。
电阻R2及电容C2构成低通滤波器，对电流采样电阻RCS2的电压滤波，可使得系统获得更好的恒流效果。
L1是储能电感。
二极管D2和电阻R3，用来对恒流控制IC辅助供电。
关断时间/频率控制单元用来设定系统的关断时间或者开关频率。DRIVER(功率管驱动电路)用来驱动外接功率管栅极。偏置电路用来产生偏置及基准电压。逻辑电路的功能是根据COMP2，COMP1的输出以及关断时间/频率控制单元的输出生成PWM信号，控制系统的占空比。
其工作原理是：
在TON阶段，DRV输出高电平，M1导通，VIN经M1，RCS2，RCS1，L1，LED形成充电回路，对电感L1充电；在TOFF阶段，DRV输出低电平，M1关闭，L1，LED，D1，RCS2，RCS1形成放电回路，电感电流放电。
恒流控制IC通过FB引脚检测RCS2，RCS1的端电压，在稳态下，FB脚对芯片地VSS的电压保持恒定，从而实现恒流控制。CS引脚逐周期监测电感电流，限制电感最大峰值电流，保证系统安全。
如图2所示装置对电流控制而言是闭环控制，其在TON，TOFF期间都能检测电感电流，因此可以获得高精度恒流输出。
本实用新型实施例二，与实施例一不同的是，外围的滤波器件R2和C2置于恒流控制IC内部，C3改用电阻R4，拿走电阻R3(用于辅助供电)，引脚CS与FB引脚共用(电感峰值电流检测)等。上述无需创造性的局部变动，仍然包含在本实用新型的保护范围之类。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种宽输入电压高精度恒流驱动装置，其特征在于：VIN接电阻R1、电容C1、电感L1和负载至地，所述VIN接功率开关管M1集电极、功率开关管M1发射极、电流采样电阻RCS2和电流采样电阻RCS1至所述电容C1和所述电感L1之间，功率开关管M1基极接线至恒流控制IC的DRV引脚，所述恒流控制IC的FB引脚接电阻R2至功率开关管M1与所述电流采样电阻RCS2之间，再经续流二极管D1与所述负载共地，所述FB引脚与所述电阻R2之间接线至电容C2，再接至所述电容C1与所述电感L1之间，所述恒流控制IC的CS引脚接线至所述电流采样电阻RCS2和所述电流采样电阻RCS1之间，所述恒流控制IC的COMP引脚接线至电容Cc，再接至所述电容C1与所述电感L1之间，所述恒流控制IC的VSS引脚接线至所述电容C1与所述电感L1之间，恒流控制IC的TOFF引脚接线至电容C3或电阻R4，再接至所述电容C1与所述电感L1之间，所述恒流控制IC的VDD引脚接线至所述电阻R1和所述电容C1之间，再接二极管D2至所述电感L1和所述负载之间。
2.根据权利要求1所述的宽输入电压高精度恒流驱动装置，其特征在于：所述二极管D2至所述电阻R1和所述电容C1之间的接线上还设有电阻R3，或所述二极管D2至所述电感L1和所述负载之间的接线上还设有电阻R3。
3.根据权利要求1所述的宽输入电压高精度恒流驱动装置，其特征在于：所述负载为若干个LED。
4.根据权利要求1所述的宽输入电压高精度恒流驱动装置，其特征在于：用于滤波的所述电阻R2和所述电容C2设置于所述恒流控制IC内部。
5.根据权利要求1所述的宽输入电压高精度恒流驱动装置，其特征在于：所述引脚CS与所述引脚FB共用。
6.根据权利要求1所述的宽输入电压高精度恒流驱动装置，其特征在于：所述恒流控制IC内部，所述TOFF引脚接关断时间/频率控制单元、逻辑电路单元和DRIVER至所述DRV引脚，所述CS引脚接比较器COMP1第一输入端，比较器COMP1第二输入端接VREF2，COMP1输出端接逻辑电路单元，所述FB引脚接误差放大器EA第一输入端，误差放大器EA第二输入端接VREF1，误差放大器EA输出端接比较器COMP2第一输入端，比较器COMP2输出端接至所述逻辑电路单元，比较器COMP2第一输入端接放大器A1输出端，放大器A1第一输入端接至所述COMP1第一输入端与所述CS引脚之间，放大器A1第二输入端接地，所述VDD引脚接偏置电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106941751A (zh) * 2017-04-27 2017-07-11 宁波迪明斯电子科技有限公司 一种可变电压的驱动电路
CN107071964A (zh) * 2017-02-10 2017-08-18 深圳欧创芯半导体有限公司 低压差输出电流过冲抑制电路

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