CN211293047U - 一种零电流采样电路及led驱动 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种零电流采样电路，应用于BUCK电路，输入电压连接主开关MOSFET管Q1漏极，Q1源极一路经过电感Lbuck连接输出电压和输出负载，另一路连接同步整流模块续流端，Q1的栅极接收主控模块驱动信号，同步整流控制模块向主控模块传递零电流采样信号；所述同步整流模块包括同步整流芯片，所述同步整流芯片的GDRV端口连接同步整流驱动电阻R1的一端，R1的另一端连接同步整流MOSFET管Q2的栅极；Q2的栅极连接主控模块的零电流检测端，源极接地，漏极一路连接同步整流芯片的CS端口，另一路作为同步整流模块的续流端。还公开了一种应用零电流采样电路的LED驱动，能够精准控制峰值电流和零电流开通，实现宽范围平稳调光，适应市场多样化需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明电源领域，具体涉及一种零电流采样电路及LED驱动。
背景技术
在高频开关电源里面，零电流采样是很多拓扑电路里控制的关键，被广泛应用于临界导通模式的开关电源电路里面，比如临界导通模式APFC(有源功率因数校准)电路、临界导通模式FLYBACK电路和临界导通模式BUCK电路等。
通常，零电流采样都会通过电感或变压器的反馈绕组上的电压信号来确定是否电流过零。如果用这种方式采样零电流的话，那么磁性元件就必须具有一个反馈绕组。这样不但使得磁性元件的加工变得复杂，而且也需要占用更多的PCB板空间。同时，在电路信号检测方面，随着电路的输入电压或输出电压的改变，反馈绕组上的电压幅值也会改变，如果磁性元件的匝比设置不合适，应用在某些非常宽范围的输入输出时，有可能导致无法准确地采样到零电流所对应的电压信号。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种零电流采样电路及LED驱动，能够简单精准地得到零电流信号，实现精准恒流或恒压的控制。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种零电流采样电路，应用于BUCK电路，输入电压连接主开关MOSFET管Q1漏极，主开关MOSFET管Q1源极一路经过电感Lbuck连接输出电压和输出负载，另一路连接同步整流模块续流端，主开关MOSFET管Q1的栅极接收主控模块驱动信号，同步整流控制模块向主控模块传递零电流采样信号；
所述同步整流模块包括同步整流芯片，所述同步整流芯片的GDRV端口连接同步整流驱动电阻R1的一端，R1的另一端连接同步整流MOSFET管Q2的栅极；同步整流MOSFET管Q2的栅极连接主控模块的零电流检测端，Q2的源极接地，漏极一路连接同步整流芯片的CS端口，另一路作为同步整流模块的续流端。
进一步地，所述主控模块包括主控芯片，主控芯片的ZCD端口第一路通过零电流采样分压电阻R3接地，第二路连接零电流采样分压电阻R2的一端，R2的另一端作为主控模块的零电流检测端；主控芯片的HGDRV端口输出驱动信号。
进一步地，所述输入电压通过滤波电容C in接地。
进一步地，所述输出电压通过滤波电容Cout接地。
进一步地，所述主控芯片的HGDRV端口通过自举高端驱动连接主开关MOSFET管Q1的栅极。
本实用新型还提供了一种LED驱动，应用上述的零电流采样电路，用于控制LED灯具输入电压。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的零电流采样电路，通过同步整流MOSFET替代BUCK电路的续流二极管，通过专用的同步整流芯片控制开通和关断，以同步整流MOSFET的栅极驱动信号作为判断BUCK电感零电流的信号，能够得到更好的输出效率，而且，以同步整流MOSFET的栅极驱动信号作为零电流检测信号，不需要在BUCK电感上增加反馈绕组，简化了BUCK电感的设计，节省了PCB板的占用面积，可以选择更小型化的电感，能够提高产品的功率密度。
同时，同步整流芯片的电源电压采用相对稳定的直流电压，不受反馈绕组反馈电压幅值变化的影响，不管输出电压的范围有多宽，MOSFET上的驱动电压的幅值始终能保持稳定。零电流采样电压信号不会随着输出电压的变化而变化，可以得到稳定幅值的零电流采样电压信号，使得实现精准恒流或恒压的控制成为可能。
本实用新型的LED驱动，由于能精准地控制峰值电流和零电流开通，使得输出电流范围更宽，而且输出平稳，可实现宽范围调光，且低亮度输出时无闪烁，适应市场多样化的需求。产品的电路效率可以高达98％以上，电源体积更小，整机功率密度更高。
附图说明
图1是本实用新型零电流采样电路实施例电路连接图；
图2是本实用新型零电流采样电路峰值电流-时间关系图。
其中，1-BUCK电路输入滤波电容，2-BUCK电路主控芯片，3-BUCK电路主开关MOSFET管，4-BUCK电路自举高端驱动电路，5-BUCK电路同步续流MOSFET管，6-零电流采样分压电阻，7-零电流采样分压电阻，8-同步整流MOSFET驱动电阻，9-BUCK电感，10-同步整流芯片，11-输出滤波电容，12-输出负载，100-主控模块，200-同步整流模块。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例公开了一种应用于BUCK电路的零电流采样电路，输入电压Vin连接BUCK电路主开关MOSFET管Q1的漏极，主开关MOSFET管Q1的源极一路经过BUCK电感Lbuck连接输出电压Vout和输出负载，另一路连接同步整流模块200的续流端，主开关MOSFET管Q1的栅极接收主控模块100的驱动信号，同步整流控制模块200向主控模块100传递零电流采样信号。
其中，同步整流模块200包括同步整流芯片，所述同步整流芯片的GDRV端口连接同步整流驱动电阻R1的一端，R1的另一端连接同步整流MOSFET管Q2的栅极；同步整流MOSFET管Q2的栅极连接主控模块100的零电流检测端，Q2的源极接地，漏极一路连接同步整流芯片的CS端口，另一路作为同步整流模块200的续流端。
主控模块100包括主控芯片，主控芯片的ZCD端口第一路通过零电流采样分压电阻R3接地，第二路连接零电流采样分压电阻R2的一端，R2的另一端作为主控模块100的零电流检测端，连接同步整流模块200；主控芯片的HGDRV端口通过自举高端驱动连接主开关MOSFET管Q1的栅极，输出驱动信号。
输入电压Vin通过滤波电容Cin接地，输出电压Vout通过滤波电容Cout接地。
本实施例的上述零电流采样电路可以应用于LED驱动中，精准地控制零电流的开通，实现在很宽的电压电流范围内平稳输出，低亮度输出时无闪烁现象。
如图2所示，在峰值电流控制临界模式的BUCK电路中，主控芯片在0时刻开通BUCK电路主开关MOSFET管，此时，电流流经的回路为图1中的BUCK电路输入滤波电容、BUCK电路主开关MOSFET管、BUCK电感以及并联的输出负载和输出滤波电容。峰值电流从零开始增加，当到达设定值Ipk时，主控芯片就会关闭BUCK电路的主开关MOSFET管，峰值电流从0上升到Ipk这段时间，我们称之为Ton。之后，因为BUCK电感电流不能突变，通过输出负载和同步整理MOSFET管进行续流，此时电流流经的回路为图1中的BUCK电感、同步整理MOSFET管以及并联的输出负载和输出滤波电容，电流从Ipk下降到0，电流从Ipk下降到0这段时间，我们称之为Toff。Ton加Toff等于开关周期T，如图2所示。当主控芯片检测到电流为0时，打开BUCK电路主开关MOSFET管，BUCK电感电流继续从零增加到Ipk，这样周而复始。
根据三角形面积的计算公式可以得出一个周期T内的BUCK电感电流平均值，也就是输出电流的平均值Iavg＝0.5*Ipk。所以，要想精准控制输入电流的平均值，必须要精准控制Ipk，以及得到一个精准的零电流开通的位置。Ipk通常由高速比较器或者固定Ton来得到，零电流信号由同步整流MOSFET的栅极驱动信号得到。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种零电流采样电路，应用于BUCK电路，其特征是，输入电压连接主开关MOSFET管Q1漏极，主开关MOSFET管Q1源极一路经过电感Lbuck连接输出电压和输出负载，另一路连接同步整流模块续流端，主开关MOSFET管Q1的栅极接收主控模块驱动信号，同步整流控制模块向主控模块传递零电流采样信号；
所述同步整流模块包括同步整流芯片，所述同步整流芯片的GDRV端口连接同步整流驱动电阻R1的一端，R1的另一端连接同步整流MOSFET管Q2的栅极；同步整流MOSFET管Q2的栅极连接主控模块的零电流检测端，Q2的源极接地，漏极一路连接同步整流芯片的CS端口，另一路作为同步整流模块的续流端。
2.根据权利要求1所述的零电流采样电路，其特征是，所述主控模块包括主控芯片，主控芯片的ZCD端口第一路通过零电流采样分压电阻R3接地，第二路连接零电流采样分压电阻R2的一端，R2的另一端作为主控模块的零电流检测端；主控芯片的HGDRV端口输出驱动信号。
3.根据权利要求1所述的零电流采样电路，其特征是，所述输入电压通过滤波电容Cin接地。
4.根据权利要求1所述的零电流采样电路，其特征是，所述输出电压通过滤波电容Cout接地。
5.根据权利要求2所述的零电流采样电路，其特征是，所述主控芯片的HGDRV端口通过自举高端驱动连接主开关MOSFET管Q1的栅极。
6.一种LED驱动，其特征是，应用权利要求1-5所述任意一种零电流采样电路，用于控制LED灯具输入电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201922244035.0U CN211293047U (zh) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | 一种零电流采样电路及led驱动 |
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Publications (1)
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| CN211293047U true CN211293047U (zh) | 2020-08-18 |
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Family Applications (1)
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| CN201922244035.0U Active CN211293047U (zh) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | 一种零电流采样电路及led驱动 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN211293047U (zh) |
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2019
- 2019-12-13 CN CN201922244035.0U patent/CN211293047U/zh active Active
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