TW201404240A - 電感電流檢測電路以及應用其的ｌｅｄ驅動電路 - Google Patents

電感電流檢測電路以及應用其的ｌｅｄ驅動電路 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種開關電源中的電感電流檢測電路以及應用其的LED驅動電路。依據本發明實施例的電感電流檢測電路，透過一電壓採樣和保持電路可以精確的檢測電感電流斷續工作模式下的電感電流結束時間，從而可以精確的獲得電感電流持續時間。依據本發明實施例的LED驅動電路，透過上述電感電流檢測電路，可以精確的獲得電感電流平均值，即可以精確的獲得該LED驅動電路的輸出電流資訊，從而提高了電流控制精度；並且，實現了功率因數校正，獲得了較高的功率因數。

Description

電感電流檢測電路以及應用其的LED驅動電路
本發明係關於電子技術領域，更具體的說，關於一種開關電源中的電感電流檢測電路以及應用其的LED驅動電路。
隨著照明行業的不斷創新和迅速發展，加之節能和環保日益重要，LED照明作為一種革命性的節能照明技術，正在飛速發展。但是，由於LED自身的伏安特性及溫度特性，使得LED對電流的敏感度要高於對電壓的敏感度，故不能由傳統的電源直接給LED供電。因此，要用LED作照明光源首先就要解決電源驅動的問題。傳統的LED驅動電源雖然可以實現LED亮度調節，但是不能實現功率因數校正，輸入功率因數比較低，諧波比較大。
參考圖1，所示為採用現有技術的一種LED驅動電路的原理框圖。交流輸入電源AC依次經過EMI抗電磁干擾電路、整流電路和濾波電容Cin進行整流濾波後，形成一直流輸入電壓Vin。功率級電路包括功率電晶體Q0，二極體D0和電感L0，以接收直流輸入電壓Vin，以產生恒定 的輸出電流IO來驅動負載LED。控制電路包括電流採樣電路，比較器CMP和RS觸發器。電流採樣電路與功率電晶體Q0連接，以採樣流過功率電晶體Q0的電流以獲得採樣電壓Vsense，並與基準值Vref進行比較，比較結果輸入至RS觸發器的復位端；RS觸發器的置位端接收一固定頻率的時鐘信號CLK。在每一開關週期內，時鐘信號CLK置位RS觸發器，以控制功率電晶體Q0導通；在經過一定的時間後，當採樣電壓大於基準值時，復位RS觸發器，以控制功率電晶體Q0關斷。周而復始，根據該時鐘信號CLK以及採樣電壓Vsense來控制功率電晶體Q0週期性的導通或者關斷，以維持輸出電流IO恒定來驅動負載LED。
可見，採用圖1所示的LED驅動電路，可以實現對負載LED的恒流驅動，但是不能實現功率因數校正，輸入功率因數比較低，諧波比較大。
參考圖2，所示為採用現有技術的另一種LED驅動電路的原理框圖。功率級電路包括功率電晶體Q1，二極體D1和電感L1，以接收直流輸入電壓Vin，以產生恒定的輸出電流IO來驅動負載LED。控制電路包括功率電晶體的電流採樣電路，輸入電壓採樣電路，比較器CMP和RS觸發器。其工作原理為：輸入電壓採樣電路(包括電阻R1和R2)採樣直流輸入電壓Vin，以獲得輸入電壓採樣信號Vin_sense；電流採樣電路與功率電晶體Q1連接，以採樣流過功率電晶體Q1的電流以獲得採樣電壓Vsense； 將輸入電壓採樣信號作為基準信號與採樣電壓進行比較，以透過RS觸發器控制功率電晶體Q1的開通與關斷，從而實現對負載LED的驅動電流的控制，同時實現輸入端的功率因數校正。但是，採樣這種實現方法，由於只採樣功率電晶體Q1的電流而沒有直接採樣負載電流，因此輸出電流控制精度不高；並且，上述LED驅動電路的功率因數校正並不理想，功率因數並不高。
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種應用於開關電源中的電感電流檢測電路，以準確的獲得輸出電流資訊，以及提供一種高效率、高功率因數的LED驅動電路。
依據本發明一實施例的電感電流檢測電路，應用於不連續導電模式的開關電源中，包括，電壓檢測電路，用以根據該開關電源中的功率電晶體的汲源電壓產生一採樣電壓；電壓保持電路，與該電壓檢測電路連接，以接收該採樣電壓，並進行採樣保持以獲得一保持電壓；比較電路，分別與該電壓檢測電路和該電壓保持電路連接，以分別接收該採樣電壓和該保持電壓，並對兩者進行比較；當檢測到該採樣電壓小於該保持電壓時，產生表徵該開關電源的電感電流結束時刻的過零信號。
進一步的，該電壓檢測電路包括一輔助電感；其中， 該輔助電感與該開關電源中的電感耦接，以根據該輔助電感上的感應電壓產生一感應電壓。
進一步的，該電壓保持電路包括依次串聯連接在該採樣電壓和地之間的電阻和電容，還包括與該電阻並聯連接的電晶體；在該開關電源中的功率電晶體的關斷狀態時刻，控制該電晶體導通，以在該電阻和電容的公共連接點處產生該保持電壓。
較佳的，該比較電路包括一比較器，其同相輸入端接收該保持電壓，反相輸入端接收該採樣電壓，輸出端的輸出信號作為該過零信號。
依據本發明的一種高功率因數的LED驅動電路，包括上述的電感電流檢測電路，還包括，功率級電路和控制電路；該控制電路接收該過零信號，以產生相應的控制信號來控制該功率級電路中的功率電晶體的開關動作；在每一開關週期內，在該過零信號的一延時時間後，該控制信號控制該功率電晶體開通；在該功率電晶體開通後的一導通時間區間後，該控制信號控制該功率電晶體關斷；其中，該導通時間區間與該LED驅動電路的當前輸出電流和期望輸出電流之間的誤差成正比例關係。
進一步的，該控制電路包括開通信號發生電路，關斷信號發生電路和邏輯電路；其中， 該開通信號發生電路，接收該過零信號，以在該延時時間後產生開通信號；該關斷信號發生電路，接收該過零信號，表徵該電感電流的檢測電壓，該控制信號和表徵該期望輸出電流的基準電流源，以獲得該導通時間區間，並在該導通時間區間的結束時刻產生關斷信號；該邏輯電路，分別與該開通信號發生電路和該關斷信號發生電路連接，以分別接收該開通信號和該關斷信號來產生該控制信號。
進一步的，該關斷信號發生電路包括電感電流平均值計算電路，誤差運算電路和固定時間發生電路；其中，該電感電流平均值計算電路，接收該過零信號，該控制信號和表徵該電感電流的檢測電壓以產生表徵電感電流平均值的平均電壓；該誤差運算電路接收該基準電流源和該平均電壓，以獲得一誤差信號；該固定時間發生電路接收該誤差信號以產生該導通時間區間。
進一步的，該電感電流平均值計算電路包括電感電流峰值採樣和保持電路，電感電流持續時間發生電路和峰值-平均值轉換電路；其中，電感電流峰值採樣和保持電路與該功率電晶體連接，以採樣該電感電流，並獲得表徵該電感電流峰值的峰值檢 測電壓；電感電流持續時間發生電路接收該控制信號和該過零信號，以獲得電感電流持續時間，該電感電流持續時間自該控制信號的開始時刻開始至產生該過零信號為止；峰值-平均值轉換電路，接收該峰值檢測電壓和該電感電流持續時間，以獲得表徵該電感電流平均值的平均電壓。
較佳的，該電感電流持續時間發生電路包括一D觸發器，其復位端接收該控制信號，時鐘端接收該過零信號，輸出端的輸出信號作為該電感電流持續時間。
較佳的，該邏輯電路包括一RS觸發器，其置位端接收該開通信號，重定端接收該關斷信號，輸出端的輸出信號作為該控制信號
依據本發明實施例的電感電流檢測電路，透過對表徵電感電流的感應電壓的採樣和保持可以精確的檢測電感電流斷續工作模式下的電感電流結束時間，從而可以精確的獲得電感電流持續時間。
依據本發明實施例的LED驅動電路，透過上述電感電流檢測電路，可以精確地計算電感電流平均值，即可以精確的獲得該LED驅動電路的輸出電流資訊，從而提高了電流控制精度；並且，透過對電感電流結束時間的精確檢測，可以準確的實現對功率電晶體的準諧振驅動，降低了開關損耗， 提高了工作效率；同時，透過對電感電流的控制，實現了功率因數校正，獲得了較高的功率因數，減小了對EMI抑制電路的要求，從而減小了電源設備的體積和重量。
依據本發明實施例的高功率因數，高效率的LED驅動電路符合電磁相容EMC標準，高電流控制精度，高可靠性、體積小、成本低等一系列要求。
301‧‧‧控制和驅動電路
302‧‧‧電壓檢測電路
303‧‧‧電壓保持電路
304‧‧‧比較電路
401‧‧‧電感電流檢測電路
402‧‧‧開通信號發生電路
403‧‧‧關斷信號發生電路
404‧‧‧邏輯電路
405‧‧‧控制電路
406‧‧‧驅動電路
501‧‧‧及閘
502‧‧‧單脈衝延時發生電路
503‧‧‧或閘
504‧‧‧電感電流平均值計算電路
505‧‧‧誤差運算電路
506‧‧‧固定時間發生電路
507‧‧‧RS觸發器
601‧‧‧電感電流峰值採樣和保持電路
602‧‧‧運算放大器
603‧‧‧電晶體
604‧‧‧電阻
605‧‧‧D觸發器
606‧‧‧開關
607‧‧‧開關
608‧‧‧電阻
609‧‧‧電容
610‧‧‧誤差運算電路
611‧‧‧電容
612‧‧‧固定時間發生電路
圖1所示為採用現有技術的一種LED驅動電路的原理框圖；圖2所示為採用現有技術的另一種LED驅動電路的原理框圖；圖3A所示為依據本發明實施例的一種電感電流檢測電路的原理框圖；圖3B所示為圖3A所示的依據本發明實施例的電感電流檢測電路的工作波形圖；圖4A所示為依據本發明實施例的一種LED驅動電路的原理框圖；圖4B所示為圖4A所示的依據本發明實施例的LED驅動電路的工作波形圖；圖5所示為依據本發明實施例的另一LED驅動電路的原理框圖；圖6所示為依據本發明一實施例的關斷信號發生電路 的原理框圖。
以下結合附圖對本發明的幾個較佳實施例進行詳細描述，但本發明並不僅僅限於這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發明有徹底的瞭解，在以下本發明較佳實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。
以下結合具體實施例詳細說明依據本發明的電感電流檢測電路。
參考圖3A，所示為依據本發明實施例的一種電感電流檢測電路的原理框圖。在該實施例中，該電感電流檢測電路應用於一降壓型LED驅動電路中以檢測電感電流的結束時刻。其中，該降壓型LED驅動電路工作於不連續導電工作模式(DCM電感電流斷續工作模式)。
在該實施例中，電感電流檢測電路包括電壓檢測電路302，電壓保持電路303和比較電路304；其中，電壓檢測電路302與該降壓型LED驅動電路中的電感L耦合，以根據該電感上的電流產生一感應電壓，並對該感應電壓進行採樣得到一採樣電壓VS；這裡，該感應電壓可以表徵功率電晶體Q的汲源電壓；電壓保持電路303與電壓檢測電路302連接，以接收採樣電壓VS，並進行採樣保持以獲得一保持電壓VH； 比較電路304分別與電壓檢測電路302和電壓保持電路303連接，以分別接收採樣電壓VS和保持電壓VH，並對兩者進行比較；當採樣電壓小於保持電壓VH時，產生表徵電感電流結束時刻的過零信號SZ。
以下結合圖3B所示的圖3A所示的依據本發明實施例的電感電流檢測電路的工作波形圖來詳細說明電感電流檢測電路的工作原理。
在一個開關週期T(t0時刻至t3時刻)內，在控制信號Vctrl的有效狀態時間區間(t0時刻至t1時刻)內，電感電流iL由零持續上升至電感電流峰值；在控制信號Vctrl的無效狀態時間區間(t1時刻至t3時刻)內，電感電流iL由電感電流峰值持續下降，在t2時刻電感電流提前下降至零。
在電感電流降為零後，由於電感L和功率電晶體Q的寄生電容之間發生諧振，在t2時刻，採樣電壓VS開始下降。
由於電壓保持電路303對採樣電壓VS的保持作用，使得保持電壓VH的下降速率小於採樣電壓VS。
比較電路304將接收到的採樣電壓VS和保持電壓VH進行比較，在電感電流不為零的時間區間內(t1時刻至t2時刻)，採樣電壓VS與保持電壓VH相等；當在t2時刻，電感電流iL降為零時，採樣電壓VS小於保持電壓VH；因此，採樣電壓VS小於保持電壓VH的起始時刻即為電感電流iL的結束時刻，在t2時刻比較電路304產生過零信號 SZ。
進一步的，在圖3A所示的實施例中，分別給出了電壓檢測電路302，電壓保持電路303和比較電路304的一種具體實現方式。本領域技術人員根據本發明的原理和公開的實施例的教導，可以得知其他合適形式的電路結構同樣可以適用於本發明，本發明並不受已公開的實施方式的限制。
在該實施例中，電壓檢測電路302包括輔助電感LS和分壓電阻網路。其中，輔助電感LS與LED驅動電路中的電感L耦接，以根據該電感L上的電流產生一感應電壓；依次串聯連接在該輔助電感LS兩端的電阻Rf1和電阻Rf2組成的分壓電阻網路對輔助電感LS上的輸出感應電壓進行分壓，以在電阻Rf1和電阻Rf2的公共連接點A產生表徵電感電流的採樣電壓VS。在該實施例中，表徵LED驅動電路中的電感L的電感電流的感應電壓與功率電晶體Q的汲源電壓同相，因此，可以透過輔助電感LS與分壓電阻網路來實現電壓檢測電路302。但是，電壓檢測電路並不局限於上述實現方式，其他合適形式的電壓檢測電路同樣適用於本發明的電感電流檢測電路，如直接採樣功率電晶體的汲源電壓等。
電壓保持電路303包括依次串聯連接在公共連接點A和地之間的電阻RH和電容CH，以及與該電阻RH並聯連接的電晶體SW。該電晶體SW的開關狀態由控制信號Vctrl的非信號進行控制。在控制信號Vctrl變為無效狀態時 刻，開關SW閉合，保持電壓VH迅速跟隨採樣電壓VS。在一定維持時間後(在該實施例中為2us)，電晶體SW斷開；之後保持電壓VH透過電阻RH和電容CH進行保持。在電感電流結束之前(t2時刻之前)，採樣電壓VS維持基本不變，保持電壓VH與採樣電壓VS基本相等。而當在電感電流結束之後(t2時刻之後)，由於諧振的影響，採樣電壓VS開始下降，由於電容CH對電壓的保持作用，B點(電阻RH和電容CH的公共連接點)的電壓即保持電壓VH緩慢下降，下降速率小於A點處的採樣電壓VS，因此保持電壓VH會高於採樣電壓VS。
比較電路304包括一比較器CMP，其同相輸入端接收保持電壓VH，反相輸入端接收採樣電壓VS；當保持電壓VH大於採樣電壓VS時，比較器的輸出信號翻轉，產生該過零信號SZ，實現了對電感電流結束時刻的準確檢測。
較佳的，保持電壓VH和採樣電壓VS的大小關係的判斷，也可以是當採樣電壓小於保持電壓VH，並且兩者的差值大於一限值時，才產生表徵電感電流結束時刻的過零信號SZ。此時，比較電路304可以透過一遲滯比較器來實現。該限值可以為該遲滯比較器的遲滯寬度。
透過上述依據本發明實施例的電感電流檢測電路，精確的實現了對電感電流結束時刻的準確檢測，可以廣泛適用於隔離型或者非隔離型電源拓撲結構。在電感電流結束時刻精確檢測的基礎上，為控制電路的實現提供了眾多可 能和便利，例如可以精確的獲得輸出電流，為電流的精確控制提供了便利。
以下結合具體實施例詳細說明應用依據本發明實施例的電感電流檢測電路的高效率、高功率因數的LED驅動電路的實現方式。
參考圖4A，所示為依據本發明實施例的一種LED驅動電路的原理框圖；該LED驅動電路包括功率級電路、電感電流檢測電路401、控制電路405和驅動電路406；其中，
功率電晶體Q，二極體D，輸出電容C和電感L組成功率級電路，以接收正弦半波直流輸入電壓Vin，並產生直流輸出電壓Vout和輸出電流IO來驅動負載LED。
電感電流檢測電路401可以為任何合適電路結構的依據本發明的電感電流檢測電路，如圖3A所示的實施例，以獲得過零信號SZ。
控制電路405接收該過零信號SZ，以產生相應的控制信號Vctrl來控制該功率級電路中的功率電晶體Q的開關動作；在每一開關週期內，在該過零信號的一延時時間後，該控制信號控制該功率電晶體開通，實現功率電晶體Q的準諧振驅動；在該功率電晶體開通後的一導通時間區間ton後，該控制信號Vctrl控制該功率電晶體Q關斷；其中，該導通時間區間ton與該LED驅動電路的當前輸出電 流和期望輸出電流之間的誤差成正比例關係；驅動電路406根據接收到的控制信號Vctrl來產生相應的驅動信號，來驅動功率電晶體Q的開關動作，從而以維持輸出電流恒定，並且保證輸入電流與正弦半波直流輸入電壓Vin同相。
參考圖4B所示的圖4A所示的依據本發明實施例的LED驅動電路的工作波形圖，電感電流iL是不連續的，電感電流峰值ipk可以表示為：
由於導通時間區間ton，輸出電壓Vout，電感L的電感值是恒定的，所以電感電流峰值ipk與正弦半波輸入電壓Vin成正比例關係，電感電流的峰值包絡線呈正弦波狀，因此，輸入電流iIN與正弦半波輸入電壓Vin成正比例關係，依據本發明實施例的LED驅動電路獲得了較高的功率因數。
進一步的，圖4A所示的LED驅動電路的實施例中，給出了控制電路405的一種具體實現方式。在該實施例中，控制電路405包括開通信號發生電路402，關斷信號發生電路403和邏輯電路404，其中，開通信號發生電路402接收過零信號SZ，以在一定的延時時間後產生開通信號，實現功率電晶體Q的準諧振驅動，該延時時間根據實際需要相應設置。
關斷信號發生電路403接收過零信號SZ，表徵電感電流iL的檢測電壓VCS，控制信號Vctrl和表徵該期望輸出電流的基準電壓源Vref，以獲得表徵該LED驅動電路的當前輸出電流和期望輸出電流之間誤差的導通時間區間ton，並在該導通時間區間的結束時刻，產生關斷信號，以控制該功率級電路中的功率電晶體關斷，實現功率電晶體Q的恒定導通時間控制。
其中，電感電流iL可以透過與功率電晶體Q串聯連接的檢測電阻RCS來獲得。當功率電晶體Q導通時，檢測電阻RCS和功率電晶體Q的公共連接點處的檢測電壓VCS表示流過功率電晶體Q的電流，即電感電流iL。
邏輯電路404分別與該開通信號發生電路402和關斷信號發生電路403連接，以分別接收開通信號和關斷信號，來產生該控制信號Vctrl。
參考圖5，所示為依據本發明實施例的另一LED驅動電路的原理框圖。在該實施例中，詳細介紹了開通信號發生電路，關斷信號發生電路和邏輯電路的一種具體實現方式。其中， 開通信號發生電路包括及閘501和單脈衝延時發生電路502；及閘501的兩個輸入端分別接收過零信號SZ和控制信號的非信號；當過零信號SZ和控制信號的非信號均為有效時，及閘501的輸出信號觸發單脈衝延時發生電路502，在經過一定的延時時間後，產生開通信號。
較佳的，為了在負載很小時能夠維持對輸出電信號的 調節，防止功率電晶體的誤關斷，透過或閘503接收功率電晶體的最大關斷時間Toff_max以及單脈衝延時發生電路502的輸出信號，當採樣電壓VS到達谷值或者功率電晶體的關斷時間到達最大關斷時間時，通過或閘503產生開通信號。
關斷信號發生電路包括電感電流平均值計算電路504，誤差運算電路505和固定時間發生電路506，其中，電感電流平均值計算電路504接收該過零信號SZ，控制信號Vctrl和檢測電壓VCS以產生表徵該電感電流平均值的平均電壓Vavg；該平均電壓Vavg表徵LED驅動電路的當前輸出電流；誤差運算電路505接收該平均電壓Vavg和表徵期望輸出電流的基準電壓源Vref，以獲得一誤差信號；固定時間發生電路506根據接收到的該誤差信號，在功率電晶體Q開通後產生一導通時間區間ton，在功率電晶體Q開通導通時間區間ton後，關斷功率電晶體Q。透過閉環控制以維持輸出電流恒定，並且使得輸入電流與正弦半波輸入電壓同相。
邏輯電路包括一RS觸發器507，其置位端S接收該開通信號，重定端R接收該關斷信號，輸出端的輸出信號作為該控制信號Vctrl。
以下結合具體實施例詳細說明關斷信號發生電路的實現方式和工作原理。
參考圖6，所示為依據本發明一實施例的關斷信號發生電路的原理框圖。在該實施例中，關斷信號發生電路包括電感電流平均值計算電路，誤差運算電路610和固定時間發生電路612。
其中，電感電流平均值計算電路包括電感電流峰值採樣和保持電路601，電感電流持續時間發生電路和峰值-平均值轉換電路；電感電流峰值採樣和保持電路601接收表徵電感電流的採樣電壓VCS與控制信號Vctrl，以獲得表徵該電感電流峰值的峰值檢測電壓VCS_peak；電感電流持續時間發生電路由D觸發器605實現，接收該控制信號Vctrl和該過零信號Sz，以獲得電感電流持續時間Tdis，該電感電流持續時間Tdis自該控制信號Vctrl的開始時刻開始至產生該過零信號Sz為止；峰值-平均值轉換電路包括一緩衝電路、一斬波電路和一濾波電路，用於接收該峰值檢測電壓VCs_peak和該電感電流持續時間Tdis，以獲得表徵該電感電流平均值的平均電壓Vavg。
以下詳細說明其工作過程：在控制信號Vctrl有效時，檢測電壓VCS經過電感電流峰值採樣和保持電路601產生峰值檢測電壓VCS_peak。經過運算放大器602，電阻604和電晶體603組成的緩衝電路實現單位增益緩衝。峰值檢測電壓VCS_peak傳遞至比較器602的同相輸入端，比較器602的輸出端連接至電晶體603(N型電晶體)的控 制端，電阻604連接在電晶體603的第二功率端和地之間，兩者的公共連接點連接至比較器602的反相輸入端。
D觸發器605的重定端RST接收控制信號Vctrl，時鐘端CLK接收過零信號SZ，輸出端輸出的電感電流持續信號Tdis的有效狀態欄間(如圖3B所示的時刻t0至時刻t2)表徵電感電流的持續時間。
開關606和開關607依次串聯連接在電阻604和電晶體603的第二功率端的公共連接點和地之間，形成一斬波電路。電感電流持續信號Tdis控制開關606的開關狀態，電感電流持續信號Tdis的非信號控制開關607的開關狀態。峰值檢測電壓VCS_peak經過開關606和開關607的斬波，以及經過電阻608和電容609的濾波作用(電阻608和電容609依次串聯連接在開關606和開關607的公共連接點和地之間，形成一濾波電路)，在電阻608和電容609的公共連接點D處獲得一表徵電感電流平均值的平均電壓Vavg。
然後，誤差運算電路610的同相輸入端接收平均電壓Vavg，反相輸入端接收基準電壓源Vref，以在輸出端產生一誤差信號，該誤差信號經過電容611進行補償運算，獲得一補償信號Vcomp。
固定時間發生電路612接收補償信號Vcomp以產生一具有時間區間的信號來作為該關斷信號。本領域技術人員可以得知，固定時間發生電路612可以為任何已知的或者改進的固定時間發生電路，其既可以透過類比方式實現， 也可以透過數位方式實現，在此不再贅述。
需要說明的是，本發明各個實施例間名稱相同的器件功能也相同，且改進行性的實施例可分別與上述多個相關實施例進行結合，但說明時僅在上一實施例的基礎上舉例說明。基於本發明實施例的電感電流檢測電路在獲得的精確的電感電流結束時刻的基礎上，可以應用於其他合適形式的開關電源拓撲結構中，並不局限於本發明實施例中的LED驅動電路。並且，關斷信號發生電路，開通信號發生電路以及擴及電路包括但並不限定於以上公開的電路結構，只要能夠實現本發明實施例所述的相關電路的功能即可，因此，本領域技術人員在本發明實施例公開的電路的基礎上所做的相關的改進，也在本發明實施例的保護範圍之內。
另外，還需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本 說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。
301‧‧‧控制和驅動電路
302‧‧‧電壓檢測電路
303‧‧‧電壓保持電路
304‧‧‧比較電路

Claims (10)

  1. 一種電感電流檢測電路，應用於以不連續導電模式工作的開關電源中，其特徵在於，包括，電壓檢測電路，用以根據該開關電源中的功率電晶體的汲源電壓產生一採樣電壓；電壓保持電路，與該電壓檢測電路連接，以接收該採樣電壓，並進行採樣保持以獲得一保持電壓；比較電路，分別與該電壓檢測電路和該電壓保持電路連接，以分別接收該採樣電壓和該保持電壓，並對兩者進行比較；當檢測到該採樣電壓小於該保持電壓時，產生表徵該開關電源的電感電流結束時刻的過零信號。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的電感電流檢測電路，其中，該電壓檢測電路包括一與該開關電源中的電感耦接的輔助電感，以根據該輔助電感上的感應電壓產生該採樣電壓。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的電感電流檢測電路，其中，該電壓保持電路包括依次串聯連接在該採樣電壓和地之間的電阻和電容，還包括與該電阻並聯連接的電晶體；在該開關電源中的功率電晶體的關斷狀態時刻，控制該電晶體導通，以在該電阻和電容的公共連接點處產生該保持電壓。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的電感電流檢測電路，其中，該比較電路包括一比較器，其同相輸入端接收該保持電壓，反相輸入端接收該採樣電壓，輸出端的輸出 信號作為該過零信號。
  5. 一種高功率因數的LED驅動電路，其特徵在於，包括申請專利範圍第1-4項所述的任一電感電流檢測電路，還包括，功率級電路和控制電路；該控制電路接收該過零信號，以產生相應的控制信號來控制該功率級電路中的功率電晶體的開關動作；在每一開關週期內，在該過零信號的一延時時間後，該控制信號控制該功率電晶體開通；在該功率電晶體開通後的一導通時間區間後，該控制信號控制該功率電晶體關斷；其中，該導通時間區間與該LED驅動電路的當前輸出電流和期望輸出電流之間的誤差成正比例關係。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的LED驅動電路，其中，該控制電路包括開通信號發生電路，關斷信號發生電路和邏輯電路；其中，該開通信號發生電路，接收該過零信號，以在該延時時間後產生開通信號；該關斷信號發生電路，接收該過零信號，表徵該電感電流的檢測電壓，該控制信號和表徵該期望輸出電流的基準電流源，以獲得該導通時間區間，並在該導通時間區間的結束時刻產生關斷信號；該邏輯電路，分別與該開通信號發生電路和該關斷信號發生電路連接，以分別接收該開通信號和該關斷信號來產生該控制信號。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的LED驅動電路，其中，該關斷信號發生電路包括電感電流平均值計算電路，誤差運算電路和固定時間發生電路；其中，該電感電流平均值計算電路，接收該過零信號，該控制信號和表徵該電感電流的檢測電壓以產生表徵電感電流平均值的平均電壓；該誤差運算電路接收該基準電流源和該平均電壓，以獲得一誤差信號；該固定時間發生電路接收該誤差信號以產生該導通時間區間。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述的LED驅動電路，其中，該電感電流平均值計算電路包括電感電流峰值採樣和保持電路，電感電流持續時間發生電路和峰值-平均值轉換電路；其中，電感電流峰值採樣和保持電路與該功率電晶體連接，以採樣該電感電流，並獲得表徵該電感電流峰值的峰值檢測電壓；電感電流持續時間發生電路接收該控制信號和該過零信號，以獲得電感電流持續時間，該電感電流持續時間自該控制信號的開始時刻開始至產生該過零信號為止；峰值-平均值轉換電路，接收該峰值檢測電壓和該電感電流持續時間，以獲得表徵該電感電流平均值的平均電壓。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的LED驅動電路， 其中，該電感電流持續時間發生電路包括一D觸發器，其復位端接收該控制信號，時鐘端接收該過零信號，輸出端的輸出信號作為該電感電流持續時間。
  10. 根據申請專利範圍第6項所述的LED驅動電路，其中，該邏輯電路包括一RS觸發器，其置位端接收該開通信號，重定端接收該關斷信號，輸出端的輸出信號作為該控制信號。
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