一种电压采样电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电压采样电路，通过将控制电路的参考地端和系统大地端通过采样电阻连接，功率开关管的源极和控制电路参考地端连接，采样电阻的电压检测脚和系统大地端连接。这样当LED电流流过采样电阻时，控制电路得到的采样电压极性为负，然后控制电路通过转换获得采样电压信号的绝对值信息，从而实现对LED电流的控制。采用本发明专利技术的控制方案，功率开关管的栅源电压不受采样电阻电压的影响，不会出现驱动电压不足的现象；并且功率开关管的源极无需特殊的ESD处理，减小体积、降低成本；且控制电路从功率开关管的漏极取电时，其工作电流会流经采样电阻，输出电流控制精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种电压采样电路及LED驱动电路。
技术介绍
传统的LED驱动电路的原理图如图1所示，图1中所示为通过线性的方式控制LED的驱动电流，线性调节器包括功率开关管M01、控制电路101和采样电阻R01。交流输入电压经过整流桥(D01-D04)整流后得到一个两倍工频的脉动直流电压VIN，当所述直流电压VIN大于LED负载的压降(VLED)时，则与LED负载串联的功率开关管M01开始导通，控制电路101的地(如图1中AGND)和系统大地(如图1中SGND)是直接相连的，LED的电流流过采样电阻R01，控制电路101的采样管脚即Rs脚采样到的电压为VRs＝Iout*R01，如此VRs为一正电压。之后，采样电压VRs和基准电压VREF输入至运算放大器的输入端，经过运放调节最后可以得到VRs＝VREF，从而实现对LED电流的控制，其中基准电压VREF为控制电路的内部基准，或电流补偿电路的输出。设运算放大器的供电电压为VDD(一般为5V)，由于控制电路地和系统大地共地，所以功率开关管M01的栅源电压为：VGS＝VDD-VRs，显然，采样电压VRs越大，则栅源电压VGS越小，然而过小的栅源电压VGS很可能使得功率开关管饱和，使得LED电流较设定值低，不能实现恒流。此外，控制电路的Rs脚和功率开关管M01的源极连接，由于功率开关管M01的栅源耐压较漏源耐压低，所以为了保护功率开关管M01的栅极，该管脚需要特殊的静电释放(ESD)处理。最后，为了降低控制电路的供电损耗，一般控制电路从功率开关管M01的漏极取电，这样控制电路的工作电流会流过LED而不经过采样电阻，影响LED电流的控制精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种电压采样电路及LED驱动电路，通过设置控制电路的参考地端以使得控制电路获得得到的采样电压极性为负，然后通过转换获得采样电压的绝对值信息，从而实现对LED电流的有效控制。依据本专利技术的一种电压采样电路，包括控制电路、功率开关管和采样电阻，所述控制电路的参考地端与所述采样电阻的第一端连接，所述采样电阻的第二端接大地端；所述功率开关管的源极与所述控制电路的参考地端连接；所述控制电路的采样端连接所述采样电阻的第二端，所述采样电阻的第二端的电压信号作为所述控制电路的采样电压信号。进一步地，所述控制电路包括分压电阻网络和运算放大电路，所述分压电阻网络的第一端接收参考电压信号，第二端连接所述控制电路的采样端以接收所述采样电压信号，所述分压电阻网络的公立连接点的电压作为第一分压信号传输给所述运算放大电路的第一输入端；所述运算放大电路的第二输入端连接所述控制电路的参考地端，所述运算放大电路的输出端输出控制信号控制所述功率开关管的开关状态。进一步地，所述控制电路包括电压电流转换电路和电流误差放大器，所述电压电流转换电路接收参考电压信号和所述采样电压信号，以转换为相应的参考电流信号和采样电流信号；所述电流误差放大器接收所述参考电流信号和所述采样电流信号，以进行误差放大运算后输出端输出控制信号控制所述功率开关管的开关状态。进一步地，所述电压电流转换电路包括电路结构相同的第一电压电流转换电路和第二电压电流转换电路，所述第一电压电流转换电路接收所述参考电压信号，以转换为所述参考电流信号；所述第二电压电流转换电路接收所述采样电压信号，以转换为所述采样电流信号。进一步地，所述第一电压电流转换电路和第二电压电流转换电路均包括第一误差电路、第一开关管、第一电阻和第一电流镜电路，所述第一电流镜电路、第一开关管和第一电阻依次串联连接在第一电压源和参考地端之间；所述第一误差电路的第一输入端接收待转换的电压信号，第二输入端连接至所述第一开关管和第一电阻的公共连接端，输出端连接至所述第一开关管的控制端；进一步地，所述电流误差放大器包括成镜像电路的第二开关管和第三开关管，所述第二开关管和所述第三开关管的第一极性端均分别通过第一电流源连接至第二电压源；所述第二开关管和所述第三开关管的第二极性端分别接收所述参考电流信号和所述采样电流信号；所述第二开关管和所述第一电流源的公共连接点的信号作为所述控制信号传输给所述功率开关管控制端。优选地，所述参考电压信号为所述控制电路的内部基准电压信号。优选地，所述控制电路还包括积分控制器，所述积分控制器接收控制电路的内部基准电压信号和所述采样电压信号，所述积分控制器将所述基准电压信号和所述采样电压信号转换为电流信号后对补偿电容充电，所述补偿电容两端的电压作为所述参考电压信号。优选地，所述功率开关管、所述采样电阻依次与负载串联连接。依据本专利技术的一种LED驱动电路，所述LED驱动电路包括上述的电压采样电路，外部输入电压经整流桥整流后输出脉动直流电压以驱动LED负载；所述控制电路产生控制信号控制所述功率开关管的开关状态，以控制所述LED负载的电流。综上所述，依据本专利技术一种电压采样电路及LED驱动电路，通过将控制电路的参考地端和系统大地端通过采样电阻连接，功率开关管的源极和控制电路参考地端连接，采样电阻的电压检测脚和系统大地端连接。这样当LED电流流过采样电阻时，控制电路得到的采样电压极性为负。然后控制电路通过转换获得采样电压信号的绝对值信息，从而实现对LED电流的控制。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：1)采用负压采样方案后，从电路拓扑来看，控制电路参考地端和功率开关管的源极直接相连，这样功率开关管的栅源电压不受采样电阻电压的影响，不会出现
技术介绍
中的栅源电压随着采样电阻电压增加而减小，导致功率开关管驱动电压不足，输出电流减小的现象。2)由于功率开关管的源极与控制电路参考地端是接在一起的，因此，功率开关管的源极无需特殊的ESD保护处理，可以减小电路体积、降低成本。3)控制电路从功率开关管的漏极取电时，其工作电流会流经采样电阻而不是LED负载，控制电路供电效率较高的同时可以保证良好的输出电流控制精度。附图说明图1为现有技术的LED驱动电路的原理图；图2所示为依据本专利技术的LED驱动电路的原理图；图3所示为依据本专利技术的控制电路的第一实施例的电路图；图4所示为依据本专利技术的控制电路的第二实施例的电路图；图5所示为图4中V/I电路的一种实现方式；图6为图4中电流误差放大器的一种实现方式；图7所示为依据本专利技术的控制电路的第三实施例的电路图。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术的一些优选实施例，但本专利技术不限于此。参考图2为依据本专利技术的LED驱动电路的原理图，所述LED驱动电路用以驱动LED负载，外部交流输入电压经整流桥(D01-D04)整流后输出脉动直流电压VIN以驱动LED负载。本专利技术实施例中，LED驱动电路还包括电压采样电路，如图2所示，所述电压采样电路包括控制电路201、功率开关管M01和采样电阻R01，所述功率开关管M01、采样电阻R01依次与LED负载串联连接；所述控制电路201的参考地端AGND与所述采样电阻R01的第一端连接，所述采样电阻的第二端接大地端SGND；所述功率开关管M01的源极与所述控制电路201的参考地端AGND连接；所述控制电路201的采样端连接所述采样电阻的第二端，所述采样电阻的第二端的电压信号作为所述控制电路的采样电压信号VRs。这里，大地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压采样电路，其特征在于，包括控制电路、功率开关管和采样电阻，所述控制电路的参考地端与所述采样电阻的第一端连接，所述采样电阻的第二端接大地端；所述功率开关管的源极与所述控制电路的参考地端连接；所述控制电路的采样端连接所述采样电阻的第二端，所述采样电阻的第二端的电压信号作为所述控制电路的采样电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种电压采样电路，其特征在于，包括控制电路、功率开关管和采样电阻，所述控制电路的参考地端与所述采样电阻的第一端连接，所述采样电阻的第二端接大地端；所述功率开关管的源极与所述控制电路的参考地端连接；所述控制电路的采样端连接所述采样电阻的第二端，所述采样电阻的第二端的电压信号作为所述控制电路的采样电压信号。2.根据权利要求1所述的电压采样电路，其特征在于，所述控制电路包括分压电阻网络和运算放大电路，所述分压电阻网络的第一端接收参考电压信号，第二端连接所述控制电路的采样端以接收所述采样电压信号，所述分压电阻网络的公立连接点的电压作为第一分压信号传输给所述运算放大电路的第一输入端；所述运算放大电路的第二输入端连接所述控制电路的参考地端，所述运算放大电路的输出端输出控制信号控制所述功率开关管的开关状态。3.根据权利要求1所述的电压采样电路，其特征在于，所述控制电路包括电压电流转换电路和电流误差放大器，所述电压电流转换电路接收参考电压信号和所述采样电压信号，以转换为相应的参考电流信号和采样电流信号；所述电流误差放大器接收所述参考电流信号和所述采样电流信号，以进行误差放大运算后输出端输出控制信号控制所述功率开关管的开关状态。4.根据权利要求3所述的电压采样电路，其特征在于，所述电压电流转换电路包括电路结构相同的第一电压电流转换电路和第二电压电流转换电路，所述第一电压电流转换电路接收所述参考电压信号，以转换为所述参考电流信号；所述第二电压电流转换电路接收所述采样电压信号，以转换为所述采样电流信号。5.根据权利要求4所述的电压采样电路，其特征在于，所述第一电压电流转换电路和第二电压电流转换电路均包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：查振旭，黄必亮，任远程，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33