电感电流平均值检测系统及其电感电流平均值检测系统的检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电感电流平均值检测系统及其电感电流平均值检测系统的检测方法。该电感电流平均值检测系统，包括主控芯片电路、功率开关管、复数个串联的发光二极管、电感和外围电路，所述主控芯片电路通过外围电路与复数个串联的发光二极管的正极连接，且复数个串联的发光二极管的负极与电感的一端连接，所述电感的另一端与功率开关管的漏极连接，所述功率开关管的源板和栅极均与主控芯片电路连接。

Detection system of inductor current average and its detection method of inductance current average value detection system

The invention relates to an inductance current average detection system and a detection method of the inductance current average detection system. The average inductance current detecting system comprises a main control chip circuit, a power switching tube, a plurality of light emitting diodes in series, an inductor and a peripheral circuit. The main control chip circuit is connected with the positive poles of the plurality of light emitting diodes in series through the peripheral circuit, and the negative poles of the plurality of light emitting diodes in series are connected with the inductors. One end is connected, the other end of the inductance is connected with the drain of the power switch tube, and the source plate and the grid of the power switch tube are connected with the main control chip circuit.

【技术实现步骤摘要】
电感电流平均值检测系统及其电感电流平均值检测系统的检测方法
本专利技术涉及一种电感电流平均值检测系统及其电感电流平均值检测系统的检测方法。
技术介绍
随着LED驱动电源的大量普及和应用，各种LED驱动芯片的发展也呈现出蓬勃上升的趋势。LED驱动的发展经历了恒压驱动模式，线性恒流驱动模式，开关电源恒流驱动模式，以及准线性恒流驱动模式等。而其中以开关电源恒流驱动模式最受市场的青睐，其具有良好的恒流特性和各种开关架构的多样性，以及良好的可靠度等特性。低端开关结构尤其具有稳定性以及良好的可调性受到广大设计者及客户的普及和使用。图1所示为传统的低端开关电路架构图。传统的固定关断时间的峰值检测控制系统，由于其电路结构简单，系统环路稳定性较好，便于设计，因此其更易于客户接收。其电感峰值电流可通过峰值电流检测电路固定，如图1所示，但由于其为固定关断时间，因此当输入电压变化时，在稳定状态时其输出电压无变化的情况下，根据伏秒平衡原理，则电感的峰值电流并无变化，于是其输出电流无变化；但当输出电压变化时，在外围无变化的情况下，电感的峰峰值电流则随之呈线性变化，因此输出电流亦随之而改变，因此该控制环路系统的负载调整率较低；且对于不同的输入电压时，由于其内置比较器的输出逻辑翻转延时，会导致峰值控制并不精准，因此该控制环路系统的线性调整率亦不高。从以上的描述中可以看出，对于传统的固定关断时间的峰值检测控制系统，其负载调整率和线性调整率均相对较低，无法有效检测控制电感上的平均电流。传统技术的芯片通过峰值电流电测控制电感峰值电流，通过固定关断时间来稳定输出电流，其控制原理简单，稳定性较好，便于设计，其不足之处在于：芯片对于固定输出负载情况下，其输出电流是一个稳定值；但当系统输入或输出变化时，则输出电流变化明显，其负载调整率和线性调整率不高导致芯片应用在宽范围输入输出时受限，不能满足客户需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在传统的在LED恒流控制系统中，通过开关信号控制基础引入中间电流检测电路和平均电流评估电路，实现对电感中间电流的检测控制，从而实现了精准的输出电流控制，具有较好的线性调整率和负载调整率，有效提高了系统的线性调整率和负载调整率，使得新型LED恒流控制系统更加可靠稳定的工作的应用于开关电源的电感电流平均值检测系统。本专利技术的另一目的是提供一种精准对开关电源中电感电流平均值进行评估、实现中间电流的检测控制，从而达到对输出LED恒流控制系统提供具有较好线性调整率和负载调整率的检测方法。本专利技术的技术解决方案是所述电感电流平均值检测系统，应用于开关电源中，其特殊之处在于，包括主控芯片电路、功率开关管、复数个串联的发光二极管、电感和外围电路，所述主控芯片电路通过外围电路与复数个串联的发光二极管的正极连接，且复数个串联的发光二极管的负极与电感的一端连接，所述电感的另一端与功率开关管的漏极连接，所述功率开关管的源板和栅极均与主控芯片电路连接；主控芯片电路启动后，控制功率开关管Q1导通，同时检测CS引脚上电压，此时电感电流逐渐上升，电流通过取样电阻RCS形成CS引脚电压，进入中间电流比较电路控制模块，当CS电压达到某一基准电压后，芯片会记录此时的导通时间Ton1，使功率开关管Q1再继续导通Ton1时间，总导通时间Ton＝2*Ton1；之后，主控芯片电路关断功率开关管Q1，系统进入到续流阶段，此时电感通过续流二极管和负载进行续流，释放电感上能量，当其达到芯片内设的关断时间后，便控制功率开关管Q1再次导通，进入到下一个周期；当系统稳定后，且工作在电感电流连续模式时，此时输入输出电压处于稳定状态，根据公式则此时的电感电流处于线性变化；同时由于TON＝2*TON1因此用于判断得到Ton1时间的基准电压则为电感电流经过电流取样电阻Rcs后在功率管导通时间段的中间值，由于电感电流线性变化，因此其中间值即为平均值，即VREF＝IL_AVG*RCS＝IL_Ton1*RCSIO＝IL_AVG而对于该降压型恒流控制系统，其电感上平均电流值IL_AVG即为输出电流值IO；主控芯片通过一个精准的基准参考电压VREF来精确控制该中间时间点的电流值，即可准确稳定控制输出电流。作为优选：所述主控芯片电路包括主控芯片、中间电流检测电路、平均电流评估电路和内部控制电路，且所述主控芯片通过中间电流检测电路和平均电流评估电路评估在功率开关管开启时的平均电流。作为优选：所述主控芯片电路还包括关断时间设定电路、逻辑控制电路和驱动控制电路，所述逻辑控制电路分别连接关断时间设定电路、驱动控制电路、中间电流检测电路、平均电流评估电路。作为优选：所述外围电路包括复数个电阻、复数个电容。本专利技术的另一技术解决方案是所述电感电流平均值检测系统，应用于开关电源中，其特殊之处在于，包括主控芯片电路、高压功率开关管Q1和低压功率开关管Q2、交流电压输入接口ACIN、复数个串联的发光二极管、电感和外围电路，所述主控芯片电路包括主控芯片、逻辑控制模块、中间电流检测电路、平均电流评估电路、PWM频率控制及EMI控制电路和内部控制电路，且所述主控芯片通过一个低压功率开关管Q2来驱动一个高压功率开关管Q1，通过驱动低压功率开关管Q2使高压功率开关管Q1导通或者关闭；PWM控制模式用来固定芯片的工作频率；所述主控芯片电路通过外围电路与复数个串联的发光二极管的正极连接，且复数个串联的发光二极管的负极与电感的一端连接，所述电感的另一端与高压功率开关管Q1的漏极连接，所述高压功率开关管Q1的栅极接供电电压VDD，所述高压功率开关管Q1的源板接入所述低压功率开关管Q2的漏极，所述低压功率开关管Q2的栅极经驱动脉冲DRV接入驱动控制电路，所述低压功率开关管Q2的源极经场效应管CS分别接入主控芯片电路的中间电流检测电路和平均电流评估电路；当系统处于正常且稳定工作时，则电感上平均电流值IL_AVG即为输出电流值IO，VREF＝IO*Rcs＝IL_AVG*RCS＝IL_Ton1*RCS主控芯片通过一个精准的基准参考电压VREF来精确控制此中间时间点的电流值，即可准确稳定控制输出电流。作为优选：所述主控芯片电路还包括分别与逻辑控制电路连接的驱动控制电路，中间电流检测电路、平均电流评估电路和PWM频率控制及EMI控制电路。作为优选：所述外围电路包括复数个电阻、复数个电容和交流电压输入接口ACIN。本专利技术的再一技术解决方案是所述应用于开关电源的电感电流平均值检测系统的检测方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：步骤1、主控芯片启动，且功率开关管导通；步骤2、主控芯片检测到平均电流评估电路与功率开关管相连的源极上电压，且电感电流逐渐上升；步骤3、电感电流通过取样电阻形成第一引脚电压，且进入中间电流检测电路，当第一引脚电压达到第一基准电压后，则执行步骤4；当第一引脚电压未达到第一基准电压，则返回执行步骤3；步骤4、主控芯片记录此时的导通时间Ton1，并使得功率开关管再继续导通Ton1时间；步骤5、主控芯片关断功率开关管，且系统进入续流阶段；步骤6、电感通过续流二极管和负载进行续流，释放电感上能量，若电感达到主控芯片内设的关断时间，则执行步骤7；若电感未达到主控芯片内设的关断时间，则返回执行步骤5；步骤7、主控芯片控制功率开关管再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电感电流平均值检测系统，应用于开关电源中，其特征在于，包括主控芯片电路、功率开关管、复数个串联的发光二极管、电感和外围电路，所述主控芯片电路通过外围电路与复数个串联的发光二极管的正极连接，且复数个串联的发光二极管的负极与电感的一端连接，所述电感的另一端与功率开关管的漏极连接，所述功率开关管的源板和栅极均与主控芯片电路连接；主控芯片电路启动后，控制功率开关管Q1导通，同时检测CS引脚上电压，此时电感电流逐渐上升，电流通过取样电阻RCS形成CS引脚电压，进入中间电流比较电路控制模块，当CS电压达到某一基准电压后，芯片会记录此时的导通时间Ton1，使功率开关管Q1再继续导通Ton1时间，总导通时间Ton＝2*Ton1；之后，主控芯片电路关断功率开关管Q1，系统进入到续流阶段，此时电感通过续流二极管和负载进行续流，释放电感上能量，当其达到芯片内设的关断时间后，便控制功率开关管Q1再次导通，进入到下一个周期；当系统稳定后，且工作在电感电流连续模式时，此时输入输出电压处于稳定状态，根据公式

【技术特征摘要】
1.一种电感电流平均值检测系统，应用于开关电源中，其特征在于，包括主控芯片电路、功率开关管、复数个串联的发光二极管、电感和外围电路，所述主控芯片电路通过外围电路与复数个串联的发光二极管的正极连接，且复数个串联的发光二极管的负极与电感的一端连接，所述电感的另一端与功率开关管的漏极连接，所述功率开关管的源板和栅极均与主控芯片电路连接；主控芯片电路启动后，控制功率开关管Q1导通，同时检测CS引脚上电压，此时电感电流逐渐上升，电流通过取样电阻RCS形成CS引脚电压，进入中间电流比较电路控制模块，当CS电压达到某一基准电压后，芯片会记录此时的导通时间Ton1，使功率开关管Q1再继续导通Ton1时间，总导通时间Ton＝2*Ton1；之后，主控芯片电路关断功率开关管Q1，系统进入到续流阶段，此时电感通过续流二极管和负载进行续流，释放电感上能量，当其达到芯片内设的关断时间后，便控制功率开关管Q1再次导通，进入到下一个周期；当系统稳定后，且工作在电感电流连续模式时，此时输入输出电压处于稳定状态，根据公式则此时的电感电流处于线性变化；同时由于TON＝2*TON1因此用于判断得到Ton1时间的基准电压则为电感电流经过电流取样电阻Rcs后在功率管导通时间段的中间值，由于电感电流线性变化，因此其中间值即为平均值，即VREF＝IL_AVG*RCS＝IL_Ton1*RCSIO＝IL_AVG而对于该降压型恒流控制系统，其电感上平均电流值IL_AVG即为输出电流值IO；主控芯片通过一个精准的基准参考电压VREF来精确控制该中间时间点的电流值，即可准确稳定控制输出电流。2.根据权利要求1所述电感电流平均值检测系统，其特征在于，所述主控芯片电路包括主控芯片、中间电流检测电路、平均电流评估电路和内部控制电路，且所述主控芯片通过中间电流检测电路和平均电流评估电路评估在功率开关管开启时的平均电流。3.根据权利要求2所述电感电流平均值检测系统，其特征在于，所述主控芯片电路还包括关断时间设定电路、逻辑控制电路和驱动控制电路，所述逻辑控制电路分别连接关断时间设定电路、驱动控制电路、中间电流检测电路、平均电流评估电路。4.根据权利要求1所述电感电流平均值检测系统，其特征在于，所述外围电路包括复数个电阻、复数个电容。5.一种电感电流平均值检测系统，应用于AC/DC类降压恒流控制电路中，其特征在于，包括主控芯片电路、高压功率开关管Q1和低压功率开关管Q2、交流电压输入接口ACIN、复数个串联的发光二极管、电感和外围电路，所述主控芯片电路包括主控芯片、逻辑控制模块、中间电流检测电路、平均电流评估电路、PWM频率控制及EMI控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑，黄朝刚，
申请(专利权)人：泉芯电子技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44