一种可调恒流源制造技术

本发明专利技术公开了一种可调恒流源，包括：基准电压单元、PWM单元、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管，第一电阻单元、第二电阻单元，第一放大器和第二放大器，功率晶体管和检测电阻单元。功率晶体管和检测电阻单元构成基本的恒流核心单元；通过第二放大器将检测电阻单元上与电流对应的电压放大；第一放大器将第二放大器的输出电压与参考电压比较，误差电压被放大后，驱动功率晶体管的栅极电压；基准电压单元为第一放大器提供所需的参考电压；电压控制的PWM单元实现恒流源的调节电流功能；通过在恒流源负反馈中建立一条低功耗快速的大信号控制通路提高了恒流源的大信号响应速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功率集成
，具体涉及一种大功率线性可调恒流源的设计。
技术介绍
LED (Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。典型LED驱动器方案包括电阻、线性LED驱动器、开关LED驱动器及创新的照明管理LED驱 动器等。一般而言，根据应用中LED电流大小的不同，在20到200mA的低电流应用中，可以选用分立元件(即电阻)或线性驱动方案；在200至500mA的中等电流应用中，可以选用线性或开关驱动器方案；而在大于500mA的大电流应用中，一般选择开关驱动器方案。现有的应用于200至500mA的大功率线性恒流源如图I所示，包括放大器EA0、功率晶体管MO、检测电阻单元Rs，具体连接关系为检测电阻的一端接地，另一端接在N型功率晶体管MO的第二导通极，并连到放大器EA的反相输入端。放大器EA的同相输入端连接到参考电压Vctrl，放大器EA的输出端接在功率晶体管MO的控制极。功率晶体管MO的第二导通极接在负载(可以是LEDs)的第二端口，负载(可以是LEDs)的第一端口接到VCC0这样的技术方案要实现调光功能就须调节Vctrl的电压值，当Vctrl电压很低，即恒流源的电流值至较小时，功率晶体管的压降将会大增，使得恒流源效率降低；同时该技术方案若用在PWM调节的情况下，利用放大器EA进行功率晶体管MO电流的调制，在一定的电流前提下，PWM的频率将提不上去，这样就限制了恒流源的应用范围，例如应用在LED恒流时会出现频闪的情况，同时该方案中外接的参考电压增加了外围电路的复杂性，并且由于工艺条件的限制，之前较早应用该方案的工艺多数是BJT或者CMOS，BJT工艺条件下，实现低功耗需要其他方面的折中考虑，例如降低电路的速度，若要实现PWM调节，功率晶体管MO的第一导通极需要保证足够的耐压，CMOS工艺下将无法实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的功率线性恒流源存在的上述问题，提出了一种可调恒流源。本专利技术技术方案为一种可调恒流源，包括基准电压单元、PWM单元、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管，第一电阻单元、第二电阻单元，第一放大器和第二放大器，功率晶体管和检测电阻单元，其中，基准电压单元用于产生基准电压，PWM单元用于产生PWM信号；具体连接关系为检测电阻的一端接地，另一端接在功率晶体管的第二导通极，并连到第二放大器的反相输入端，第二放大器的输出端与第七晶体管的控制极和第六晶体管的控制极相连接，第二导通极接在第一电阻单元的第一端口，第一电阻单元的第二端口接在第二电阻单元的第一端口，第二电阻单元第二端口接地，同时第一电阻单元的第二端口接在第二放大器的同相输入端，第七晶体管的第二导通极连接到第一放大器的反相输入端，基准电压单元的输出端接在第一放大器的同相输入端，第六晶体管的第二导通极与第四晶体管的第一导通极相连接，PWM単元的输出端与第一晶体管的控制极和第二晶体管的控制极相连，第一晶体的第一导通极连接到第一放大器的输出端，第二导通极接地；第二晶体管的第二导通极接地，第一导通极接在第三晶体管的控制极和第二导通极，第三晶体管的第二导通极接地，外部的參考电流源输入到第三晶体管的控制扱；第三晶体管的控制极和第四晶体管的 控制极相连，第四晶体管的第一导通极连接在第五晶体管的控制极，第五晶体管的第一导通极、第六晶体管的第一导通极和第七晶体管的第一导通极均与外部的第一电压源相连，第二导通极接在第一放大器的输出端和功率晶体管的控制极，功率晶体管的第二导通极作为所述可调恒流源的输出端。进ー步的，所述PWM単元包括第三比较器、第四比较器、第五比较器，第三电阻单元、第一电容、RS触发器、第九晶体管，具体连接关系为第三电阻单元的第一端口和第三比较器的反相端相连接并同时与外部的基准电压相连，第二端ロ与第一电容的第一端ロ相连接，第一电容的第二端ロ接地，第一电容的第一端ロ又同时与第三比较器的同相端、第四比较器的反相端、第九晶体管的第一导通极和第五比较器的反相端相连接，第四比较器的同相端接地；第三比较器的输出端接在RS触发器的S端，第四比较器的输出端接在RS触发器的R端，RS触发器的输出端接在第九晶体管的控制极，第九晶体管的第二导通极接地，第五比较器的同相端接外部的參考电压，第五比较器的输出端即为所述PWM単元的输出端。本专利技术的有益效果是本专利技术的可调恒流源通过功率晶体管及其串联的电流检测电阻单元构成基本的恒流核心单元；第二放大器将检测电阻单元上与电流对应的电压放大；第一放大器将第二放大器的输出电压与參考电压比较，误差电压被放大后，驱动功率晶体管的栅极电压；基准电压单元为第一放大器提供所需的參考电压；电压控制的PWM単元实现恒流源的调节电流功能；通过在恒流源负反馈中建立一条低功耗快速的大信号控制通路提高了第一放大器的大信号响应速度，从而提高了恒流源的大信号响应速度。附图说明图I是现有的恒流源实现的结构框图。图2是本专利技术的可调恒流源的结构框图。图3是本专利技术实施例的PWM单元的结构框图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进ー步的说明。本专利技术的可调恒流源的结构框图如图I所示，包括基准电压单元、PWM単元、晶体管Ml、M2、M3、M4、M5、M6、M7，电阻单元Rl、R2，第一放大器Al和第二放大器A2，功率晶体管M8和检测电阻单元Rs，其中，基准电压单元用于产生基准电压，PWM单元用于产生PWM信号;具体连接关系为检测电阻的一端接地，另一端接在N型功率晶体管M8的第二导通极，并连到第二放大器A2的反相输入端，第二放大器A2的输出端与晶体管M7的控制极和晶体管M6的控制极相连接，晶体管M7的第一导通极与外部的第一电压源VDD相连，第二导通极接在电阻单元Rl的第一端ロ，电阻单元Rl的第二端ロ接在R2的第一端ロ，电阻单元R2的第二端口接地，同时电阻单元Rl的第二端口接在第二放大器A2的同相输入端，晶体管M7的第二导通极连接到第一放大器Al的反相输入端，基准电压单元的输出端接在第一放大器Al的同相输入端，M6的第一导通极接在外部的第一电压源VDD，第二导通极与晶体管M4的第一导通极相连接。PWM单元的输出端与晶体管Ml的控制极和晶体管M2的控制相连，Ml的第一导通极连接到第一放大器Al的输出端，第二导通极接地。晶体管M2的第二导通极接地，第一导通极接在晶体管M3的控制极和第二导通极，M3的第二导通极接地，外部的参考电流源Iref输入到M3的控制极和第一导通极；M3的控制极和M4的控制极相连，M4的第一导通极连接在晶体管M5的控制极，M5的第一导通极与外部的第一电 压源VDD相连，第二导通极接在第一放大器Al的输出端和功率晶体管M8的控制极，M8的第二导通极作为所述可调恒流源的输出端。其中，功率晶体管M8和电阻单元Rs的连结组成了恒流核心单元，晶体管M3、M4、M5、M6的连结构成电流比较器。参考电流源Iref是在uA级，从而降低系统静态功耗。这里的，功率晶体管M8具体为N型功率晶体管。这里，外部的第一电压源VDD还需要为第一放大器Al和第二放大器A2供电，外部的第二电压源VCC为基准电压单元供电。在实际应用中，VDD本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种可调恒流源，其特征在于，包括基准电压单元、PWM単元、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管，第一电阻单元、第二电阻单元，第一放大器和第二放大器，功率晶体管和检测电阻単元，其中，基准电压单元用于产生基准电压，PWM单元用于产生P丽信号； 具体连接关系为检测电阻的一端接地，另一端接在功率晶体管的第二导通极，并连到第二放大器的反相输入端，第二放大器的输出端与第七晶体管的控制极和第六晶体管的控制极相连接，第二导通极接在第一电阻单元的第一端ロ，第一电阻单元的第二端ロ接在第ニ电阻单元的第一端ロ，第二电阻单元第二端ロ接地，同时第一电阻单元的第二端ロ接在第二放大器的同相输入端，第七晶体管的第二导通极连接到第一放大器的反相输入端，基准电压单元的输出端接在第一放大器的同相输入端，第六晶体管的第二导通极与第四晶体管的第一导通极相连接，PWM単元的输出端与第一晶体管的控制极和第二晶体管的控制极相连，第一晶体的第一导通极连接到第一放大器的输出端，第二导通极接地； 第二晶体管的第二导通极接地，第一导通极接在第三晶体管的控制极和第二导通扱，第三晶体管的第二导通极接地，外部的參考电流源输入到第三晶体管的控制扱...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽宏，黄斌，张仁辉，吴明进，任敏，张金平，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：