一种LED驱动电源的恒流输出电路以及方法技术

本发明专利技术通过包络检波技术检测出电感电流在外部精确电阻上形成的峰值电压，与内部产生的一个精确参考电压进行比较，得到一个控制电压，再利用这个控制电压产生一个随外部电感电流作相反变化的阈值电压，从而迫使电感电流作出相反变化，已达到LED驱动电源输出恒定电流的目的，这种方法结构简单，易于实现。相较于常规的开环控制，有以下三个方面的优点：1，对输入电压波动不敏感(开环控制，无法反馈，系统延时造成)；2，对批量生产的电感感值偏差不敏感(开环控制输出电流随电感值变化)；3，对LED负载电压变化不敏感(开环控制随负载电压变化)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计领域，特别涉及一种LED驱动电源的恒流输出电路。
技术介绍
LED电源是电源的一种，是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，部署为设备上的不同电源输入连接到带有两个或三个电源输入的独立电路设备上。(发光二极管)干电池等也叫做电源；通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。把能提供信号的电子设备叫做信号源。晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又能把放大了的信号传送到后面的电路中去。晶体三极管对后面的电路来说，也可以看做是信号源。整流电源、信号源有时也叫做电源。把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。电池本身并不带电，它的两极分别有正负电荷，由正负电荷产生电压(电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的)，电荷导体里本来就有，要产生电流只需要加上电压即可。当电池两极接上导体时为了产生电流而把电荷释放出去，当电荷散尽时干电池等叫做电源；通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。LED电源是恒流源，一般开关电源是恒压源。但是目前的LED电源恒流输出一般是存在波动的，例如输入电压失稳、负载变化、电感值偏差等都会带来LED电源输出的波动，所以现有的LED电源属于开环输出，所以难以实现真正的恒流输出。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一目的在于提供一种通过闭环反馈实现LED电源恒流输出的一种监控电路。本专利技术的第二目的在于提供一种恒流输出方法。本专利技术的第一目的是通过以下技术方案得以实现的：一种LED驱动电源的恒流输出电路，包括采样反馈复用模块，所述采样反馈复用模块包括依次串联设置的蓄能单元、开关单元以及采样电阻，所述蓄能单元耦接LED电源高电平，所述采样电阻一端接地，其另一端输出采样电压；放大模块，耦接采样电压，并输出跟随于采样电压的放大电压；检波模块，耦接放大电压，并输出预设幅值范围的调制电压；差分滤波模块，耦接调制电压，并根据预设参考电压输出控制电压；换向调压模块，受控于控制电压，并输出一反向放大控制电压的基准电压；判断模块，包括一比较单元，所述比较单元用于比较基准电压与采样电压的大小，当采样电压大于基准电压时，输出导通信号，当采样电压小于基准电压时，输出截止信号；逻辑模块，耦接于所述开关单元的控制端，受控于判断模块并响应导通/截止信号以导通/截止开关单元；开关单元导通时，蓄能单元充电，所述开关单元截止时，蓄能单元放电以抑制LED电源的电流。进一步地，所述放大模块配置为同向放大器。进一步地，所述检波模块配置为有源检波电路。进一步地，所述差分滤波模块包括一开环放大器和一低通滤波器。进一步地，所述的一种LED驱动电源的恒流输出电路封装于一芯片中，所述芯片至少设置有用于耦接LED电源的管脚与一参考电压输入管脚。进一步地，所述开关单元配置为MOS管。进一步地，所述蓄能单元配置为电感。为了实现本专利技术的第二目的，一种LED电源恒流输出方法，其特征在于，配置于如权利要求1-5所述的任意一种LED驱动电源的恒流输出电路，步骤一，获取反映LED电源输出电流的采样电压；步骤二，对采样电压进行放大并形成放大电压；步骤三，对放大电压进行检波并形成调制电压；步骤四，对调制电压进行差分、滤波并形成控制电压；步骤五，根据控制电压调节阻值的方式，形成一个反向放大的基准电压，其放大增益大于0；步骤六，比较基准电压与采样电压的大小以控制开关单元启闭；步骤七，循环步骤一至步骤六以使采样电压等于基准电压。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：通过这种方法，实现了恒流输出的效果，真正实现LED电源恒流输出监控的目的，而该电路可以采取外接的方式，较为合理便于应用。附图说明图1是采样运算电路示意图；图2是执行电路示意图；图3是波形示意图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详述，以使本专利技术技术方案更易于理解和掌握。本专利技术通过包络检波技术检测出电感电流在外部精确电阻上形成的峰值电压，与内部产生的一个精确参考电压进行比较，得到一个控制电压，再利用这个控制电压产生一个随外部电感电流作相反变化的阈值电压，从而迫使电感电流作出相反变化，已达到LED驱动电源输出恒定电流的目的，这种方法结构简单，易于实现。相较于常规的开环控制，有以下三个方面的优点：1，对输入电压波动不敏感(开环控制，无法反馈，系统延时造成)2，对批量生产的电感感值偏差不敏感(开环控制输出电流随电感值变化)3，对LED负载电压变化不敏感(开环控制随负载电压变化)具体实现方法：图1中的Current_pick信号是电感输出电流的采样的信号，经过由OP1组成的同向放大电路(放大模块，包括OP1、R1、R2)后，得到一个放大三倍左右的电压V_cp，V_cp送往由OP2、二极管D1和电容C1构成的有源检波电路(检波模块，包括OP2、D1、C1)，检波后得到V_cp的峰值包络V_cp_en，V_cp_en被送往差分滤波模块(包括OP3、R3、C2)一个开环放大器OP3组成的误差放大器中，与一个恒定的参考电压Vref1p2v进行比较，并经过由R3和C2组成的低通滤波器得到一个控制电压：Vctl。图1中产生的控制电压Vctl被用来调节图2中R6(MOS电阻)的阻值，从而改变阈值电压V_th，而Current_pick信号就是与V_th电压通过比较器OP4进行比较，产生一个控制信号到逻辑控制部分，再通过逻辑控制部分把功率MOS管MN1关断，从而保证在外部精密采样电阻R7上得到的电感电流的采样信号Current_pick峰值与V_th相等。其具体的工作原理如下：因某种原因(输入电压升高或者输出负载变小)，电感电流Io的变大，从而在采样电阻R7上的压降Current_pick变大，Current_pick变大，导致V_cp和V_cp_en变大，V_cp_en变大，导致输出的控制信号Vctl变大，变大后的Vctl迫使MOS可变电阻R6变小，从而导致阈值电压V_th变小，V_th变小导致在比较器中与Current_pick的比较中，提前产生关断功率MOS管MN1的控制信号，MN1的提前关断，导致电感电流Io的峰值变小，峰值的减小就降低了电感电流的平均电流值，于是完成了调低电感电流的目的，另外在由OP3构成的比较器中，V_cp_en与一个恒定的参考电压Vref1p2v进行比较，保证了V_cp_en的稳定性，从而通过整个闭环反馈，最终保证电感电流的恒定。其部分工作点的电压波形如图3所示，在此不做赘述。比如因为市电电压波动，或者其他情况导致输出电流增加，从而使得current_pick的峰值电压大于400mv，这个电压通过图1中OP1组成的运算放大电路得到一个峰值电压大于1.2V的三角脉冲信号V_cp，V_cp经过峰值检波电路(OP2、D1和C1组成，C1取4Pf以上)，得到一个大于1.2V的峰值电压V_cp_en，该电压与1.2V的标准电压Vref1p2v进行比较，再经过一个RC(电阻R3可取800k，电容C2大概3Pf)得到一个变化范围在0到2.6伏之间的控制电压Vctl，该电压去控制图2中的压控电阻R6，(R6是随控制电压变大而阻值变小的电阻)，使其产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED驱动电源的恒流输出电路，其特征在于，包括采样反馈复用模块，所述采样反馈复用模块包括依次串联设置的蓄能单元、开关单元以及采样电阻，所述蓄能单元耦接LED电源高电平，所述采样电阻一端接地，其另一端输出采样电压；放大模块，耦接采样电压，并输出跟随于采样电压的放大电压；检波模块，耦接放大电压，并输出预设幅值范围的调制电压；差分滤波模块，耦接调制电压，并根据预设参考电压输出控制电压；换向调压模块，受控于控制电压，并输出一反向放大控制电压的基准电压；判断模块，包括一比较单元，所述比较单元用于比较基准电压与采样电压的大小，当采样电压大于基准电压时，输出导通信号，当采样电压小于基准电压时，输出截止信号；逻辑模块，耦接于所述开关单元的控制端，受控于判断模块并响应导通/截止信号以导通/截止开关单元；开关单元导通时，蓄能单元充电，所述开关单元截止时，蓄能单元放电以抑制LED电源的电流。

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电源的恒流输出电路，其特征在于，包括采样反馈复用模块，所述采样反馈复用模块包括依次串联设置的蓄能单元、开关单元以及采样电阻，所述蓄能单元耦接LED电源高电平，所述采样电阻一端接地，其另一端输出采样电压；放大模块，耦接采样电压，并输出跟随于采样电压的放大电压；检波模块，耦接放大电压，并输出预设幅值范围的调制电压；差分滤波模块，耦接调制电压，并根据预设参考电压输出控制电压；换向调压模块，受控于控制电压，并输出一反向放大控制电压的基准电压；判断模块，包括一比较单元，所述比较单元用于比较基准电压与采样电压的大小，当采样电压大于基准电压时，输出导通信号，当采样电压小于基准电压时，输出截止信号；逻辑模块，耦接于所述开关单元的控制端，受控于判断模块并响应导通/截止信号以导通/截止开关单元；开关单元导通时，蓄能单元充电，所述开关单元截止时，蓄能单元放电以抑制LED电源的电流。2.如权利要求1所述的一种LED驱动电源的恒流输出电路，其特征在于，所述放大模块配置为同向放大器。3.如权利要求1所述的一种LED驱动电源的恒流输出电路，其特征在于，所述检波模块配置为有源检波...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘弘，
申请(专利权)人：宁波芯辰微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33