线电压补偿电路、控制电路及LED驱动电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种线电压补偿电路、控制电路及LED驱动电路，该线电压补偿电路包括：第一开关、第二开关、第三开关及第一电容；其中，所述第一开关的第一端与第二开关的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输入端；第一开关的第二端与第一电容的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输出端；所述第二开关的第二端与第一电容的第二端相连接，并且同时连接至所述第三开关的第一端。本公开线电压补偿电路、控制电路及LED驱动电路结构简单、成本较低，通过改进电路结构改变了线电压补偿方式，实现了线电压补偿的高精度，性能可靠。

Line voltage compensation circuit, control circuit and LED drive circuit

The utility model relates to a line voltage compensation circuit, a control circuit and a LED driving circuit, which comprises a first switch, a second switch, a third switch and a first capacitor, wherein the first end of the first switch is connected with the first end of the second switch and is connected to the line voltage compensation at the same time. The input end of the circuit; the second end of the first switch is connected with the first end of the first capacitor and simultaneously to the output end of the line voltage compensation circuit; the second end of the second switch is connected with the second end of the first capacitor, and at the same time is connected to the first end of the third switch. The circuit of line voltage compensation, the control circuit and the LED driving circuit are simple in structure and low in cost. The method of line voltage compensation is changed by improving the circuit structure, and the high precision and reliable performance of line voltage compensation are realized.

【技术实现步骤摘要】
线电压补偿电路、控制电路及LED驱动电路
本公开涉及集成电路领域，具体涉及一种线电压补偿电路、控制电路及LED驱动电路。
技术介绍
近年来，LED被广泛用于照明，但是由于LED为电流型器件，其发光亮度与电流直接正相关，因此，为LED提供恒定的电流显得非常重要。在LED驱动中，峰值电流控制方式实现恒流输出被广泛采用，其电路原理图如图1所示，是现有技术的BUCK电路的典型应用电路，其采用如图3所示的线电压补偿电路。BUCK电路包括由二极管D1～D4构成的整流桥，输入电容Cin，负载LED灯珠，假负载R1，输出电容Cout，电感L，续流二极管D5，采样电阻Rcs，以及虚线框中的控制电路，控制电路外的芯片vcc电容Cvcc，其中功率开关管在控制电路内部集成。上述的电路原理：当功率开关管Q1打开后，忽略功率开关管的导通压降与Rcs的压降，电感两端的电压为输入电压Vin与输出电压Vout的差值Vin-Vout，这就会使得电感电流以斜率(Vin-Vout)/L线性变大，该电流流经采样电阻Rcs，使得Vcs电压逐渐变大，当Vcs电压达到内部基准电压Vref时，比较器CMP输出控制SR触发器关断功率开关管；功率开关管关断之后，由于电感电流不能突变，使得续流二极管D5导通，电感两端电压约为Vout，电感电流以斜率Vout/L逐渐减小，当电感电流减小到0时，电感消磁结束，这时控制电路内部的消磁检测模块控制RS触发器重新开启功率开关管。以上就是一个完整的开关周期。功率开关管导通时，在输出电压不变的情况下，输入线电压越大，电感电流的斜率越大。由于从Vcs＝Vref到比较器翻转，再经过RS触发器控制驱动DRV完全关断功率开关管会有一个关断延迟时间Td(该延迟时间为控制电路的固有延迟时间)，这就会使得Vcs达到Vref之后仍然会在Td的时间内继续上升，从而导致最终的Vcs峰值Vcs_real大于Vref。在不同的线电压下，由于电感电流上升的斜率不同，导致Vcs_real也不同。由于输出电流Iout＝Vcs_real/(2Rcs)，表现在系统上就是在不同的线电压下输出电流不同。如图2所示，Vcs_real1与Vcs_real2为两个不同线电压下的Vcs电压波形，两者的关断延迟相同，但是由于线电压不同，导致Vcs的上升斜率不同，最终导致在Td时间内Vcs峰值与基准电压Vref的差值不同，如图中V1与V2(其中，V1表示Vcs_real1与Vref的差值，V2表示Vcs_real2与Vref的差值)；最终导致不同线电压下输出电流有差异。在图2所示的拓扑中，由于导通时间Ton与线电压呈负相关，所以往往依据Ton在控制电路内部拟合一个与输入线电压正相关的电压，将该电压叠加在采样电压上，来补偿由于开关延时带来的输出电流偏大，如图2-3所示，swon为功率开关管开关控制信号，swon＝1时，功率开关管导通；在swon＝0时，功率开关管关断，此时Vcomp＝Vdd-VGS_M3；在swon由0切换到1后，功率开关管导通，电容C1开始通过M1放电，假设M0与M1的电流比为1∶1，M4与M6的电流比也为1∶1，那么在导通时间结束时Vcomp＝vdd-VGS_M3-Ic*Ton/C1；流经R2的补偿电流为Icomp＝(Vcomp-VGS_M5)/R1，补偿电压为Icomp*R2＝Vcs_comp-Vcs_real，其中Vcs_real为控制电路端口的Vcs真实电压，Vcs_comp为经过补偿的cs电压。这种补偿往往只能在特定的系统参数下实现比较好的补偿效果，如果改变系统参数，这种补偿会出现过补偿或者欠补偿的情况；而且通过拟合来实现线电压补偿往往会增大电路的复杂程度，不利于降低成本。在图1所示的LED驱动电路中，导通时间Ton＝Vref*L/[RCs*(Vin-Vout)]，可以看出，导通时间不仅与Vin有关系，还与Vout、Rcs、L都有关系；从图2中可以得到Vcs电压的过冲量ΔV＝(Vin-Vout)*Td*Rcs/L；综合可以得到需要补偿的量ΔV＝Vref*Td/Ton，这个量在控制电路内部只能通过拟合的方式近似实现，并不能精确的实现线电压补偿，而且往往会使电路变的更加复杂。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本公开提供了一种线电压补偿电路、控制电路及LED驱动电路，结构简单、成本较低，实现了线电压补偿的高精度，性能可靠。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种线电压补偿电路，包括：第一开关、第二开关、第三开关及第一电容；其中，所述第一开关的第一端与第二开关的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输入端；第一开关的第二端与第一电容的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输出端；所述第二开关的第二端与第一电容的第二端相连接，并且同时连接至所述第三开关的第一端。在一些实施例中，所述第一开关、第二开关、第三开关分别为闸刀开关或MOS管。根据本公开的另一个方面，提供了一种控制电路，其包括所述的线电压补偿电路，还包括：比较器CMP，其正向输入端与所述线电压补偿电路的输出端连接；以及，功率开关管Q1，其源极与所述线电压补偿电路的输入端连接；其中，所述比较器用于控制功率开关管的关断。在一些实施例中，所述第一开关、第二开关、第三开关均为MOS管，所述第一开关的漏极与所述第二开关的漏极相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输入端；所述第一开关的源极与第一电容的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输出端；所述第二开关的源极与第一电容的第二端相连接，并且同时连接至所述第三开关的漏极。在一些实施例中，第一开关的栅极的控制信号为VC2，第二开关的栅极的控制信号为VC1，第三开关的栅极的控制信号为VC2；所述控制信号VC1为所述功率开关管的控制信号swon经一上升沿延时电路延时一Td时间得到，所述控制信号VC2为所述控制信号VC1经过反相得到。在一些实施例中，所述的控制电路，还包括：触发器，其控制端与所述比较器的输出端连接，其输出端经一驱动DRV与所述功率开关管Q1的栅极连接，其复位端经一退磁检测模块Tdem_det与所述功率开关管的栅极连接；其中，所述比较器的输出通过控制所述触发器以关断所述功率开关管。根据本公开的另一个方面，提供了一种LED驱动电路，其包括所述的控制电路，还包括：整流桥，包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3及第四二极管D4；输入电容Cin，与所述整流桥并联；续流二极管D5，其第一端与所述输入电容的第一端连接，第二端与所述功率开关管的漏极连接；以及采样电阻Rcs，其第一端与所述输入电容Cin的第二端连接，第二端与所述线电压补偿电路的输入端连接。在一些实施例中，所述的LED驱动电路，还包括：电感L，其第一端与所述续流二极管D5的第二端连接；以及输出电容Cout，其第一端与所述续流二极管D5的第一端连接，第二端与所述电感L的第二端连接。在一些实施例中，所述功率开关管开关控制信号为swon，在swon＝1时，功率开关管导通，在swon＝0时，功率开关管关断；所述第一开关在功率开关管关断期间为导通状态，在功率开关管导通之后经一延迟时间Td，所述第一开关K1断开，所述第三开关与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线电压补偿电路，包括：第一开关、第二开关、第三开关及第一电容；其中，所述第一开关的第一端与第二开关的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输入端；第一开关的第二端与第一电容的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输出端；所述第二开关的第二端与第一电容的第二端相连接，并且同时连接至所述第三开关的第一端。

【技术特征摘要】
1.一种线电压补偿电路，包括：第一开关、第二开关、第三开关及第一电容；其中，所述第一开关的第一端与第二开关的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输入端；第一开关的第二端与第一电容的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输出端；所述第二开关的第二端与第一电容的第二端相连接，并且同时连接至所述第三开关的第一端。2.根据权利要求1所述的线电压补偿电路，其中，所述第一开关、第二开关、第三开关分别为闸刀开关或MOS管。3.一种控制电路，其包括如权利要求1或2所述的线电压补偿电路，还包括：比较器CMP，其正向输入端与所述线电压补偿电路的输出端连接；以及，功率开关管Q1，其源极与所述线电压补偿电路的输入端连接；其中，所述比较器用于控制功率开关管的关断。4.根据权利要求3所述的控制电路，其中，所述第一开关、第二开关、第三开关均为MOS管，所述第一开关的漏极与所述第二开关的漏极相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输入端；所述第一开关的源极与第一电容的第一端相连接，并且同时连接至所述线电压补偿电路的输出端；所述第二开关的源极与第一电容的第二端相连接，并且同时连接至所述第三开关的漏极。5.根据权利要求4所述的控制电路，其中，第一开关的栅极的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰，鲁华祥，杨文轩，李文昌，王彦虎，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，中国科学院大学，
类型：新型
国别省市：北京,11