具有电流感测回路的定电流调节电路制造技术

本发明专利技术是关于一种具有电流感测回路的定电流调节电路，在定电流调节电路中包括有一电流感测回路，连接于该定电流调节电路的开关单元，用以检测通过开关单元的电流状况，并产生一与通过该开关单元的电流大小呈比例关的感测电流，该感测电流经一感测电阻后产生一感测电压。一差动放大电路依据一设定电压与接收到的感测电压，而产生一误差电压至一脉宽调变控制器，再由该脉宽调变控制器经一栅极驱动电路控制该开关单元的开关动作，据以供应一恒定电流至一连接于该输出电压端的负载。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种具有电流感测回路的定电流调节电路，特别是关于一种 具有电流感测回路的定电流调节电路，用以供应一恒定电流至一负载。
技术介绍
LED(发光二极管)元件经常被用来作为照明、背光源的提供。依据不同 的应用，有各种不同色彩或功率值的LED元件。无论何种型态的LED元件， 一般都在定电流(Constant Current)驱动下才会产生最佳的电性能。业者在设 计LED元件的电源供应电路时，莫不以能够提供恒定的电流输出的目标而设 计。故一般是以定电流调节电路(Constant Current Regulator)来提供负载所需 的工作电源。而在负载中的各个LED元件的连接型态，只有将所有的LED 元件串联连接才可以确保流过每个LED元件的电流完全相同。在各种类型的定电流调节电路设计中，可概分为降压型定电流调节电路 (Buck Type Constant Current Regulator)及升压型定电流调节电路(Boost Type Constant Current Regulator)。图1显示一传统降压型定电流调节电路的控制电路图。在现有的降压型 定电流调节电路la中包括一第一开关单元SWl、 一第二幵关单元SW2，其 中第一开关单元SW1的漏极连接于一输入电压Vin，源极是经由一串联的电 感元件L连接至一输出电压端Vo。第二开关单元SW2的漏极是连接至电感 元件L与第一开关单元SW1的源极间的节点，而其源极连接至接地电位。 输入电压Vin并联连接有一输入电容Cin。第一开关单元SW1与第二开关单元SW2的栅极是连接于一栅极驱动电 路11。一脉宽调变控制器12(PWMController)可经由该栅极驱动电路11而控 制第一开关单元SW1与第二开关单元SW2的开关动作。一负载2由数个串联连接的LED元件所组成，连接于输出电压端Vo。 负载2的正极端是连接于输出电压端Vo，负端则串联一感测电阻Rs之后接 地。当负载2流过一负载电流IL时，会在负载2的负极端与感测电阻Rs的 连接节点产生一反馈电压Vfb。反馈电压Vfb会被送至一差动放大电路13的反馈电压输入端，而一基 准电压Vref则会送至差动放大电路13的基准电压输入端。差动放大电路13 的误差信号输出端连接至一由电阻Rc及一电容Cc所组成的RC电路，也连 接至脉宽调变控制器12。差动放大电路13依据该基准电压Vref与反馈电压 Vfb的差异值而由误差信号输出端产生一误差电压Ve至该RC电路及脉宽调 变控制器12。在前述的电路设计中，感测电阻Rs是串联连接于负载电流IL通过的大 电流回路中。故当负载电流IL大时，感测电阻Rs会消耗大功率。图2显示另一种传统降压型定电流调节电路的控制电路图。在此一现有 的降压型定电流调节电路lb中包括一第一开关单元SW1、 一第二开关单元 SW2、 一电感元件L、 一栅极驱动电路ll、 一脉宽调变控制器12、 一比较器 14、 一感测电阻Rs、 一基准电压单元15。感测电阻Rs是串联于输入电压 Vin与第一开关单元SW1的漏极之间。基准电压单元15可供应一基准电压 Vref予比较器14的其中一基准电压输入端。负载2由数个串联连接的LED 元件所组成，其一端连接于输出电压端Vo，另一端接地。此一电路中，感测 电阻Rs亦是串联连接于负载电流IL通过的大电流回路中。图3显示传统升压型定电流调节电路的控制电路图。在升压型定电流调 节电路lc中包括一第一开关单元SWl、 一第二开关单元SW2，其中第一开 关单元SW1的漏极经由一电感元件L连接于输入电压Vin，源极是接地。第 二开关单元SW2的漏极是连接至电感元件L与第一开关单元SW1的漏极间 的节点，而其源极连接至输出电压端Vo。输出电压端Vo并联连接有一输出 电容Co。第一开关单元SW1与第二开关单元SW2的栅极是连接于一栅极驱动电 路11。 一脉宽调变控制器12可经由该栅极驱动电路11而控制第一开关单元 SW1与第二开关单元SW2的开关动作。一负载2由数个串联连接的LED元件所组成，连接于输出电压端Vo。 负载2的正极端是连接于输出电压端Vo，负极端则串联一感测电阻Rs之后 接地。当负载2流过一负载电流IL时，会在负载2的负极端与感测电阻Rs 的连接节点产生一反馈电压Vfb。反馈电压Vfb会被送至一差动放大电路13的反馈电压输入端，而一基 准电压Vref则会送至差动放大电路13的基准电压输入端。差动放大电路13 的一误差信号输出端连接至一由电阻Rc及一电容Cc所组成的RC电路，也 连接至脉宽调变控制器12。差动放大电路13依据该基准电压Vref与反馈电 压Vfb的差异值而由误差信号输出端产生一误差电压Ve至该RC电路及脉 宽调变控制器12的误差信号输入端。在前述的电路设计中，感测电阻Rs是串联连接于负载电流IL通过的大 电流回路中。故当负载电流IL大时，即使感测电阻Rs很小，感测电阻Rs 的功率消耗仍大。图4显示另一种传统升压型定电流调节电路的控制电路图。在降压型定 电流调节电路ld中包括一第一开关单元SWl、 一第二开关单元SW2、 一电 感元件L、 一栅极驱动电路11、 一脉宽调变控制器12、 一比较器14、 一基 准电压单元15 、 一感测电阻Rs。感测电阻Rs是串联连接于第一开关单元SWl 的源极与接地之间。负载2由数个串联连接的LED元件所组成，其一端连接 于输出电压端Vo，另一端接地。基准电压单元15可供应一基准电压Vref 予比较器14的其中一基准电压输入端。感测电阻Rs仍是串联连接在第一开 关单元SW1的大电流回路中。故当通过第一开关单元SW1的电流大时，即 使感测电阻Rs很小，感测电阻Rs的功率消耗仍很大。前述的四种现有定电流调节电路中，其电路的设计都是将感测电阻串联连接于控制电路中的大电流回路中。故即使感测电阻Rs很小，感测电阻两 端的压降仍很大，亦即感测电阻消耗大功率。除了上述不同的定电流调节电路的设计之外，在先前专利中亦有其它诉求功能的电路设计。例如美国专利号第7135825号专利案中，其揭露一种LED 元件驱动电路，其亦是在LED元件负载回路中串联连接一感测电阻，以产生 反馈电压。电源供应电路中，由于感测电阻是串联连接于负载中，故当流过 负载的电流大时，即使感测电阻的阻值很小，但在该感测电阻所产生的功率 消耗仍很大。又如美国专利号第6980181号专利案中，其揭露一种LED元件 的驱动电路，其是在开关电路的回路中串联连接一感测电阻，以产生反馈电 压至误差放大器。开关电路的回路同样是属于大电流的回路，故在感测电阻 所产生的功率消耗仍很大。
技术实现思路
因此，鉴于现有技术所存在的问题，本专利技术的主要目的即是提供一种不 需在大电流回路中连接感测电阻的电流反馈式定电流调节电路，通过感测通 过负载的电流状况产生反馈信号，据以调节供应一恒定电流至负载。本专利技术提供一种具有电流感测回路的定电流调节电路，包括 一开关单 元，其第一端连接于一输入电压，而第二端经由一电感元件连接至一输出电 压端； 一栅极驱动电路，连接于所述的开关单元的栅极； 一脉宽调变控制器， 连接于所述的栅极驱动电路，具有一误差信号输入端； 一电流感测回路，连 接于所述的开关单元，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电流感测回路的定电流调节电路，包括：　一开关单元，其第一端连接于一输入电压，而第二端经由一电感元件连接至一输出电压端；　一栅极驱动电路，连接于所述的开关单元的栅极；　一脉宽调变控制器，连接于所述的栅极驱动电路，具有一误差信号输入端；　一电流感测回路，连接于所述的开关单元，用以检测通过所述的开关单元的电流状况，并产生一与通过所述的开关单元的电流大小呈比例关系的感测电流，所述的感测电流经一感测电阻后产生一感测电压；　一差动放大电路，具有一设定电压输入端、一感测电压输入端及一差动信号输出端，其中所述的设定电压输入端连接一设定电压，所述的感测电压输入端连接于所述的感测电阻，用以接收所述的感测电压；　其中所述的差动放大电路依据所述的设定电压与接收到的感测电压，而在所述的差动信号输出端送出一误差电压至所述的脉宽调变控制器，再由所述的脉宽调变控制器经一栅极驱动电路产生一开关控制信号控制所述的开关单元的开关动作，据以供应一恒定电流至一连接于所述的输出电压端的负载。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏嘉，朱弘琦，沈毓仁，
申请(专利权)人：钰瀚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]