一种LED电源的补偿电路以及LED电源制造技术

本申请公开了一种LED电源的补偿电路以及LED电源，LED电源为电流模式下的恒流开关电源，包括跨导放大模块、限幅模块和有源RC补偿网络模块；跨导放大模块对电压反馈端的反馈电压V

【技术实现步骤摘要】
一种LED电源的补偿电路以及LED电源


[0001]本申请涉及集成电路领域，尤其涉及一种LED电源的补偿电路以及LED电源。

技术介绍

[0002]BUCK电路为一种降压型开关电源，其中PWM控制方式又可分为电压模式和电流模式，其中电流模式的控制方法可以使用低ESR、小体积的陶瓷电容作为输出电容，同时具有响应速度快等优势，特别适合用于高频率、小型化的产品中。而如今的电子产品，也越来越注重体验，小型化、轻便化也逐渐成为目前的主流。
[0003]LED产品通常需要恒流驱动，相比于其他的负载，LED的负载特性比较特殊，主要表现在其动态阻抗较小，相对于一般的恒压应用，功率级的极点频率较高，因此其补偿的频率也与常规恒压电路不同。
[0004]如图1所示，现有的LED驱动器包括LED电源、补偿电路以及LED电源的反馈控制电路，反馈控制电路包括逻辑控制器以及电压比较器COMP，LED电源为电流模式下的恒流开关电源，该开关电源为BUCK电路。由于开关电源存在负反馈系统，即存在反馈控制电路，故需要对其进行相位补偿，使用如图所示的补偿电路对开关电源进行相位补偿。补偿电路一般如图1所示的配置，包括跨导放大器Gm、电阻R
COMP
、电容C
HF
和电容C
COMP，
其中电阻R
COMP
、电容C
COMP
是必需的，C
COMP
一般电容量较大，直接在芯片中集成需要浪费很大的面积，C
HF
一般电容量较小，典型值1pF~10pF，通常可以集成的芯片中，但C
HF
非必需。
[0005]补偿电路可以通过外置补偿和内置补偿两种方式设置。
[0006]电流模式控制下，外置补偿需要使用分立器件进行补偿，即电阻R
COMP
、电容C
COMP
和电容C
HF
设置为分立器件。该方法一方面开关电源需要外置引脚，对于一些封装体无法适用，一方面需要相对专业的知识进行补偿电路的设计，对设计人员有较大的要求，不利于产品的快速设计与验证，最后，外置补偿额外的器件增加了BOM成本。
[0007]内置补偿是通过常规的有源电容进行补偿，即电容C
COMP
为有源电容。一般的有源电容精度不高，同时在补偿高频率的电流模式的LED驱动器时，往往不合适。原因是常规有源电容的容量都相对较大，在电流模式恒流LED驱动应用中，需要使用较大的输出电解电容CO1来配合较大的补偿电容才能使系统稳定，但这与小型化应用相悖，同时成本较高，瞬态响应较差。如果需要使用小型化的陶瓷电容，则内置的补偿电容要小于常规的有源电容大小，但还没有小到可以直接集成到芯片内步的地步。

技术实现思路

[0008]为了减少LED电源芯片的外围器件，提高LED驱动器的集成度，本专利技术提供一种LED电源的补偿电路以及LED电源。
[0009]为了实现上述专利技术目的，第一方面，本专利技术提供了一种LED电源的补偿电路，所述LED电源为电流模式下的恒流开关电源，其特征在于，包括跨导放大模块、限幅模块和有源RC补偿网络模块；
跨导放大模块的输入端分别与负载LED的电压反馈端和参考电源连接，用于对电压反馈端的反馈电压V
FB
与参考电源的参考电压V
REF
进行差分放大，并转换为差分电流I
VE
输出；跨导放大模块的输出端的电压V
E
用于对LED电源的电流进行调整；所述限幅模块的输入端与所述跨导放大模块的输出端连接，用于对跨导放大模块的输出端的电压进行限幅；有源RC补偿网络模块包括RC网络模块、差分输入模块和有源负载；RC网络模块用于将跨导放大模块的输出端输出的差分电流I
VE
经限幅模块电压限幅后转换为电压信号；差分输入模块对RC网络模块输出的采样电压进行差分放大并输出到有源负载；有源负载用于为差分输入模块提供有源负载并输出电流信号I
OUT
来调节RC网络模块(130)的输入阻抗，进而调节电压V
E
来调整LED电源的电流。
[0010]可选的，跨导放大模块包括差分输入模块和跨导电流模块；差分输入模块与跨导电流模块连接，用于对输入的反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
进行偏置抬升；跨导电流模块的输出端与所述限幅模块连接，用于对偏置抬升后的反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
进行差分放大，并转换为差分电流I
VE
输出。可选的，所述差分输入模块包括偏置电流单元和电压抬升单元；所述偏置电流单元与所述电压抬升单元连接；所述偏置电流单元用于为电压抬升单元提供偏置电流；所述抬升电压单元用于对输入的反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
进行抬升，并输出到跨导电流模块。
[0011]可选的，跨导电流模块包括跨导输入单元、电流拉取单元和电流输出单元；跨导输入单元用于将反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
抬升后的电压进行放大并转换成电流；电流输出单元与跨导输入单元连接，用于对上述电流进行差分后输出；电流拉取单元与跨导输入单元连接，用于为跨导输入单元拉取额定电流。可选的限幅模块包括电压检测模块和钳位模块，所述电压检测模块与所述钳位模块连接，所述电压检测模块用于获取跨导放大模块的输出端的电压V
E
并控制钳位模块工作状态；钳位模块用于对跨导放大模块的输出端的电压V
E
进行钳位；所述钳位模块工作状态包括：开启工作状态或停止工作状态。
[0012]可选的，电压检测模块包括：耗尽型NMOS管DNM1和第八NMOS管NM8；第八NMOS管NM8的栅极和漏极与所述跨导放大模块的输出端连接，第八NMOS管NM8的源极与耗尽型NMOS管DNM1的漏极连接，耗尽型NMOS管DNM1的栅极和源极接地，耗尽型NMOS管DNM1的漏极和第八NMOS管NM8的源极与钳位模块连接，通过耗尽型NMOS管DNM1和第八NMOS管NM8连接处的分压电压控制钳位模块的工作状态。
[0013]可选的，钳位模块包括：第六NMOS管NM6、第七NMOS管NM7、第九NMOS管NM9和第十NMOS管NM10；第六NMOS管NM6的源极接地，第六NMOS管NM6的栅极与第二栅极电源连接，第二栅极电源用于提供栅极电压V
NB
；第六NMOS管NM6的漏极与第七NMOS管NM7的源极连接，第七NMOS管NM7的栅极与耗尽型NMOS管DNM1的漏极连接，耗尽型NMOS管DNM1的漏极电压控制第七NMOS管NM7的导通或断开；第七NMOS管NM7的漏极分别与第九NMOS管NM9的源极和第十NMOS管NM10的源极连接；第九NMOS管NM9的漏极和栅极与跨导放大模块的输出端连接；第十NMOS管NM10的漏极与电源VDD连接，第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED电源的补偿电路(100)，所述LED电源为电流模式下的恒流开关电源，其特征在于，包括跨导放大模块(110)、限幅模块(120)和有源RC补偿网络模块(130)；跨导放大模块(110)的输入端分别与负载LED的电压反馈端和参考电源连接，用于对电压反馈端的反馈电压V
FB
与参考电源的参考电压V
REF
进行差分放大，并转换为差分电流I
VE
输出；跨导放大模块(110)的输出端的电压V
E
用于对LED电源的电流进行调整；所述限幅模块(120)的输入端与所述跨导放大模块(110)的输出端连接，用于对跨导放大模块(110)的输出端的电压进行限幅；有源RC补偿网络模块(130)包括RC网络模块(131)、差分输入模块(132)和有源负载(133)；RC网络模块(131)用于将跨导放大模块(110)的输出端输出的差分电流I
VE
经限幅模块(120)电压限幅后转换为电压信号；差分输入模块(132)对RC网络模块(131)输出的采样电压进行差分放大并输出到有源负载(133)；有源负载(133)用于为差分输入模块(132)提供有源负载并输出电流信号I
OUT
来调节RC网络模块(131)的输入阻抗，进而调节电压V
E
来调整LED电源的电流。2.如权利要求1所述的LED电源的补偿电路(100)，其特征在于，跨导放大模块(110)包括差分输入模块(111)和跨导电流模块(112)；差分输入模块(111)与跨导电流模块(112)连接，用于对输入的反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
进行偏置抬升；跨导电流模块(112)的输出端与所述限幅模块(120)连接，用于对偏置抬升后的反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
进行差分放大，并转换为差分电流I
VE
输出。3.如权利要求2所述的LED电源的补偿电路(100)，其特征在于，所述差分输入模块(111)包括偏置电流单元和电压抬升单元；所述偏置电流单元与所述电压抬升单元连接；所述偏置电流单元用于为电压抬升单元提供偏置电流；所述抬升电压单元用于对输入的反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
进行抬升，并输出到跨导电流模块(112)。4.如权利要求3所述的LED电源的补偿电路(100)，其特征在于，跨导电流模块(112)包括跨导输入单元、电流拉取单元和电流输出单元；跨导输入单元用于将反馈电压V
FB
和参考电压V
REF
抬升后的电压进行放大并转换成电流；电流输出单元与跨导输入单元连接，用于对上述电流进行差分后输出；电流拉取单元与跨导输入单元连接，用于为跨导输入单元拉取额定电流。5.如权利要求1所述的LED电源的补偿电路(100)，其特征在于，限幅模块(120)包括电压检测模块(121)和钳位模块(122)，所述电压检测模块(121)与所述钳位模块(122)连接，所述电压检测模块(121)用于获取跨导放大模块(110)的输出端的电压V
E
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许锦龙，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：