一种恒流源控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种恒流源控制电路，包括主电路、基准电容电路、压控电流源电路、开关管控制电路，其特征在于所述的主电路为包括电感Ｌ１、电感电流检测电阻ＳＲ１和第一开关管ＳＱ１的功率变换电路；所述的基准电容电路包括基准电容ＳＣ３和第二开关管ＳＱ３；所述的压控电流源电路，用于给基准电容ＳＣ３充电，其电流大小与输出电压Ｕ↓［Ｏ］成正比；所述的开关管控制模块同步控制第一开关管ＳＱ１和第二开关管ＳＱ３的通断，并控制输出电压Ｕ↓［Ｏ］与开关管的关断时间ｔ↓［ｏｆｆ］的乘积为常数。本发明专利技术具有结构简单、成本低、效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种恒流源的控制电路。更具体地说，本专利技术涉及一种驱动LED 的恒流源的控制和驱动电路。
技术介绍
随着大功率LED技术的发展与成熟，照明用LED的性能指标日益大幅度提高。 目前产业化的白光LED的光效已经达到(70-90) lm/W，远远超过普通白炽灯的 光效水平，大功率LED将在照明领域得到越来越广泛的应用，人们把它誉为21 世纪代替荧光灯和白炽灯的第四代照明光源。由于LED灯根据其LED数量的不同，电压变化范围较大，且LED的驱动电流 要是恒流才能获得很高的光效和很长的寿命，因此对驱动LED灯的电流波动范围 的限制要求较高(一般5%)。现有的恒流功率变换电路效率低、电路复杂、不易于控制、使用范围不广等， 影响了它的使用。在现有技术中，如图1所示为恒流装置(US. Patent NO. 6954058 B2, On 0Ct， 11,2005)，电路复杂，实现困难，成本高。如图2所示为反馈电压和 参考输出电压的变换器(US. Patent NO. 7317302 Bl'On Jan, 8， 2008)，为恒压 输出，限制了其使用范围。对于输出浮地的Buck变流器，其一般的恒流控制方式都需要通过采样输出电 流来获得恒定的输出电流，而且需要增加光耦等隔离放大电路将电流信号放大， 这些都会增加成本和电路的复杂程度，降低了可靠性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足而提供一种简单的 无需输出采样电阻的恒流控制方式。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案 一种CCM模式的恒流源控制电路，包括主电路、基准电容电路、压控电流源电路、开关管控制电路，其特征在于所述的主电路为包括电感Ll、电感电流检测电阻SRI和第一开关管4SQ1的功率变换电路；所述的基准电容电路包括基准电容SC3和第二开关管SQ3;所述的压控电流源电路，用于给基准电容SC3充电，其电流大小与输出电压[/。成 正比;所述的开关管控制模块同步控制第一开关管SQ1和第二开关管SQ3的通断，并控制输出电压f/。与开关管的关断时间^的乘积为常数。本专利技术使电感峰值电流恒定，并且控制电感电流纹波量恒定来达到使输出电 流恒定的目的。电流纹波控制恒流控制电路，主要通过检测输出电压，产生一个 控制信号，这个控制信号用来使主电路中开关的关断时间与输出电压的乘积为一 个常数，从而获得恒定的电流变化量。在这个基础上，采用峰值电流模式控制， 就能够获得相对恒定的平均电流。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是1、 恒流控制电路结构简单，降低了成本，提高效率。2、 无须电流采样就可以获得恒定电感电流，降低成本。3、 可以用于开关管接地的Buck拓扑直接实现恒流输出，无须隔离电流信号 采样，特别适合于高压应用场合。根据本专利技术，所述的主电路可以是符合条件的任何一种功率变换电路， 一个 优选的实施方式是包括二极管SD1、检测电流电阻SR1、电感L1、电容SC1、 电容SC2和第一开关管SQ1，所述的第一开关管SQ1为M0S管，二极管SD1的阴 极接电容SC1的一端和电容SC2的一端，阳极接电感L1的一端；电容SC1—端 接输入正端A,另一端接地；电阻SR1的一端接M0S管SQ1的源极，另一端接地； M0S管的漏极接电感Ll的一端和二极管SD1的阳极；电容SC2的另一端接电感 Ll的另一端。根据本专利技术，所述的基准电容电路可以是任何一种条件的电路， 一个优选的 实施方式是包括二极管SD2、电阻SR3、电容SC3和第二开关管SQ3，所述的第 二开关管SQ3为M0S管，二极管SD2的阴极接M0S管SQ3的漏极、电阻SR3的一 端和电压控制电流源电路的输出D，阳极接电容SC3的一端和电阻SR3的另一端； 电容SC3的另一端和M0S管SQ3的源极接地。根据本专利技术，所述的电压控制电流源电路可以是任何一种符合条件的电路， 一个优选的实施方式是包括三极管SQ2和电阻SR2，所述的三极管SQ2为PNP型 管，三极管SQ2的基极接输出负端B,三极管SQ2的发射极接电阻SR2的一端，5三极管SQ2的集电极接基准电容电路；电阻SR2的另一端接输入正端A。根据本专利技术，所述的开关管控制电路可以是任何一种符合条件的电路， 一个 优选的实施方式是包括比较器、振荡器、控制电路和驱动电路，比较器的输入负端接检测电流电阻SR1的正端，比较器的输入正端接设定电压Vref,输出接控 制器输入；振荡器的输入接电压控制电流源电路与基准电容电路的连接点D，振 荡器的输出接控制电路输入；控制电路的输出接驱动电路；驱动电路的输出C 接第一开关管SQ1和第二开关管SQ2的门极。开关管控制电路可为具有相同功能 的P丽控制功能块。如图3所示，恒流控制电路的算法框图，压控电流源1(.=& (1)给基 准电容电路充电，当电容电压达到基准值W.时，触发开关管开通，充电时间即为开关管关断时间^=^^(2) BUCK电路中电感电流即为输出电流，所々'以A/(,A/^^^(3)，将式(1) (2)代入式(3)中，得A/广c承C _Z/ 丄(4)，其中^,为基准电容基准电压值，C为基准电容值，/ 为压控电流源中 电阻值，丄为BUCK电路电感值。所以当C、 R、 L确定后，A/。为定值。再加上峰值电流控制/p^恒定，即实现了恒流。本专利技术还要提供一种BCM模式的恒流源控制电路，包括主电路、零电流检 测电路、开关管控制电路，其特征在于所述的主电路为包括电感Ll、电感电流 检测电阻SR1和第一开关管SQ1的功率变换电路；当零电流检测电路检测电感中 的电流为零时，所述的开关管控制电路控制所述的第一开关管SQ1开通；当电感 流检测电阻SR1的电压达到设定值时，信号控制第一开关管SQ1关断，从而控制 输出电流峰值恒定。根据本专利技术，所述的主电路包括二极管SD1、检测电流电阻SR1、电感L1、 电容SC1、电容SC2和第一开关管SQ1，所述的第一开关管SQ1为M0S管，二极 管SD1的阴极接电容SC1的一端和电容SC2的一端，阳极接电感L1的一端；电 容SC1 —端接输入正端A，另一端接地；电阻SR1的一端接M0S管SQ1的源极， 另一端接地；M0S管的漏极接电感L1的一端和二极管SD1的阳极；电容SC2的另一端接电感L1的另一端。根据本专利技术，所述的开关管控制模块包括滞回比较器、比较器、控制电路和 驱动电路，比较器的负端接检测电流电阻SR1的一端；滞回比较器的负端接电阻 SR5的一端；滞回比较器的输出和比较器的输出接控制电路；控制电路的输出接 驱动电路；驱动电路的输出接M0S管SQ1的门极。开关管控制电路可为具有相同 功能的P丽控制功能块。根据本专利技术，所述的零电流检测电路包括与电感Ll耦合的电感辅助绕组L2 和电阻SR5，电感辅助绕组L2的一端接电阻SR5的一端，另一端接地；电阻SR5 的另一端接开关管控制电路的滞回比较器的负端。与CCM模式的恒流源控制电路相比，BCM模式的恒流源控制电路，只需 控制电感峰值电流恒定来达到使输出电流恒定的目的。参照图3，当主电路工作在临界断续时，则可以将检测电路简化为本专利技术 BCM模式的恒流源控制电路，只需要保持峰值恒定就可以获得恒定的平均电流。 如图4b所示，连续电流模式CCM，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＣＭ模式的恒流源控制电路，包括主电路、基准电容电路、压控电流源电路、开关管控制电路，其特征在于所述的主电路为包括电感Ｌ１、电感电流检测电阻ＳＲ１和第一开关管ＳＱ１的功率变换电路；所述的基准电容电路包括基准电容ＳＣ３和第二开关管ＳＱ３；所述的压控电流源电路，用于给基准电容ＳＣ３充电，其电流大小与输出电压Ｕ↓［Ｏ］成正比；所述的开关管控制模块同步控制第一开关管ＳＱ１和第二开关管ＳＱ３的通断，并控制输出电压Ｕ↓［Ｏ］与开关管的关断时间ｔ↓［ｏｆｆ］的乘积为常数。

【技术特征摘要】
1、一种CCM模式的恒流源控制电路，包括主电路、基准电容电路、压控电流源电路、开关管控制电路，其特征在于所述的主电路为包括电感L1、电感电流检测电阻SR1和第一开关管SQ1的功率变换电路；所述的基准电容电路包括基准电容SC3和第二开关管SQ3；所述的压控电流源电路，用于给基准电容SC3充电，其电流大小与输出电压UO成正比；所述的开关管控制模块同步控制第一开关管SQ1和第二开关管SQ3的通断，并控制输出电压UO与开关管的关断时间toff的乘积为常数。2、 如权利要求1所述的一种CCM模式的恒流源控制电路，其特征在于所述的主 电路包括二极管SD1、检测电流电阻SR1、电感L1、电容SC1、电容SC2和第 一开关管SQ1，所述的第一开关管SQ1为M0S管，二极管SD1的阴极接电容SC1 的一端和电容SC2的一端，阳极接电感Ll的一端；电容SC1 —端接输入正端A， 另一端接地；电阻SR1的一端接M0S管SQ1的源极，另一端接地；M0S管的漏 极接电感Ll的一端和二极管SD1的阳极；电容SC2的另一端接电感Ll的另一上山顿。3、 如权利要求1所述的一种CCM模式的恒流源控制电路，其特征在于所述的基 准电容电路包括二极管SD2、电阻SR3、电容SC3和第二开关管SQ3，所述的第 二开关管SQ3为M0S管，二极管SD2的阴极接M0S管SQ3的漏极、电阻SR3的 一端和电压控制电流源电路的输出D，阳极接电容SC3的一端和电阻SR3的另 一端；电容SC3的另一端和M0S管SQ3的源极接地。4、 如权利要求1所述的一种CCM模式的恒流源控制电路，其特征在于所述的电 压控制电流源电路包括三极管SQ2和电阻SR2，所述的三极管SQ2为PNP型管， 三极管SQ2的基极接输出负端B，三极管SQ2的发射极接电阻SR2的一端，三 极管SQ2的集电极接基准电容电路；电阻SR2的另一端接输入正端A。5、 如权利要求1所述的一种CCM模式的恒流源控制电路，其特征在于所述的开 关管控制电路包括比较器、振荡器、控制电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新科，裴倩，陈首先，华桂潮，
申请(专利权)人：英飞特电子杭州有限公司，杭州茂硕电源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]