本发明专利技术公开了一种线性恒流控制器，包含该控制器的芯片、驱动装置以及照明灯具。所述控制器与一高压功率管的源极相连，所述高压功率管的漏极经恒流源负载连接至输入电压源，所述输入电压源提供对交流电网电压整流的单向脉动电网电压，第一电阻、第二电阻串联连接在所述输入电压源与控制器的电源端之间，所述高压功率管的栅极连接第一电阻、第二电阻之间的节点，所述控制器包括：电网电流控制电路，基于一来自所述输入电压源的分压信号和一经放大的误差信号，控制在所述单向脉动电网电压的取电流窗口内获取电网电流；以及误差放大电路，基于经所述电网电流控制电路流出的电网电流的检测信号，确定所述电网电流的平均电流，以及产生所述经放大的误差信号。按照本发明专利技术，能够使得线性恒流控制器及相应驱动装置的制造成本明显下降，并显著增强它们的应用灵活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及线性恒流控制器电路，具体而言，涉及一种用于驱动恒流源负载的高效率线性恒流控制器，包含该控制器的芯片与驱动装置，以及包含所述驱动装置的照明灯具。
技术介绍
由于具有光效高、寿命长、无辐射与低功耗等特点，发光二极管(LED)在照明工业中的应用日益广泛。作为一种恒流源负载，LED需要与恒压源负载不同的控制器。目前，工业界主要有两大类驱动LED的控制器。一类是开关恒流控制器，主要特点在于需要电感和变压器，在各种条件下效率一般都实现得较高，但同时成本也高。另一类是线性恒流控制器，它不需要电感和变压器，虽然在某些条件下效率很难实现得高，但是成本相对较低。在申请人本人的中国专利申请CN102333405A(2012年I月25日公开)中，披露了一种新型的线性恒流控制器，其效率可实现得与开关恒流控制器的效率相当。参照图1，图I示出了该控制器的电路结构。其中，IIOV或220V交流电网电压经整流桥180整流后，输入电压源VIN提供单向脉动的电网电压，电流则分为三路，第一路经电阻205和电阻206分压后给控制器200提供前馈信号；第二路经电阻103给电容204充电，电容204为控制器200提供电源供电；第三路经过LED负载190和电容185后，进入控制器200内部功率场效应管201的漏极，再从功率场效应管201的源极流出经检测电阻202到参考地。控制器200主要包括电网电流控制电路220和误差放大电路230，它们构成的控制环路实现对电网电流的精确控制。电网电流控制电路220基于VSD节点电压信号和经放大的误差信号ΕΑ0，控制在单向脉动电网电压的取电流窗口内获取电网电流。其中，VSD节点电压来自电阻205和电阻206对输入电压源VIN的分压，它起着前馈作用，使得控制环路对于电网电压的波动能够很快地响应。电网电流控制电路220决定了电网电流的三个参数，一是电流峰值；二是取电流的电网电压窗口下限值VLED ;三是电网电压窗口上限处的电网电流下降/上升的斜率。基于经电网电流控制电路220流出的电网电流的检测信号CS，误差放大电路230决定电网电流的平均电流，也就是LED负载190的平均电流，同时输出经放大的误差信号ΕΑ0。信号EAO送到电网电流控制电路220，以与VSD电压一起决定电压窗口上限值VLED+Λ V。如图I所示，电网电流控制电路220包括减法器211、加法器212、快速放大器213以及功率场效应管201。其中，减法器211的一个输入端接收来自VIN的分压信号，另一输入端接收经放大的误差信号ΕΑ0，产生输出信号SUB0，该输出信号的电压为两个输入信号的电压差与系数K的乘积，其中K大于等于I ;加法器212的一个输入端接收信号SUB0，另一输入端接收电网电流的检测信号CS,产生输出信号ADDO ;快速放大器213的一个输入端接收信号ADD0，另一输入端接收参考电压REFP，其输出端连接功率场效应管201的栅极；功率场效应管201的漏极经LED负载190连接至VIN，其源极经检测电阻202连接到参考地。误差放大电路230包括误差放大器(EA) 214以及由电容215、电阻216组成的环路补偿网络。误差放大器214的第一输入端经环路补偿电阻216接收电网电流的检测信号CS，第二输入端接收参考电压REFA，它的输出端产生信号ΕΑ0，连接到电网电流控制电路220中的减法器211。误差放大器214和参考电压REFA决定了 LED负载190的平均电流值。环路补偿电容215，连接在误差放大器第一输入端与环路补偿电阻216之间的节点和误差放大器输出端之间，该补偿电容和上述补偿 电阻216的作用是保持环路的稳定性，同时使得环路频率带宽远小于VIN的频率100Hz，以实现平均恒流。上述现有技术虽然有助于降低线性恒流控制器的成本、提高效率及可靠性，但不足之处在于，其制造成本仍然偏高。图I中，高压功率场效应管201位于控制器200的内部，由于超高压集成电路制造工艺复杂，导致制造成本较高。而在现代微电子领域，制造成本几乎决定了集成电路产品的成败，所以追求低制造成本是微电子行业不变的主题。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术的目的在于，降低现有线性恒流控制器及相应驱动装置的制造成本，并改善它们的应用灵活性与热安全性。本专利技术的上述目的通过提供线性恒流控制器、芯片、驱动恒流源负载的装置以及照明灯具而实现。根据本专利技术的第一方面，提供一种线性恒流控制器，所述控制器与一高压功率管的源极相连，所述高压功率管的漏极经恒流源负载连接至输入电压源，所述输入电压源提供对交流电网电压整流的单向脉动电网电压，第一电阻、第二电阻串联连接在所述输入电压源与控制器的电源端之间，所述高压功率管的栅极连接第一电阻、第二电阻之间的节点，所述控制器包括电网电流控制电路，基于一来自所述输入电压源的分压信号和一经放大的误差信号，控制在所述单向脉动电网电压的取电流窗口内获取电网电流；以及误差放大电路，基于经所述电网电流控制电路流出的电网电流的检测信号，确定所述电网电流的平均电流，以及产生所述经放大的误差信号。在第一方面中，优选的是，所述电网电流控制电路包括减法器，其一输入端接收来自所述输入电压源的分压信号，另一输入端接收所述经放大的误差信号，产生第一输出信号，所述第一输出信号的电压为所述两个输入信号的电压差与系数K的乘积，其中K大于等于I;加法器，其一输入端接收所述第一输出信号，另一输入端接收所述电网电流的检测信号，产生第二输出信号；快速放大器，其一输入端接收所述第二输出信号，另一输入端接收第一参考信号；以及低压MOS管，其栅极连接所述快速放大器的输出端，其漏极连接所述高压功率管的源极，其源极经一检测电阻连接至参考地。优选的是，所述误差放大电路包括误差放大器以及由电阻和电容组成的环路补偿网络，其中，所述误差放大器第一输入端经环路补偿电阻接收所述电网电流的检测信号，第二输入端接收第二参考信号，其输出端产生所述经放大的误差信号；环路补偿电容，连接在所述误差放大器第一输入端与环路补偿电阻之间的节点和所述误差放大器输出端之间。优选的是，所述控制器还包括过温保护电路，其根据所述控制器的温度处理所述电网电流的检测信号，并将处理后的检测信号提供给所述电网电流控制电路中的加法器以及误差放大电路中的误差放大器。优选的是，所述过温保护电路包括温度传感器、跨导运算放大器、二极管以及第三电阻，其中，所述跨导运算放大器的一输入端接收所述温度传感器的输出信号，其另一输入端接收第三参考信号，其输出端经所述二极管连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接所述低压MOS管的源极与检测电阻之间的节点。根据第二方面，提供一种芯片，其特征在于，包括上述第一方面中所述的控制器。根据第三方面，提供一种驱动恒流源负载的装置，包括线性恒流控制器、高压功率管、第一电阻以及第二电阻，其中，所述控制器与高压功率管的源极相连，所述高压功率管的漏极经恒流源负载连接至输入电压源，所述输入电压源提供对交流电网电压整流的单向脉动电网电压，所述第一电阻、第二电阻串联连接在所述输入电压源与控制器的电源端之间，所述高压功率管的栅极连接第一电阻、第二电阻之间的节点，所述控制器包括电网电流控制电路，基于一来自所述输入电压源的分压信号和一经放大的误本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种线性恒流控制器，所述控制器与一高压功率管的源极相连，所述高压功率管的漏极经恒流源负载连接至输入电压源，所述输入电压源提供对交流电网电压整流的单向脉动电网电压，第一电阻、第二电阻串联连接在所述输入电压源与控制器的电源端之间，所述高压功率管的栅极连接第一电阻、第二电阻之间的节点，所述控制器包括电网电流控制电路，基于一来自所述输入电压源的分压信号和一经放大的误差信号，控制在所述单向脉动电网电压的取电流窗口内获取电网电流；以及 误差放大电路，基于经所述电网电流控制电路流出的电网电流的检测信号，确定所述电网电流的平均电流，以及产生所述经放大的误差信号。2.如权利要求I所述的控制器，其特征在于，所述电网电流控制电路包括 减法器，其一输入端接收来自所述输入电压源的分压信号，另一输入端接收所述经放大的误差信号，产生第一输出信号，所述第一输出信号的电压为所述两个输入信号的电压差与系数K的乘积，其中K大于等于I ; 加法器，其一输入端接收所述第一输出信号，另一输入端接收所述电网电流的检测信号，产生第二输出信号； 快速放大器，其一输入端接收所述第二输出信号，另一输入端接收第一参考信号；以及 低压MOS管，其栅极连接所述快速放大器的输出端，其漏极连接所述高压功率管的源极，其源极经一检测电阻连接至参考地。3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述误差放大电路包括误差放大器以及由电阻和电容组成的环路补偿网络，其中， 所述误差放大器第一输入端经环路补偿电阻接收所述电网电流的检测信号，第二输入端接收第二参考信号，其输出端产生所述经放大的误差信号； 环路补偿电容，连接在所述误差放大器第一输入端与环路补偿电阻之间的节点和所述误差放大器输出端之间。4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括过温保护电路，其根据所述控制器的温度处理所述电网电流的检测信号，并将处理后的检测信号提供给所述电网电流控制电路中的加法器以及误差放大电路中的误差放大器。5.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述过温保护电路包括温度传感器、跨导运算放大器、二极管以及第三电阻，其中，所述跨导运算放大器的一输入端接收所述温度传感器的输出信号，其另一输入端接收第三参考信号，其输出端经所述二极管连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接所述低压MOS管的源极与检测电阻之间的节点。6.一种芯片，其特征在于，包括权利要求I至5中任一项所述的控制器。7.—种驱动恒流源负载的装置，包括线性恒流控制器、高压功率管、第一电阻以及第二电阻，其中，所述控制器与高压功率管的源极相连，所述高压功率管的漏极经恒流源负载连接至输入电压源，所述输入电压源提供对交流电网电压整流的单向脉动电网电压，所述第一电阻、第二电阻串联连接在所述输入电压源与控制器的电源端之间，所述高压功率管的栅极连接第一电阻、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：许瑞清，金红涛，李嶷，刘立国，
申请(专利权)人：许瑞清，
类型：发明
国别省市：
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