[发明专利]LED驱动电路及其恒流控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及LED驱动技术，尤其涉及一种高恒流精度LED驱动电路及其恒流控制电路。

背景技术

目前，在LED驱动电路中，根据外围电路拓扑结构的不同可以划分为隔离模式和非隔离模式，根据输入/输出电压的高低分为降压模式和升压-降压模式。因为普遍采用滞环控制，目前的非隔离LED驱动电路最大的缺点是恒流特性较差，输出电流受输入电压、输出电压和电感量变化影响较大。

图1是传统的降压模式下工作的LED驱动电路的示意图，主要包括恒流控制电路10、续流二极管D1、电感L、电容C1、开关管M1、采样电阻Rcs。如图1所示，续流二极管D1的负极连接到负载LED的正极和电源VIN，续流二极管D1的正极连接到电感L的第一端，电感L的第二端连接到负载LED的负极；开关管M1连接于电感L和采样电阻Rcs之间，该开关管M1受控制于恒流控制电路10。恒流控制电路包括计时器11、比较模块12和RS触发器13。

开关管M1导通时，电感L的电流增加，端口CS处电压增加，直到端口CS处电压升高到基准电压V1时，比较模块12的输出信号翻转，RS触发器13的输出清零，开关管M1关断。计时器11开始计时，电感L通过续流二极管D1、负载LED放电，电流降低；计时器11计时结束时，RS触发器13置位，开关管M1重新开启，完成一个周期。

图1所示的LED驱动电路为降压模式，端口CS实质上采样的是开关管M1的电流，在开关管M1导通时，开关管电流等同于电感电流（即负载电流），因此，该驱动电路时通过端口CS采样开关管电流来达到控制电感电流峰值的目的。进一步而言，图1中流经采样电阻Rcs的电流实质上是开关管电流，恒流控制电路10通过端口CS采样电流之后，其实只是控制了开关管电流的峰值。因为开关管电流的峰值等同于电感电流和负载电流的峰值，所以通过外围电感量的选择可以限制电感电流峰值来达到恒流效果。

上述传统的驱动电路中，存在如下缺点：该驱动电路通过控制峰值电流和纹波电流来恒定输出电流，峰值电流由比较模块12、基准电压V1和采样电阻Rcs确定。电感电流下降的斜率与输出电压VOUT成正比，与电感L的电感量L成反比，纹波电流IPP和输出电流IOUT分别如下式所示：

IPP=VOUTL*TOFF]]>

IOUT=IPK-12*IPP=V1RCS-12*IPP]]>

其中，TOFF为开关管M1的关断时间，IPK为电感电流的峰值，Rcs为采样电阻Rcs的电阻值。

图2为图1所示的驱动电路对应的工作波形，很明显，输出平均电流随输出电压及电感量而变化。同时，假如考虑比较模块12的延迟TDELAY后，输出电流实际上和输入电压也有着直接的关系。电感电流峰值实际上和输入电压以及比较模块12的延迟TDELAY有关系，电感电流上升斜率与输入输出电压差（VIN-VOUT）成正比，和电感量L成反比，如下式所示：