[发明专利]驱动电路中的BUCK拓扑自适应电流纹波调整电路

说明书

技术领域

本发明涉及驱动电路领域，尤其涉及一种BUCK拓扑自适应电流纹波调整电路。

背景技术

采用BUCK拓扑电路作为LED背光驱动电路具有应用简单，成本低，安全可靠等优势，但是BUCK拓扑电路的通用性较差。例如，驱动50V的LED灯串，BUCK拓扑电路的输入电压一般以55V左右为佳，若输入电压较低，则LED灯串存在差异时会出现驱动能力不足的问题；若输入电压太高，则会存在电流纹波较大问题。可见BUCK电路对输入电压的波动范围要求较高，所以BUCK拓扑电路在应用上存在较大的局限性。

如图1所示，BUCK拓扑电流纹波调整电路包括：FLYBACK结构的AC-DC拓扑电路11和BUCK结构LED驱动电路12两部分。

其中，FLYBACK结构的AC-DC拓扑电路11包括：用于控制AC-DC电压转换的反激拓扑控制芯片U1，其用于输出驱动电压的DRIVER管脚与场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q1的源极通过电阻R1接地，场效应管Q1的漏极与变压器T1的初级线圈一端连接，T1的初级线圈另一端与整流电路输出端连接，变压器T1的次级线圈一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极连接至BUCK结构驱动电路输入端，二极管D2的负极还通过电容C2接地，变压器T1的次级线圈另一端接地。光电耦合器U4的初级第三脚极接地，光电耦合器U4的第四脚连接至反激拓扑控制芯片U1的FB管脚，该引脚起输出负反馈作用，控制输出稳定直流电压。二极管D2的负极还通过电阻R2连接至光电耦合器U4次级第一脚，光电耦合器U4次级第二脚与线性稳压源U5的阴极连接，线性稳压源U5的阳极接地，线性稳压源U5的参考极连接至MCU控制电路，电阻R6与光电耦合器U4次级并联，电阻R5与电容C3串联后电阻R5的一端连接至的光电耦合器U4次级第二脚，电容C3的一端通过电阻R4接地，电阻R4的另外一端还与电阻R3连接，电阻R3的另外一端连接至二极管D2的负极。

BUCK结构的LED驱动电路12包括：驱动负载，驱动负载的正极与AC-DC拓扑电路的输出端连接，驱动负载的负极通过线圈L2连接至场效应管Q2的漏极，场效应管Q2的源极通过电阻R7接地，场效应管Q2的源极还与BUCK芯片U2的ISEN管脚连接，ISEN脚检测并控制流过灯串负载的电流大小，实现恒定电流驱动LED灯串负载。场效应管Q2的栅极连接至BUCK芯片U2的用于输出驱动电压的DRIVER管脚，场效应管Q2的漏极还与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极连接至AC-DC拓扑电路的输出端，在AC-DC拓扑电路的输出端和驱动负载的负极之间还连接有电容C4；

BUCK电路输出电流的纹波与输入电压的关系如下：

假设图1中AC-DC输出电压为V1，LED灯串电压为V2，MOS管Q2导通时加在电感L2两端的电压为Von；电感L2的伏微秒值为Et ，根据对电感L2进行磁平衡分析：

电感L2在MOS管Q2导通时的伏微秒值Et＝Von*Ton（1）

电感L2在MOS管导通时加在电感L2两端的电压Von＝V1-V2（2）

电感L2导通时的纹波电流为                                                （3）

将公式1，2代入公式3得： （4）

由公式4可以看出，（V1-V2）的值越大， 就越大，即当AC-DC拓扑电路输出电压V1比灯串电压V2大较多时，灯串的纹波电流就会相应的增加。因此需要AC-DC拓扑电路的输出电压V1自动跟随LED灯串负载电压V2，以保证（V1-V2）的值在较小的电压范围内波动，从而保证BUCK结构的LED驱动电路输出电流的纹波在较小的范围内波动。

可见，BUCK结构的LED驱动电路对输入电压的要求较为苛刻，需要固定的直流输入电压搭配固定的LED负载电压，否则将存在驱动能力不足或输出电流纹波大等问题，反过来也可以说是BUCK结构的LED驱动电路对LED灯串负载电压要求较高，使得实际应用存在较大的局限性。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种驱动电路中的BUCK拓扑自适应电流纹波调整电路，使得BUCK结构驱动电路对负载电压要求较低，保证驱动电流的纹波在设计范围内不受负载电压的影响。