[实用新型]用于电负载的偏置和驱动电路及其电子系统

说明书

技术领域

本公开涉及一种基于特别是切换模式功率电源(SMPS)的反馈电压调节器的用于 电负载的偏置和驱动电路及其电子系统。

背景技术

图1A示出了用于发光二级管(LED)的驱动电路，其由参考标号1来指代并且特别地 包括具有SMPS类型的配置用于作为恒定电流源进行操作并且适于对LED串2(在图1A中所描 述的仅为一个LED2，耦合在输出电源管脚V_LED⁺和V_LED^-之间)进行供能的电压调节器5。SMPS设 备5具有本身已知的类型，例如在2014年九月的名称为“LED5000-具有调光能力的单片步降 电流源”的由意法半导体制造的产品“LED5000”的数据表中所描述的。

SMPS设备5可操作地耦合到输入电源端子V_IN⁺和V_IN^-，出现在其间的是电压V_IN，例如 由电子变压器(未示出)所生成。

依据已知的方式，SMPS设备5具有多个操作端子，并且特别地：电源端子1a，适于接 收具有例如在5.5V和48V之间的值的输入电压V_IN；参考端子1b，其形成参考电压端子；反馈 输入端子1c，其耦合到感测电阻器4并且构成SMPS设备5内部的误差放大器的反相输入(调 节端子)；端子1d，其提供了用于内部仿真电路的功率电源连接；端子1e，其连同参考端子1b 以及误差放大器形成SMPS设备5内部的调节环路的输出；以及端子1f，其实施了用于切换 SMPS设备5的输出端子并且经由电容器8耦合到端子1d。

如在图1B中更为详细地描述的，SMPS设备5内部的调节环路包括电压误差放大器 3，其实施了调节环路的第一级。特别地，电压误差放大器3为跨导可操作的放大器，其非反 相输入连接到SMPA设备5内部的电压参考V_REF(其变化典型地在194mV和206mV之间；特别地， 随后考虑在闭合环路中的典型值200mV)，而反相输入端子连接到感测电阻器4。电压误差放 大器3的反相输入端子形成了SMPS设备5的反馈输入端子1c。在端子1e上，电压误差放大器3 生成了控制信号V_CONTROL，提供到PWM比较器7的非反相输入，而其反过来在端子1f上驱动DC- DC转换器9’的高侧(HS)切换器。电流探测器9”探测到在高侧(HS)切换器上循环的电流并且 将所探测(换能)到的值提供到PWM比较器的反相输入。

DC-DC转换器9’在输出生成具有占空比的调节信号V_SW从而适当地对电源电流 (I_LED)进行调节。

换句话说，在端子1a和端子1f之间出现的是SMPS转换器，其中误差放大器的非反 相输出在端子1c上进行作用，并且放大器的输出在端子1e上进行作用。

由此，参照图1A，SMPA调节器5、电感器6以及二极管11形成例如升压类型的DC-DC 转换器拓扑结构。

从SMPA设备5提供在输出上的调节后的电流水平由此基于流经感测电阻器4的电 流而被设置或者调节，根据已经陈述的，注意到跨越感测电阻器4有等于200mV的参考V_REF的 电压降。感测电阻器4的电阻值R_S因此由R_S＝(200mV)/I_LED给出，其中I_LED为流经LED串2的电 流。在作为示例提供的示例中，其中I_LED＝1A，我们得到R_S＝0.2Ω。

另外存在耦合到SMPS设备5的端子1c的电阻器26，其具有接近10kΩ的电阻值R₁。 可选地，有可能平行于电阻器26插入齐纳二极管(未示出)以便电阻器26以及齐纳二极管实 施免于过电压的保护。由于在输入到端子1c的电流基本上为零，因此电阻器26的影响可以 忽略(最多为数十毫微安)。

进一步，耦合到端子1e的是电阻器13和电容器15，串联连接在一起，其具有实施针 对调节环路的补偿网络的功能。作为示例，电阻器13具有22kΩ的电阻值并且电容器15具有 10nF的电容值。

很明显的是SMPS设备5可以包括进一步的输入/输出端子，用于实施所需要的进一 步的功能。