[发明专利]一种峰值电流控制开关型恒流驱动器

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种峰值电流控制开关型恒流驱动器，适用于电源领域。

背景技术

随着节能标准的不断提高，白光LED凭借其发光效率高、寿命长、体积小、绿色环保等优点必将成为未来照明的主要光源，同时必将带动LED驱动器的不断革新与发展。因此，具有效率高、响应快、控制灵活等特点的开关型恒流驱动器必成为LED照明领域的主角。大功率LED驱动电路作为半导体照明重要的配套产业之一，国内研究还处在起步阶段。现有的驱动电路基本上是由分立元件或昂贵的进口芯片来实现的，如何降低生产成本是我国LED照明产业发展、应用和推广的关键。如何提高LED'恒流驱动器的电流控制精度，在精确控制流经LED电流的基础上保证大功率LED'恒定的发光亮度。时，由于流经LED的电流会随着大功率LED工作温度的变化发生漂移，如何提高大功率LED驱动电路的稳定性和合理的进行保护电路设计也是电路的关键。此外，如何提高大功率LED驱动器的转换效率也是大功率LED的研究难点。可见，对大功率LED驱动器的研究，不仅在学术上意义重大，同时有着巨大的市场价值。

发明内容

本发明提供一种峰值电流控制开关型恒流驱动器，电路结构紧凑，增加了驱动器的应用范围，提高了系统的可靠性，极大地减小了输出电压纹波，同时优化了LED驱动器的瞬态响应。

本发明所采用的技术方案是：

峰值电流控制开关型恒流驱动器由多路输出基准源电路、启动电路、误差放大器电路、比较器电路和偏置电流产生电路组成。

所述多路输出基准源电路的基准核心电路主要由MOS管M1～M10、电阻R1～R4、三极管(PNP型)Q1～Q3组成。为了减小MOS器件的沟道长度调制效应，该电路采用了自偏置共源共栅结构，改善了电源抑制比。R3, R4用来确保所有的MOS管都工作在饱和状态，实现自偏置共源共栅电流镜。M1、M2与M3、M4以及M7、M8与M9、M10组成的自偏置反馈环使得X和Y点电压相等。

所述启动电路的作用是在电源上电时驱使电路摆脱简并偏置点，使电路进入正常工作

状态；而当电路处于正常工作状态时，启动电路自动与电路断开，不消耗多余的能量，也不影响电路的正常工作。左半部分为基准的启动电路，当电源上电时M11导通，对电容C进行充电，M13的栅极电压增大，当Vasi3大于开启电压时M13导通，基准R4侧通路产生电流并通过M13流入GND。当带隙基准稳定工作时，M12的栅极电压增大并使M12导通电容C放电，M13的栅极电压降低，M13最终关断。

所述误差放大器电路中，M1,M2,M14,M15组成偏置电路，偏置电压VB由基准源模块提供，通过电流镜模块实现电流的复制，为折叠运算放大器提供偏置电流。误差放大器的核心部分为折叠共源共栅运算放大器。M4, M5为PMOS共源放大管，M12, M13为NMOS共栅放大管，二者组成基本差分放大器。采用PMOS为输入器件实现了低电压输入的要求；同时，采用差分输入结构很好的抑制了噪声的影响。M3为差分对提供相应的尾电流。M8, M9, M10, M11为低压(宽摆幅)共源共栅电流镜，用作差动放大器的有源负载，将差动电流转换为单端输出电压VEA。

所述比较器电路中，输入级由P沟道双端输入和双端输出差分放大器构成。M1和M2是差分放大器的输入对管，此处采用PMOS管;MO为差分放大器提供尾电流；二极管连接的M3和M6作为差分放大器的负载，M4和MS构成的电流源是为提高差分放大器的增益而设置的。在二极管负载M3和M6上并联电流源相当于降低了其跨导，增大输出电阻，从而获得足够大的增益。

所述偏置电流产生电路中，M6,M7,M10,M11构成共源共栅电流镜，实现对输出电流ic的复制，M5作为支路的负载，利用M5的压降作为反馈信号给到M2的栅极，实现负反馈作用，从而提高偏置电流的稳定性。

本发明的有益效果是：电路结构紧凑，增加了驱动器的应用范围，提高了系统的可靠性，极大地减小了输出电压纹波，同时优化了LED驱动器的瞬态响应。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的多路输出基准源电路。

图2是本发明的基准启动电路。

图3是本发明的误差放大器电路。

图4是本发明的比较器电路。

图5是本发明的偏置电流产生电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。