[实用新型]LED驱动装置及其线电压补偿电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED照明和电路设计领域，具体而言，涉及一种LED驱动装置及其线电压补偿电路。

背景技术

图1是LED照明应用系统工作原理简单示意图。图中交流市电AC经过整流桥，滤波电容C1变成恒定DC输入电压，R、C2是系统上电的启动电路，C3是负载LED滤波电容，D是续流二极管，L是电感，IC是LED lighting(LED照明)驱动控制芯片，RCS是设置负载LED电流的电阻。IC内部DRAIN管脚到CS管脚的通路包含功率开关MOS，这里认为功率开关MOS闭合时，DRAIN管脚到CS管脚的通路的导通电阻为零，其中，IC的VCC引脚为电源引脚，与直流电源连接，用于给IC的内部电路供电；IC的GND管脚为接地引脚，与地线连接；IC的DRAIN管脚为IC的功率开关MOS的漏极管脚，与LED连接，用于控制LED工作；IC的CS管脚为检流输入引脚，用于限制负载LED电流，与电阻RCS连接。

图1系统简单工作原理说明：首先这个应用系统工作在电感电流临界导通模式，即电感电流从峰值下降到零时，开启开关MOS，电感电流开始线性上升，电阻RCS上电压也开始上升，当RCS上电压降等于内部基准电压VREF时，关断开关MOS，电感电流开始下降，到零时开启开关MOS，一直循环工作。

当IC内功率开关MOS闭合时，通过电感L电流为：

i_L(t)＝((VIN-VLED)/L)*t，

VLED为负载LED电压降，t为开关MOS导通时间点，VIN为整流桥后DC电压值。通过电感最大峰值电流为IL(peak)＝VREF/RCS，VREF是芯片IC内部基准电压。所以流过负载LED的平均电流为ILED＝VREF/(2*RCS)。

但是在实际工作当中，RCS上电压即使达到内部基准电压VREF，由于内部电路模块需要响应时间，逻辑电路需要信号传输时间，不能立即关断开关MOS。一般认为电路模块响应时间与逻辑电路信号传输时间之和为系统延迟时间。在系统延迟时间内，开关MOS仍然开启，电感电流继续增加，这就导致了通过电感电流的峰值高于初始设定值VREF/RCS，通过负载LED电流也高于设定值。并且流过电感电流的斜率与输入电压VIN成正比，当VIN从小变大时，流过电感电流斜率也从小变大，这样由于系统延迟导致电感峰值电流随着VIN变大逐渐变大，进一步说流过负载LED电流随着VIN变大也逐渐变大。这样系统性能就比较差，线性调整率不好，不能满足客户需求。

针对这一问题，市场上现有芯片的解决方案：设定系统延迟时间是固定不变的如200nS，通过内部电路处理，让开关MOS提前系统延迟时间关断，这样就做到通过负载LED电流等于初始设定值，在性能得到了很大优化。

这种解决方案设定了前提条件：认为系统延迟是是恒定的。而系统延迟时间由电路模块响应时间与逻辑电路信号传输时间两部分组成。逻辑电路信号传输时间由于内部电源恒定，可以认为这个时间恒定的。但内部电路模块响应时间会随着系统应用环境的变化而发生很大变化，这个时间并不是恒定的。因此按照固定的系统延迟时间来进行调整开关MOS导通时间，不可避免的会遇到调整不够或调整过头的问题。

内部电路模块响应时间不恒定原因如下：一般芯片内部通过比较器来检测RCS电压是否达到内部设定的基准电压值VREF，由于RCS电压以一定斜率上升，理论来讲，当RCS上电压稍大于基准电压时，比较器输出立即进行电位翻转，关断开关MOS。但是实际情况由于比较器受到自身增益，偏置电流，设计失配等原因影响，当RCS上电压稍大于基准电压时，比较器输出并不会立即进行电位翻转。经过一定的响应时间，才能有效翻转。这个响应时间和RCS电压上升斜率有直接关系，如果RCS电压上升斜率很小，那么比较器就需要比较大的响应时间，如果RCS电压上升斜率很大，那么比较器响应时间就比较小。因此在整个交流市电输入范围内176V～264V，系统延迟时间并不是恒定的，并且比较器响应时间占整个系统延迟时间很大比例。

针对现有的LED驱动装置内部的系统延迟时间不固定，导致出现由系统延迟时间变化引起补偿不足或过度补偿的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种LED驱动装置及其线电压补偿电路，以至少解决现有的LED驱动装置内部的系统延迟时间不固定，导致出现由系统延迟时间变化引起补偿不足或过度补偿的技术问题。