[发明专利]用于开关稳压器的控制器、开关稳压器和LED照明系统

说明书

本发明公开用于LED照明系统的开关稳压器的控制器，其具有电流监视器、分压器、积分电路和比较器电路。电流监视器用于检测通过开关稳压器的电流感测电阻的LED电流，并产生感测电流。分压器用于接收感测电流以产生第一分压、第二分压和第三分压，其中第一分压大于第二分压，且第二分压大于第三分压。积分电路用于将第二分压与参考电压进行比较，并且相应地在其RC电路的两端产生积分电压。比较器电路用于将积分电压与第一分压和第三分压进行比较，并产生驱动信号。

技术领域

本发明涉及一种用于光源的开关稳压器，且特别涉及一种用于开关稳压器的控制器、开关稳压器和LED照明系统。

背景技术

LED照明系统包括开关稳压器和LED，其中开关稳压器具有控制器于其中。开关稳压器由其控制器控制以向LED提供电流。控制器包括根据电流和LED电流时间周期的有效时间周期来计算传送到LED系统的实际充电量的组件，其中LED电流时间周期是以大于50Hz的速率调制的占空比，并用以利用实际充电量来修改及提供在LED电流时间周期的未来有效时间周期要传送的期望目标充电量。

LED系统还具有多个组件，以计算LED电流时间周期的有效时间周期与传送到LED系统的实际充电量，并且LED系统还具有其他多个组件，以将用于LED电流时间周期的有效时间周期的实际充电量与期望充电量进行比较，并且在未来的有效时间周期补偿实际充电量与期望充电量之间的差。为了精确地控制期望电荷量，应妥善地控制平均的LED电流，并且有效控制LED的光强度。

不幸的是，在LED系统中使用的一些传统开关稳压器具有逻辑闸和闸极驱动器(或称为预驱动器)，因此发生延迟问题，使得不能容易地控制平均的LED电流。此外，开关稳压器中使用的电感器的电感值和LED照明系统的输入电压和输出电压(即调节器输出)的比率也可能影响平均得LED电流的控制。

请参考图1，图1是传统LED照明系统的框图。传统LED系统包括开关稳压器和LED12，其中开关稳压器是降压型稳压器，并且包括控制器10、第一电流感测电阻11、第二电流感测电阻13、齐纳二极管14和电感L。控制器10连接到第一电流感测电阻11、LED 12、第二电流感测电阻13、齐纳二极管14和电感L。第一电流感测电阻11的一端用于接收输入电压Vin，并且第一电流感测电阻11的另一端连接到电感L的一端。齐纳二极管14的阳极连接到电感L的另一端，齐纳二极管的阴极14连接到第二电流感测电阻13的一端。LED 12的阳极和阴极分别连接到第二电流感测电阻13的另一端和接地电压GND。

控制器包括误差信号产生电路101、快速电流监测器102、迟滞控制器103、电阻104、迟滞比较器105、闸极驱动器106和NMOS开关晶体管107。快速电流监测器102并联连接第一电流感测电阻11，以感测第一电流感测电阻11两端的电压并相应地产生第一感测电流。误差信号发生电路101并联连接第二电流感测电阻13，以感测第二电流感测电阻13两端的电压，并产生相应的误差信号，其中误差信号表示期望的稳压器输出和实际的稳压器输出之间的误差。

迟滞控制器103连接到迟滞比较器105的负输入端和输出端，迟滞比较器105的正输入端和迟滞控制器103接收参考电压Vref，使得迟滞控制器103和迟滞比较器105形成用于控制NMOS开关晶体管107的导通/截止状态的迟滞比较电路。迟滞比较器105的负输入端还接收电阻104两端的电压，其中电阻104的两端分别连接迟滞控制器103分别连接迟滞比较器105的负输入端与接地电压GND，以及电阻104两端间的电压是根据误差信号、第一感测电流与迟滞控制器103输出的迟滞控制信号而形成。闸极驱动器106用于接收迟滞比较器105的输出信号，以产生送到NMOS开关晶体管107的闸极端的驱动信号。NMOS开关晶体管107的漏极端和源极端分别连接到电感L的另一端和接地电压GND。