[发明专利]提升恒流Buck电路的输出电流精度的方法及其装置

说明书

一种提升恒流Buck电路的输出电流精度的方法，包括：接收测量的分别与第一、第二理论输出平均电流相对应的第一、第二实际输出平均电流；分别计算第一、第二实际输出平均电流与第一、第二理论平均电流之间的绝对误差；分别计算与第一、第二理论输出平均电流相对应的第一、第二实际电感量；计算与期望达到的目标输出平均电流相对应的实际电感量；计算峰峰值电流；计算校正的峰值电流；根据校正的峰值电流和给定的恒流Buck电路输出电压与开关管关断时间之积控制恒流Buck电路工作。本发明还公开了一种提升恒流Buck电路的输出电流精度的装置。本发明可降低恒流Buck电路的实际输出平均电流与期望达到的目标输出平均电流之间的相对误差。

技术领域

本发明涉及恒流驱动电路技术。

背景技术

降压斩波电路，也称为Buck变换器(Buck Converter)，其可以将输入直流电变为电压可调并且不高于输入电压的输出直流电。图1示出了应用Buck恒流输出模式的LED照明驱动电路的电路原理示意图。该LED照明驱动电路包括恒流Buck电路、输出电流采样电路、峰峰电流控制电路、SPI寄存器和MCU。恒流Buck电路包括开关管Q1(开关管Q1例如可采用MOS管)、电感L和续流二极管D。恒流Buck电路的输出端与LED连接。

为了实现LED的恒流驱动，控制输出平均电流I_Mean的参数由MCU通过SPI(SerialPeripheral Interface串行外设接口)总线传输到SPI寄存器，其中一个控制参数C1为峰值电流I_peak，另一个控制参数C2为开关管Q1的关断时间与恒流Buck电路的输出电压的乘积，即T_OFF*V_LED。

恒流Buck电路的输出平均电流I_Mean由式(1)决定，

其中ΔI_pkpk是流过电感L的峰峰值电流。

恒流Buck电路的输出电流的控制原理如下:

1)C1和C2确定后，输出电流采样电路将开关管Q1两端的电压转换成通过电感L的输出电流(通过电感L的输出电流也即恒流Buck电路的输出电流)，输入到峰峰电流控制电路；

2)当通过电感L的输出电流与控制参数C1相等时，峰峰电流控制电路关断开关管Q1；

3)峰峰电流控制电路采集恒流Buck电路的输出电压V_LED，通过控制参数C2计算得到T_OFF；

4)当峰峰电流控制电路关断开关管Q1的时间达到T_OFF，开启开关管Q1，峰峰值电流由式(2)决定:

5)重复上述1)～4)的过程，通过电感L的电流波形如图2所示。

客户要求产品的输出平均电流的相对误差要小于5％，相对误差越小，LED亮度越稳定。输出平均电流会随着亮度的改变而改变。

相对误差Δ_{Relative_Tolerance}由式(3)决定，

I_{MEA_Real}是通过仪器测量得到的恒流Buck电路的实际输出平均电流，I_{EXP_Soft}是期望达到的目标输出平均电流。在某一确定的亮度下，I_{ExP_Soft}是已知、固定的一个值。

理论峰峰值电流ΔI_pkpk是已知确定的值，软件中峰值电流I_peak由式(4)决定：