一種led恒流控制電路及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種LED恒流控制電路及其控制方法，涉及LED驅動技術領域。
【背景技術】
[0002]LED驅動電源的目的是為了給LED燈珠提供恒定的輸出電流。低成本，小體積在LED燈越來越普及的今天逐漸成為一種趨勢。非隔離型的LED驅動電源因為其轉換效率高，原器件少等原因，成為目前LED驅動電源的一種主流方式。
[0003]圖1為傳統的非隔離型LED驅動電路。212為主功率電感，210為主功率開關管，211為峰值電流檢測電阻。當212中的電流到達一定值時，211上的電壓超過內部基準電壓，控制芯片200通過峰值電流控制單元205，開關信號產生單元204和驅動單元201來關斷主功率開關管210。214為輔助繞組，215與216為輔助繞組的分壓電阻，215與216的公共端接入控制芯片200的比較器202，當主功率電感212中電流變為零時，所述215和216的公共端電壓降為零，比較器202輸出信號ZXC，通過開關信號產生單元204和驅動單元201打開開關管。
[0004]圖1所示的非隔離型的LED驅動電源主要是降壓型的BUCK方式，采用臨界斷續的控制方式，在輸出電流比較大的場合，臨界斷續控制方式的優點是控制方式簡單，電感內的電流應力不大。但是當臨界斷續控制方式用在高壓小電流的場合時，因其電感量太大，造成了整個驅動電源體積的提升和成本的增加。
[0005]針對目前市場上越來越多的高壓小電流，尤其是燈絲燈的應用場合，不少的LED芯片廠開始趨向于斷續控制方式來設計LED驅動電源。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是:針對現有技術的缺陷，提供一種LED恒流控制電路及其控制方法，尤其適用于高壓小電流小體積的LED驅動場合。本發明的實現電路包括一個峰值電流控制電路，一個恒流控制環路，一個基準電壓源和一個功率開關管。本發明中峰值電流控制電路控制功率開關管的關斷時刻，恒流控制環路控制功率開關段的開通時刻。
[0007]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種LED恒流控制電路，包括整流橋、輸入電容、輸出電容、整流二極管、主功率電感、電流采樣電阻、VCC濾波電容和控制芯片，其中，所述控制芯片包括高壓供電模塊、驅動邏輯模塊、集成高壓管、峰值電流控制模塊、基準源模塊和恒流控制環路；
所述整流橋的輸出端分別并聯于輸入電容、控制芯片、整流二極管的兩端；控制芯片上還設置有VCC濾波電容；所述電流采樣電阻、主功率電感、輸出電容依次串聯后也并聯至整流橋的輸出端；
所述控制芯片中，高壓供電模塊分別和集成高壓管、基準源模塊相連接，基準源模塊還分別和峰值電流控制模塊、恒流控制環路相連接，恒流控制環路還分別和峰值電流控制模塊、驅動邏輯模塊、集成高壓管相連接，峰值電流控制模塊還和驅動邏輯模塊相連接，驅動邏輯模塊還和集成高壓管相連接。
[0008]作為本發明的進一步優選方案，所述恒流控制環路的電路結構具體包括:第一、第二運算放大器，第一、第二 NMOS管，第一、第二 PMOS管，第一、第二電阻，電容和比較器，其中，
電流采樣電阻的電壓輸出端和第一運算放大器的正輸入端相連接，第一運算放大器的輸出端和第一 NMOS管的柵極相連接，第一 NMOS管的源級分別和第一運算放大器的負輸入端、第一電阻的一端相連接，第一電阻的另一端分別和電容的一端、第二電阻的一端相連接并接地；所述第一、第二 PMOS管組成電流鏡結構，第一 NMOS管的漏極經過所述電流鏡結構分別和電容的另一端、比較器的負輸入端、第二 NMOS管的漏級相連接，第二 NMOS管的柵極和第二運算放大器的輸出端相連接，第二 NMOS管的源極分別和第二電阻的另一端、第二運算放大器的負輸入端相連。
[0009]作為本發明的進一步優選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其電流鏡像管、電流檢測電阻和比較器，其中，
集成高壓管與其電流鏡像管的漏極和柵極分別相連接，集成高壓管的源極接電流采樣電阻，集成高壓管的電流鏡像管的源極分別與電流檢測電阻、比較器的正輸入端相連接。
[0010]作為本發明的進一步優選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其寄生JFET管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和比較器，其中，
所述集成高壓管的寄生JFET管的漏端與所述集成高壓管對應的漏端相連接，寄生JFET管的柵極接地，寄生JFET管的源極經過第一分壓電阻后分別和第二分壓電阻的一端、比較器的正輸入端相連接，第二分壓電阻的另一端接地。
[0011]本發明還公開了所述LED恒流控制電路的控制方法，方法步驟如下:
當所述集成高壓管開通時，所述主功率電感和集成高壓管的電流開始隨時間線性上升，并且所述兩個電流相等，當所述主功率開關管的電流到達所述峰值電流控制模塊的電流基準時，所述峰值電流控制模塊輸出開關關斷信號，通過所述驅動邏輯模塊關斷所述集成聞壓管；
此時主功率電感的電流開始隨時間線性下降，所述電流采樣電阻的電壓也隨時間線性下降，所述整流二極管導通；
當所述主功率電感的電流降低到零時，電路進入斷續工作模式，當恒流控制環路探測到所述電流采樣電阻在一個開關周期內的電壓平均值低于所述恒流控制環路設定的基準值時，所述恒流控制環路輸出控制信號，通過所述驅動邏輯模塊重新打開所述集成高壓管。
[0012]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:本發明公開了一種新型的斷續控制方式及其對應電路，優點在于原器件少，控制方式相對簡單，可靠性強。
【附圖說明】
[0013]圖1是傳統的非隔離型LED驅動電路；
圖2是本發明的非隔離型LED驅動電路；
圖3是本發明中LED驅動電路中恒流控制環路的實現方式；
圖4是本發明中峰值電流控制模塊的一種實現方式。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
一種LED恒流控制電路，包括整流橋、輸入電容、輸出電容、整流二極管、主功率電感、電流采樣電阻、VCC濾波電容和控制芯片，其中，所述控制芯片包括高壓供電模塊、驅動邏輯模塊、集成高壓管、峰值電流控制模塊、基準源模塊和恒流控制環路；
所述整流橋的輸出端分別并聯于輸入電容、控制芯片、整流二極管的兩端；控制芯片上還設置有VCC濾波電容；所述電流采樣電阻、主功率電感、輸出電容依次串聯后也并聯至整流橋的輸出端；
所述控制芯片中，高壓供電模塊分別和集成高壓管、基準源模塊相連接，基準源模塊還分別和峰值電流控制模塊、恒流控制環路相連接，恒流控制環路還分別和峰值電流控制模塊、驅動邏輯模塊、集成高壓管相連接，峰值電流控制模塊還和驅動邏輯模塊相連接，驅動邏輯模塊還和集成高壓管相連接。
[0015]作為本發明的進一步優選方案，所述恒流控制環路的電路結構具體包括:第一、第二運算放大器，第一、第二 NMOS管，第一、第二 PMOS管，第一、第二電阻，電容和比較器，其中，
電流采樣電阻的電壓輸出端和第一運算放大器的正輸入端相連接，第一運算放大器的輸出端和第一 NMOS管的柵極相連接，第一 NMOS管的源級分別和第一運算放大器的負輸入端、第一電阻的一端相連接，第一電阻的另一端分別和電容的一端、第二電阻的一端相連接并接地；所述第一、第二 PMOS管組成電流鏡結構，第一 NMOS管的漏極經過所述電流鏡結構分別和電容的另一端、比較器的負輸入端、第二 NMOS管的漏級相連接，第二 NMOS管的柵極和第二運算放大器的輸出端相連接，第二 NMOS管的源極分別和第二電阻的另一端、第二運算放大器的負輸入端相連。
[0016]作為本發明的進一步優選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其電流鏡像管、電流檢測電阻和比較器，其中，
集成高壓管與其電流鏡像管的漏極和柵極分別相連接，集成高壓管的源極接電流采樣電阻，集成高壓管的電流鏡像管的源極分別與電流檢測電阻、比較器的正輸入端相連接。
[0017]作為本發明的進一步優選方案，所述峰值電流控制模塊包括集成高壓管及其寄生JFET管、第一分壓電阻、第二分壓電阻和比較器，其中，
所述集成高壓管的寄生JFET管的漏端與所述集成高壓管對應的漏端相連接，寄生JFET管的柵極接地，寄生JFET管的源極經過第一分壓電阻后分別和第二分壓電阻的一端、比較器的正輸入端相連接，第二分壓電阻的另一端接地。
[0018]本發明還公開了所述LED恒流控制電路的控制方法，方法步驟如下:
當所述集成高壓管開通時，所述主功率電感和集成高壓管的電流開始隨時間線性上升，并且兩個電流相等，當所述主功率開關管的電流到達所述峰值電流控制模塊的電流基準時，所述峰值電流控制模塊輸出開關關斷信號，通過所述驅動邏輯模塊關斷所述集成高壓管；
此時主功率電感的電流開始隨時間線性下降，所述電流采樣電阻的電壓也隨時間線性下降，所述整流二極管導通； 當所述主功率電感的電流降低到零時，電路進入斷續工作模式，當恒流控制環路探