[發明專利]一種用于LED驅動的線電壓補償電路

有效

• 申請號: 201410107305.2
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103841730A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 張明明;黃彬陽
• 申請（專利權）人: 深圳市梓晶微科技有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;H02M3/156
• 代理公司: 廣東前海律師事務所 44323
• 代理人: 黃桂林

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技術領域

本發明涉及一種線電壓補償電路，尤其涉及一種用于LED驅動的線電壓補償電路。

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背景技術

LED驅動電路中廣泛的采用峰值電流控制方式來實現恒流輸出，但是由于控制芯片存在邏輯延時和功率開關管的關斷延時，這些延時會造成峰值電流在不同母線電壓下存在不一致的現象，從而導致輸出恒流效果變差。

傳統的解決方法是在控制芯片外部添加線電壓補償電路，通過直接檢測母線上的電壓來實現輸出電流補償。具體的實現方式是在母線和峰值電流采樣引腳之間接一電阻，并在峰值電流采樣引腳和采樣電阻之間接一電阻。根據不同的母線電壓，改變峰值電流采樣引腳和采樣電阻值之間電阻的電壓值，從而改善不同母線電壓下峰值電流的一致性問題，從而對輸出電流進行補償。

圖1是使用傳統的線電壓補償方式的峰值電流控制的LED恒流驅動電路，通常包括：整流橋D1~D4，輸入濾波電容C1，供電電阻R1，供電電容C2，控制芯片U1，線電壓補償電阻R2、R3，峰值電流采樣電阻R4，功率開關管Q1，電感L1，續流二極管D5，輸出電容C3，輸出電阻R5和LED負載LEDs。當功率開關管Q1導通時，電感L1上的電流開始隨時間斜坡上升，同時峰值電流采樣電阻R4上產生一斜坡電壓信號。當控制芯片的峰值電流采樣引腳上的電壓信號達到控制芯片U1內部的基準電壓時，并經過控制芯片的內部延時后，功率開關管Q1關斷。此時電感L1上的電流通過續流二極管D5繼續輸出到輸出電容C3和LED負載LEDs上。功率開關管Q1保持關斷直至下一個周期開始。線電壓補償電阻R2檢測母線電壓的高低，當母線電壓越高時，流過線電壓補償電阻R2上的電流越大，則在線電壓補償電阻R3上的壓降越大，從而使功率開關管Q1提前關斷，從而實現線電壓補償的目的。

傳統的線電壓補償技術需要在控制芯片U1外部添加補償電路。這樣做的缺點是增加了整個電路架構的成本和應用調試的復雜性，系統上至少要增加兩個電阻；同時也增加了系統的功耗，從而降低系統效率；另外這種傳統的補償技術對輸出電流補償的效果也很有限，補償電阻R3上的電壓很容易受到干擾。在講究成本和效率并追求小體積的小功率LED驅動電源設計中，這種傳統的線電壓補償技術越來越具有局限性。

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發明內容

針對傳統線電壓補償技術的局限性，本發明公開一種用于LED驅動的線電壓補償電路。本發明通過檢測功率開關管的導通時間來間接采樣母線上的電壓，這省掉了傳統技術中的線電壓補償電阻，簡化了外部電路的系統設計，提高了系統的效率和降低了系統的成本，更重要的是通過集成線電壓補償技術，大大的提高了系統的抗干擾能力和可靠性。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種用于LED驅動的線電壓補償電路，包括：一線電壓采樣單元，用于對LED恒流驅動電路的母線電壓進行采樣；一補償電壓產生單元，用于產生LED恒流驅動電路在對應的母線電壓所需要的補償電壓值；一電感峰值電流采樣電阻，用于對電感的峰值電流進行采樣；一加法器單元，用于相加LED恒流驅動電路的峰值電流采樣電阻的電壓值和補償電壓產生單元所產生的補償電壓值；一比較器單元，用于將所述加法器單元的輸出值與LED恒流驅動電路的基準電壓信號進行比較，產生一使所述功率開關管關斷的關斷信號；一控制與驅動單元，用于對所述比較器單元的輸出信號進行邏輯控制，進而驅動功率開關管以及對整個LED恒流驅動電路進行恒流控制。

更進一步地，所述線電壓采樣單元的輸出端連接所述補償電壓產生單元的輸入端，所述補償電壓產生單元的輸出端連接所述加法器單元的一個輸入端，所述加法器單元的另一個輸入端還與所述峰值電流采樣電阻連接，所述加法器單元的輸出端與所述比較器單元的輸入端連接，所述比較器單元的另一輸入端還與LED恒流驅動電路的基準電壓信號連接，所述比較器單元的輸出端與所述控制與驅動單元的輸入端連接，所述控制與驅動單元的輸出端分別與所述功率開關管的輸入端和所述線電壓采樣單元的輸入端連接。

更進一步地，所述線電壓采樣單元包括一開關控制邏輯單元，一固定電流源，第一開關，第二開關和一采樣電容；所述開關控制邏輯單元的輸入端與所述控制與驅動單元的輸出端連接；所述開關控制邏輯單元的輸出端分別與第一開關和第二開關連接；所述第一開關的一端連接所述固定電流源，其另一端連接所述采樣電容；所述第二開關的一端連接所述采樣電容，其另一端接地；所述采樣電容的一端接地，其另一端還與所述補償電壓產生單元連接。

進一步優選的，所述的線電壓采樣單元，通過檢測功率開關管的導通時間TON間接對母線電壓進行采樣；