[發明專利]提升恒流Buck電路的輸出電流精度的方法及其裝置

有效

• 申請號: 202010335404.1
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111526639B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 畢繼耀;李海固;華俊
• 申請（專利權）人: 科博達技術股份有限公司
• 主分類號: H05B45/345
• 分類號: H05B45/345;H05B45/37;H02M3/156;H02M1/08
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所(普通合伙) 31247
• 代理人: 劉衛宇

一種提升恒流Buck電路的輸出電流精度的方法，包括：接收測量的分別與第一、第二理論輸出平均電流相對應的第一、第二實際輸出平均電流；分別計算第一、第二實際輸出平均電流與第一、第二理論平均電流之間的絕對誤差；分別計算與第一、第二理論輸出平均電流相對應的第一、第二實際電感量；計算與期望達到的目標輸出平均電流相對應的實際電感量；計算峰峰值電流；計算校正的峰值電流；根據校正的峰值電流和給定的恒流Buck電路輸出電壓與開關管關斷時間之積控制恒流Buck電路工作。本發明還公開了一種提升恒流Buck電路的輸出電流精度的裝置。本發明可降低恒流Buck電路的實際輸出平均電流與期望達到的目標輸出平均電流之間的相對誤差。

技術領域

本發明涉及恒流驅動電路技術。

背景技術

降壓斬波電路，也稱為Buck變換器(Buck Converter)，其可以將輸入直流電變為電壓可調并且不高于輸入電壓的輸出直流電。圖1示出了應用Buck恒流輸出模式的LED照明驅動電路的電路原理示意圖。該LED照明驅動電路包括恒流Buck電路、輸出電流采樣電路、峰峰電流控制電路、SPI寄存器和MCU。恒流Buck電路包括開關管Q1(開關管Q1例如可采用MOS管)、電感L和續流二極管D。恒流Buck電路的輸出端與LED連接。

為了實現LED的恒流驅動，控制輸出平均電流I_Mean的參數由MCU通過SPI(SerialPeripheral Interface串行外設接口)總線傳輸到SPI寄存器，其中一個控制參數C1為峰值電流I_peak，另一個控制參數C2為開關管Q1的關斷時間與恒流Buck電路的輸出電壓的乘積，即T_OFF*V_LED。

恒流Buck電路的輸出平均電流I_Mean由式(1)決定，

其中ΔI_pkpk是流過電感L的峰峰值電流。

恒流Buck電路的輸出電流的控制原理如下:

1)C1和C2確定后，輸出電流采樣電路將開關管Q1兩端的電壓轉換成通過電感L的輸出電流(通過電感L的輸出電流也即恒流Buck電路的輸出電流)，輸入到峰峰電流控制電路；

2)當通過電感L的輸出電流與控制參數C1相等時，峰峰電流控制電路關斷開關管Q1；

3)峰峰電流控制電路采集恒流Buck電路的輸出電壓V_LED，通過控制參數C2計算得到T_OFF；

4)當峰峰電流控制電路關斷開關管Q1的時間達到T_OFF，開啟開關管Q1，峰峰值電流由式(2)決定:

5)重復上述1)～4)的過程，通過電感L的電流波形如圖2所示。

客戶要求產品的輸出平均電流的相對誤差要小于5％，相對誤差越小，LED亮度越穩定。輸出平均電流會隨著亮度的改變而改變。

相對誤差Δ_{Relative_Tolerance}由式(3)決定，

I_{MEA_Real}是通過儀器測量得到的恒流Buck電路的實際輸出平均電流，I_{EXP_Soft}是期望達到的目標輸出平均電流。在某一確定的亮度下，I_{ExP_Soft}是已知、固定的一個值。

理論峰峰值電流ΔI_pkpk是已知確定的值，軟件中峰值電流I_peak由式(4)決定：