一种内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  1

专利名称:一种内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种LED驱动电源中的线电压补偿方式,尤其涉及一种内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路。
背景技术
传统的开关电源系统中,尤其是恒流控制的电源系统,由于功率开关管的关断延时,会造成输出电流在高低压下存在不一致的现象。传统的解决方法通过直接检测母线电压来实现高低线电压下的输出电流补偿。具体的实现方式是通过线电压到地的分压电阻把高压变为芯片可以接受的低压,然后把所述的低压连接到芯片一个专门的脚位上,芯片根据所述脚位的电压来调制峰值电流的大小,从而实现高低线电压输出电流的一致。图1为现有技术中LED驱动电源电路原理图,通常包括:整流桥1,输入滤波电容2,变压器3,整流二极管4,输出电容5,LED负载6,功率开关7,采样电阻8,分压电阻9,分压电阻10,供电电阻11,供电电容12和控制芯片13。当功率开关7导通时,变压器原边14电流上升,电流流经采样电阻8产生一电压信号,当该电压信号达到芯片13内的电流基准电压时,功率开关7关断,变压器储能转移到副边15,电流通过副边15的整流二极管4输出到输出电容5上,并使得LED负载6通过电流,点亮LED灯。分压电阻9和分压电阻10检测输入线电压的高低,输入到芯片13的输入线电压检测脚位LN,芯片13根据LN的电位值来改变所述电流 基准电压的值,从而实现线电压补偿功能。传统的线电压补偿技术一个缺点是增加了开关电源系统的功耗,从而降低转换效率;另一个缺点是增加了整个架构的成本,系统上至少需要两个分压电阻,控制芯片需要一个专门的脚位来检测。在讲究效率和成本的小功率开关电源设计,尤其是LED驱动设计中,传统的方法越来越不合适。

实用新型内容为了克服现有技术中存在的缺陷,本实用新型提供一种内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路。为了实现上述实用新型目的,本实用新型公开一种开关电源恒流控制电路,该开关电源恒流控制电路包括一线电压补偿电路,该线电压补偿电路包括:一固定时间产生单元,用于在该开关电源恒流控制电路的功率开关管导通一固定时间后产生一采样信号;一采样保持单元,用于保持该开关电源恒流控制电路导通所述固定时间后的采样电阻的电压值;一加权加法器单兀,用于加权相加该米样电阻的电压值和该米样保持单兀的电压输出值;以及一比较器单元,用于将该加权加法器单元的输出信号与该开关电源恒流控制电路的基准电压信号相比较,产生一使该功率开关管关断的关断信号。本实用新型还公开一种开关电源恒流控制电路,其特征在于,该开关电源恒流控制电路包括一线电压补偿电路,该线电压补偿电路包括:一固定时间产生单元,用于在该开关电源恒流控制电路的功率开关管导通一固定时间后产生一采样信号;一采样保持单元,用于保持该开关电源恒流控制电路导通所述固定时候后采样电阻的电压值;一加权减法器单元,用于加权相减该开关电源恒流控制电路的基准电压信号和该采样保持单元的电压输出值;以及一比较器单元,用于将该加权加法器单元的输出信号与该采样电阻的电压值相比较,产生一使该功率开关管关断的关断信号。更进一步地,该开关电源恒流控制电路还包括一整流器、输入电容、变压器、整流二极管、输出电容、LED负载、供电电阻和供电电容。更进一步地,该线电压补偿电路还包括一控制逻辑单元和一驱动单元,该控制逻辑单元的输入端与该比较器的输出端连接,其输出端与该驱动单元的输入端连接,该驱动单元的输出端与该功率开关管连接。更进一步地,该固定时间产生单元的输出端连接该采样保持单元,该采样保持单元的输入端连接该采样电阻,其输出端连接该加权加法器单元,该加权加法器的输入端还与该采用电阻连接,该比较器的一个输入端与该加权加法器的输出端连接,另一个输入端与该基准电压信号连接。更进一步地,该固定时间产生单元的输出端连接该采样保持单元,该采样保持单元的输入端连接该采样电阻,其输出端连接该加权减法器单元,该加权减法器的输入端还与该基准电压信号连接,其输出端连接该比较器的负输入端,该比较器的正输入端连接该采样电阻。更进一步地,该采样保持单元包括第一开关、第二开关、一第一反向器和保持电容,该第一开关的一端连接该采样电阻,其另一端连接该第二开关及该保持电容,该保持电容的一端接地,其另一端连接该加权加法器或加权减法器,该第一反向其的一端与该第二开关连接,其另一端与该固定时间产生单元连接。更进一步地,该固定时间产生单元包括一延时单元、一第二反相器和一与门,该与门与该第一开关连接,该第二反相器一端连接该与门另一端连接该延时单元。
与现有技术相比较,本实用新型所提供的技术方案内置线电压补偿电路,省掉了现有技术中的分压电阻和分压电阻,并且省掉了芯片的脚位,从而达到高效率和低成本的目的,并且提高了系统的可靠性。

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。图1为现有技术中LED驱动电源电路原理图;图2为本实用新型的理论示意波形图;图3为本实用新型内置线电压补偿电路的第一实施线路;图4为本实用新型内置线电压补偿电路第一实施线路中关键节点的电压波形示意图;图5为本实用新型内置线电压补偿电路第二实施图;图6为本实用新型内置线电压补偿电路第二实施线路中关键节点的电压波形示意图;图7为本实用新型中采样保持电路和固定时间Ts模块的一个具体实施图。
具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。本实用新型要解决的技术问题是LED驱动电源中输出电流的线电压补偿方式。为了解决现有技术中效率低,体积大,成本高的问题,本实用新型提供了一种内置线电压补偿电路,省掉了现有技术中(如图1中所示)的分压电阻9和分压电阻10,并且省掉了芯片13的脚位LN。从而达到高效率和低成本的目的,并且提高了系统的可靠性。因为输出功率管关断延迟Td的原因,对于相同的芯片内部电流检测基准Vref,峰值电流Ipk与线电压Vin的关系如下式所示:
权利要求1.一种内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述开关电源恒流控制电路包括一线电压补偿电路,所述线电压补偿电路包括: 一固定时间产生单元,用于在所述开关电源恒流控制电路的功率开关管导通一固定时间后产生一米样信号; 一采样保持单元,用于保持所述开关电源恒流控制电路导通所述固定时间后的采样电阻的电压值; 一加权加法器单元,用于加权相加所述采样电阻的电压值和所述采样保持单元的电压输出值; 以及一比较器单元,用于将所述加权加法器单元的输出信号与所述开关电源恒流控制电路的基准电压信号相比较,产生一使所述功率开关管关断的关断信号。
2.一种内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述开关电源恒流控制电路包括一线电压补偿电路,所述线电压补偿电路包括: 一固定时间产生单元,用于在所述开关电源恒流控制电路的功率开关管导通一固定时间后产生一米样信号; 一采样保持单元,用于保持所述开关电源恒流控制电路导通所述固定时间后的采样电阻的电压值; 一加权减法器单元,用于加权相减所述开关电源恒流控制电路的基准电压信号和所述采样保持单元的电压输出值; 以及一比较器单元,用于将所述加权减法器单元的输出信号与所述采样电阻的电压值相比较,产生一使所述功率开关管关断的关断信号。
3.如权利要求1或2·所述的内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述开关电源恒流控制电路还包括一整流器、输入电容、变压器、整流二极管、输出电容、LED负载、供电电阻和供电电容。
4.如权利要求1或2所述的内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述线电压补偿电路还包括一控制逻辑单元和一驱动单元,所述控制逻辑单元的输入端与所述比较器的输出端连接,其输出端与所述驱动单元的输入端连接,所述驱动单元的输出端与所述功率开关管连接。
5.如权利要求1所述的内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述固定时间产生单元的输出端连接所述采用保持单元,所述采用保持单元的输入端连接所述采样电阻,其输出端连接所述加权加法器单元,所述加权加法器的输入端还与所述采样电阻连接,所述比较器的一端与所述加权加法器的输出端连接,另一端与所述基准电压信号连接。
6.如权利要求2所述的内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述固定时间产生单元的输出端连接所述采用保持单元,所述采用保持单元的输入端连接所述采样电阻,其输出端连接所述加权减法器单元的一个输入端,所述加权减法器的另一个输入端与所述基准电压信号连接,其输出端连接所述比较器的负输入端,所述比较器的正输入端连接所述采样电阻。
7.如权利要求1或2所述的内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述采样保持单元包括第一开关、第二开关、第一反向器和保持电容,所述第一开关的一端连接所述采样电阻,其另一端连接所述第二开关及所述保持电容,所述保持电容的一端接地,其另一端连接所述加权加法器或加权减法器,所述第一反向器的一端与所述第二开关连接,其另一端与所述固定时间产生单元连接。
8.如权利要求7所述的内置线电压补偿电路的开关电源恒流控制电路,其特征在于,所述固定时间产生单元包括一延时单元、第二反相器和一与门,所述与门与所述第一开关连接,所述第二反 相器一端连接所述与门,另一端连接所述延时单元。
专利摘要本实用新型公开一种开关电源恒流控制电路,该开关电源恒流控制电路包括一线电压补偿电路,该线电压补偿电路包括一固定时间产生单元,用于在开关电源恒流控制电路的功率开关管导通一固定时间后产生一采样信号;一采样保持单元,用于保持该开关电源恒流控制电路导通所述固定时间后的采样电阻的电压值;一加权加法器单元,用于加权相加该采样电阻的电压值和该采样保持单元的电压输出值;以及一比较器单元,用于将该加权加法器单元的输出信号与该开关电源恒流控制电路的基准电压信号相比较,产生一使该功率开关管关断的关断信号。
文档编号H02M7/12GK203135737SQ20132002235
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者孙顺根, 于得水, 胡黎强 申请人:上海晶丰明源半导体有限公司

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