[实用新型]一种基于PFM的LED控制器电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电子产品控制电路领域，涉及一种基于PFM（Pulse frequency modulation，脉冲频率调制）的LED驱动电路。

背景技术

在目前倡导节能高效的大环境下，户外庭院、景观等照明开始普遍采用太阳能补充能源及控制方式，该方式不仅能利用可持续能源、节省当前传统能源消耗而且可实现自动开、关；且发光体采用LED发光二极管。LED发光二极管具有寿命长、体积小、低能耗等优点，市场已经大量采用LED替代传统米泡灯发光体实现户外装饰、亮化工程。

在实际使用中，不同的客户有不同的照明要求：有的客户要求亮度高、功率大，晚上可以起到亮化环境的作用，而有的客户只需要起到点缀作用即可、因此电流较小。因此对于生产厂商而言，则需要驱动器控制电路能很方便地实现电流调节功能。

目前，市场上此类驱动器电路主要有：开环PWM控制电路、恒压控制电路、恒流控制。其中恒压控制电路和恒流控制电路属于早期应用方式、其外围管脚多且还需要一些外围元件配合才能应用太阳能充电及控制，其市场应用范围已经很小。如图1和图2所示的恒压控制电路和恒流控制电路，恒压和恒流控制电路需要整流滤波然后再通过VDD和Ifb反馈形成闭合环路。而开环PWM控制电路则是相对于恒压控制电路和恒流控制电路而言不同，如图3所示的基于固定占空比PWM控制的太阳能LED控制电路结构图和图4所示的基于带电压反馈的PWM控制的太阳能LED控制电路结构图，这两种是通过内部特定控制方式形成特定的小环路，此种方式芯片管脚少、使用简单、成本低，只需调整外围电感的电感量就可以调整LED驱动功率，更适合目前户外LED驱动要求。

LED有单色LED和彩色LED，单色LED分红、黄、蓝、绿、白等颜色LED，不同颜色的LED工作电压是不一样的，图3芯片带载这些不同负载LED时其占空比是不变的、只有电池电压变化时其占空比才会有一定比例的变化，根据DC-DC最基本的原理，对于相同输入电压、其升压（负载）输出电压不一样时，电路占空比是不一样的。因此，图3芯片带载不同类型的LED时，其电流变化比较大，对于生产厂家而言不易控制、增加难度。

图4则通过比较器监控SW输出端的波形电压，T1时间段是电感充电时间，T2时间段是电感放电时间，比较器检测到电压到设定值时电路重新转入充电时间，T3时间段是放电时间转入充电时间的一个电路延迟时间，实际上属于放电时间。这样，通过比较器，图4电路带不同负载LED时，其占空比是可以自动调节的，根据三角形原理可以简单算出：只要充电时间固定则电流平均值是固定的，因此图4电流稳定性比图3更稳定。但是，PWM由于比较器的影响，回路增益及响应速度受到限制，需要进一步提升效率。

另外，从太阳能充电及其控制来看，目前市场上电路产品采用的都是共阳接法，即在电路中采用的是PMOS充电管（如图3、图4），该充电方法在相同成本下其充电效果不高、降低了太阳能的利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于PFM的LED控制器电路，提供更高性能、满足不同LED负载的驱动控制方式、更高的太阳能利用效率，降低客户产品成本、库存压力并提高生产效率。

为达到以上目的，本实用新型所采用的解决方案是：

一种基于PFM的LED控制器电路，电池BATT的阴极接地，其阳极接太阳能电池的阳极和电感L一端，电感L另一端接负载LED的阳极，负载LED的阴极接地；电感L两端并联电流检测电路Isense，且在与负载LED阳极相接的电感L另一端与电流检测电路Isense之间设有开关SW；电流检测电路Isense的输出端与逻辑电路Logic的输入端连接；第一场效应管MN的漏极与太阳能电池的阴极和逻辑电路Logic输入端连接，其栅极与逻辑电路Logic输出端连接，其源极接地；逻辑电路Logic的输出端与振荡电路OSC的输入端连接，振荡电路OSC的输出端与驱动电路Driver的输入端连接，驱动电路Driver的输出端与开关SW相连接。

进一步，所述电流检测电路Isense包括形成镜像关系的第二场效应管MP1和第三场效应管MP2，放大器A1和电阻Rs，第二场效应管MP1的栅极与第三场效应管MP2的栅极连接，第二场效应管MP1的源极连接于上述电感L的一端，第三场效应管MP2的源极与电感L另一端的开关SW连接，第二场效应管MP1的漏极和栅极接在一起形成偏置，第三场效应管MP2的漏极连接电阻Rs和放大器A1，电阻Rs另一端接地，放大器A1具有施密特特性，其另一端与逻辑电路Logic的输入端连接。