[发明专利]一种LED驱动电路的平均模式恒流控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED驱动领域，尤其涉及一种LED驱动电路的平均模式恒流控制电路及控制方法。

背景技术

LED的电流-电压关系与常规的二极管都是指数型关系，当施加以较小的dV/dt变化率的正向电压时，会导致具有较大的di/dt变化率的正向电流。因此，保持LED电流恒定是驱动LED的最好办法。图1是一种常用降压型LED驱动电路示意图。该电路采用峰值电流控制的控制方法，控制流过电感的峰值电流和谷值电流。由于电感107与负载LED 109串联在一起，所以负载LED的平均电流和电感平均电流相等。

采样电阻104采样功率MOS管导通时的电感电流得到一个采样电压信号，控制芯片103根据该信号设定了电感107的电流峰值，使得电感107的电流峰值固定和芯片的参考电压Vref成比例。根据负载LED109上电压降和电感的感量设计功率MOS管的关断时间Toff，使得电感107的电流谷值保持为一个固定值。固定的电感电流峰值和固定的电感电流谷值得到固定的电感平均电流，即负载LED平均电流固定，负载LED的电流公式为：

                                                                     

其中Vref为控制芯片103内部控制电感电流峰值的参考电压， Vled为负载LED109正向导通时的电压降，Toff为频率设定电阻105设定的功率管固定关断时间，L为电感的电感量。 

从上面公式可以看出，现有的降压型LED驱动电路的负载LED平均电流很容易受到各种参数的影响，比如，不同的输入电压VIN，电感量L，和负载LED109正向导通时的电压降等。这些参数的影响给LED照明设备的大规模生产和应用带来了不利影响，同时负载LED电流的变化也会给负载LED的使用寿命带来不利影响。当今市场对LED照明提出越来越高要求的情况下，现有的LED驱动电路已经不能满足要求。有鉴于此，本发明将提供一种更高性能，并且与输入电压、电感量和负载LED正向导通时的电压降都无关的LED驱动电路及其控制方法。

总结现有技术的缺点是：其一，负载LED的平均电流会受电感量变化的影响；其二，负载LED的平均电流会受到负载LED正向导通时的电压降的影响；其三，负载LED的平均电流会受到输入电压变化的影响。

发明内容

为了解决现有LED驱动电路的缺点，本发明提出一种LED驱动电路的平均模式恒流控制电路，采用该方案的LED驱动电路的负载电流可以得到较为精确的控制。依据本发明一实施例的一种LED驱动电路，包括提供输入电压的输入电压源；与输入电压源耦接的能量传输单元，为所述负载电路提供电流；与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路；以及为能量传输单元续流的续流二极管，其特征在于，所述的LED驱动电路还包括一控制电路，用于控制与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路，从而控制流经负载电路的电流。

优选的，所述LED驱动电路的控制电路包括：

电流检测电路，用于在所述开关电路接通和断开时，均提供指示流经所述能量传输单元的电流，并输出电流检测信号；

电流峰值控制电路，与所述电流检测信号和第一参考电压耦接，并产生电流峰值控制信号；

电流谷值控制电路，与所述电流检测信号和第二参考电压耦接，并产生电流谷值控制信号；

脉冲宽度调制信号产生电路，与所述电流峰值控制信号和电流谷值控制信号耦接，产生一脉冲宽度调制信号控制开关电路接通和断开，以维持负载电路的平均电流恒定为设定的目标值；

其中，LED驱动电路的参考地和控制电路的参考地不是同一个参考地。

优选的，所述输入电压源提供的输入电压包括：交流-直流转换器输出的直流电压、直流-直流转换器输出的直流电压、或是交流电压直接经过整流桥以后的直流电压。

优选的，所述控制电路的参考地为能量传输单元和电流检测电路的公共结点，或是电流检测电路与开关电路的公共结点。

优选的，所述LED驱动电路的开关电路由场效应晶体管（FET）、双极型晶体管(BJT)或是其他开关型器件组成。

优选的，所述LED驱动电路的能量传输单元为一电感或变压器。

优选的，所述LED驱动电路基于升降压型拓扑结构或是升压型拓扑结构。

优选的，所述控制电路的电流检测电路串联耦接在开关电路和电感之间的电流通路上，其一端与电感耦接，另一端与负载电路和开关电路的公共端耦接，包括，