[发明专利]一种用于LED驱动的线电压补偿电路

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种线电压补偿电路，尤其涉及一种用于LED驱动的线电压补偿电路。

 

背景技术

LED驱动电路中广泛的采用峰值电流控制方式来实现恒流输出，但是由于控制芯片存在逻辑延时和功率开关管的关断延时，这些延时会造成峰值电流在不同母线电压下存在不一致的现象，从而导致输出恒流效果变差。

传统的解决方法是在控制芯片外部添加线电压补偿电路，通过直接检测母线上的电压来实现输出电流补偿。具体的实现方式是在母线和峰值电流采样引脚之间接一电阻，并在峰值电流采样引脚和采样电阻之间接一电阻。根据不同的母线电压，改变峰值电流采样引脚和采样电阻值之间电阻的电压值，从而改善不同母线电压下峰值电流的一致性问题，从而对输出电流进行补偿。

图1是使用传统的线电压补偿方式的峰值电流控制的LED恒流驱动电路，通常包括：整流桥D1~D4，输入滤波电容C1，供电电阻R1，供电电容C2，控制芯片U1，线电压补偿电阻R2、R3，峰值电流采样电阻R4，功率开关管Q1，电感L1，续流二极管D5，输出电容C3，输出电阻R5和LED负载LEDs。当功率开关管Q1导通时，电感L1上的电流开始随时间斜坡上升，同时峰值电流采样电阻R4上产生一斜坡电压信号。当控制芯片的峰值电流采样引脚上的电压信号达到控制芯片U1内部的基准电压时，并经过控制芯片的内部延时后，功率开关管Q1关断。此时电感L1上的电流通过续流二极管D5继续输出到输出电容C3和LED负载LEDs上。功率开关管Q1保持关断直至下一个周期开始。线电压补偿电阻R2检测母线电压的高低，当母线电压越高时，流过线电压补偿电阻R2上的电流越大，则在线电压补偿电阻R3上的压降越大，从而使功率开关管Q1提前关断，从而实现线电压补偿的目的。

传统的线电压补偿技术需要在控制芯片U1外部添加补偿电路。这样做的缺点是增加了整个电路架构的成本和应用调试的复杂性，系统上至少要增加两个电阻；同时也增加了系统的功耗，从而降低系统效率；另外这种传统的补偿技术对输出电流补偿的效果也很有限，补偿电阻R3上的电压很容易受到干扰。在讲究成本和效率并追求小体积的小功率LED驱动电源设计中，这种传统的线电压补偿技术越来越具有局限性。

 

发明内容

针对传统线电压补偿技术的局限性，本发明公开一种用于LED驱动的线电压补偿电路。本发明通过检测功率开关管的导通时间来间接采样母线上的电压，这省掉了传统技术中的线电压补偿电阻，简化了外部电路的系统设计，提高了系统的效率和降低了系统的成本，更重要的是通过集成线电压补偿技术，大大的提高了系统的抗干扰能力和可靠性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于LED驱动的线电压补偿电路，包括：一线电压采样单元，用于对LED恒流驱动电路的母线电压进行采样；一补偿电压产生单元，用于产生LED恒流驱动电路在对应的母线电压所需要的补偿电压值；一电感峰值电流采样电阻，用于对电感的峰值电流进行采样；一加法器单元，用于相加LED恒流驱动电路的峰值电流采样电阻的电压值和补偿电压产生单元所产生的补偿电压值；一比较器单元，用于将所述加法器单元的输出值与LED恒流驱动电路的基准电压信号进行比较，产生一使所述功率开关管关断的关断信号；一控制与驱动单元，用于对所述比较器单元的输出信号进行逻辑控制，进而驱动功率开关管以及对整个LED恒流驱动电路进行恒流控制。

更进一步地，所述线电压采样单元的输出端连接所述补偿电压产生单元的输入端，所述补偿电压产生单元的输出端连接所述加法器单元的一个输入端，所述加法器单元的另一个输入端还与所述峰值电流采样电阻连接，所述加法器单元的输出端与所述比较器单元的输入端连接，所述比较器单元的另一输入端还与LED恒流驱动电路的基准电压信号连接，所述比较器单元的输出端与所述控制与驱动单元的输入端连接，所述控制与驱动单元的输出端分别与所述功率开关管的输入端和所述线电压采样单元的输入端连接。

更进一步地，所述线电压采样单元包括一开关控制逻辑单元，一固定电流源，第一开关，第二开关和一采样电容；所述开关控制逻辑单元的输入端与所述控制与驱动单元的输出端连接；所述开关控制逻辑单元的输出端分别与第一开关和第二开关连接；所述第一开关的一端连接所述固定电流源，其另一端连接所述采样电容；所述第二开关的一端连接所述采样电容，其另一端接地；所述采样电容的一端接地，其另一端还与所述补偿电压产生单元连接。

进一步优选的，所述的线电压采样单元，通过检测功率开关管的导通时间TON间接对母线电压进行采样；