[发明专利]线性恒流控制器集成电路

说明书

本发明公开了一种线性恒流控制器集成电路，该集成电路经恒流源负载连接至输入电压源，输入电压源提供对交流电网电压整流的单向脉动电网电压，该集成电路内部设有电网电流控制电路、误差放大电路以及分压信号提供电路。本发明在外围元件上减少了两颗电阻和一颗电容，并使得控制器芯片减少了一只管脚，能够采用更经济的封装结构。本发明控制器同时具有能量转换效率高这一优势。

技术领域

本发明涉及线性恒流控制器电路，具体而言，涉及一种驱动恒流源负载的高效率线性恒流控制器集成电路，包含所述控制器集成电路的驱动装置，以及包含所述驱动装置的照明灯具。

背景技术

作为新一代的照明光源，发光二极管(LED)已经得到广泛应用。在全球照明市场，LED照明预计占了七成以上。从1％到70％的市场占有率，LED照明只用了不到十年的时间。如此快的成长速度，基于两方面原因，一是LED照明确实更节能环保；二是LED照明灯具成本迅速下降，甚至已经低于传统照明灯具的成本，这与低成本线性恒流技术的快速普及有一定关系。

在发明人本人的中国专利申请CN102333405A(2012年1月25日公开)中，披露了一种用于LED照明的高效率线性恒流方案，图1为该方案的示例电路结构图。如图1所示，交流110V或220V电网电压经过整流桥180整流之后，输入电压源VIN提供100/120Hz的单向脉动电网电压。线性恒流控制器200主要包括电网电流控制电路220和误差放大电路230，它们构成的控制环路实现对电网电流的精确控制。控制器200集成于一个芯片上。

电网电流控制电路220基于VSD节点电压信号和经放大的误差信号EAO，控制在单向脉动电网电压的取电流窗口内获取电网电流。如图1所示，VSD节点位于控制器芯片之外，该节点电压起前馈作用，使得控制环路对电网电压的波动能够很快响应。VSD节点电压来自芯片外部电阻205、206对输入电压源VIN的分压，该节点电压为：

VSD＝VIN*R₂₀₆/(R₂₀₅+R₂₀₆) (1)

基于经电网电流控制电路220流出的电网电流的检测信号CS，误差放大电路230决定电网电流的平均电流，也就是LED负载190的平均电流，同时输出经放大的误差信号EAO。信号EAO送到电网电流控制电路220。

该示例电路中，电容204为控制器200供电，VCC节点位于控制器芯片的外部。控制器芯片内，VCC钳位电路210用于限制VCC的最高电压，以避免控制器200遭受过高电压的损害。

上述线性恒流方案的核心思想是，控制器200在VIN电压经过LED负载190的开启电压VLED附近时才吸取电网电流，而其他时候电网电流为零。这一VIN窗口的低点为VLED，高点就是VLED+ΔV。相较于常规的线性恒流技术，上述线性恒流方案最大的特点在于，控制器浪费掉的功率小(低至0.8W)，其能量转换效率高(高达90％)。多年的市场检验已经证明，这一技术方案是可靠的、有价值的。

但是，常规的线性恒流技术也在不断演变进化。参照图2，图2示出了当前市场流行的常规线性恒流方案。可以看出，除了核心恒流控制器100之外，该方案中外围元器件很少，仅包括两颗电阻102和106、一颗电解电容105以及一个整流桥180。

在实际使用中，为了最大限度控制成本，图2中电解电容105、图1中高压电解电容185都可以省略。所以，图1和图2方案实际上都有两种应用方式，即，有电解电容方式和无电解电容方式。

显然，图1高效率线性恒流方案的成本，要高于图2常规线性恒流方案。主要在于：

一、图1方案多了两颗电阻，成本大约在5分人民币。

二、图1方案多了一颗电容204，成本大约在20分人民币。