直流转换LED驱动电路.pdf

直流转换LED驱动电路，包括直流输入端、直流输出端、输出电压反馈端、控制环路和与控制环路连接的功率管；还包括第一基准电压、线性稳压器、采样电阻和调整管，所述采样电阻连接在直流输出端和调整管漏极之间，调整管源极连接负载LED，所述调整管的控制端与线性稳压器输出端连接，所述线性稳压器的两个输入端分别连接调整管与采样电阻的公共端和第一基准电压；所述调整管与负载LED的公共端作为输出电压反馈端。本发明通过控制输入对输出电容的充电能量路径导通和关断，实现了传输能量按需供给。

权利要求书1.  直流转换LED驱动电路，包括直流输入端、直流输出端、输出电压反馈端、根据输出电压反馈端控制功率管开关占空比的控制环路和与控制环路连接的功率管； 其特征在于，还包括第一基准电压、线性稳压器、采样电阻和调整管，所述采样电阻连接在直流输出端和调整管漏极之间，调整管源极连接负载LED，所述调整管的控制端与线性稳压器输出端连接，所述线性稳压器的两个输入端分别连接调整管与采样电阻的公共端和第一基准电压；所述调整管与负载LED的公共端作为输出电压反馈端。 2.  如权利要求1所述的直流转换LED驱动电路，其特征在于， 所述控制环路包括逻辑驱动电路、PWM比较器、误差放大器、第二基准电压和电流采样电路，所述误差放大器的两个输入端分别连接第二基准电压和输出电压反馈端，所述PWM比较器的两个输入端分别连接误差放大器和电流采样电路的输出端，所述PWM比较器的输出端连接逻辑驱动电路，所述逻辑驱动电路的输出端连接功率管控制端。 3.  如权利要求1所述的直流转换LED驱动电路，其特征在于，所述误差放大器的输出端和地之间连接有补偿电容。 4.  如权利要求2所述的直流转换LED驱动电路，其特征在于，所述电流采样电路包括连接在功率管源极和地之间的电流采样电阻和电流电压转换器，所述电流电压转换器的输入端连接功率管源极，输出端作为电流采样电路的输出端。 5.  如权利要求1所述的直流转换LED驱动电路，其特征在于，还包括输出端与逻辑驱动电路连接的保护电路。

说明书直流转换LED驱动电路
技术领域
本发明属于集成电路设计领域，涉及开关电源，特别是一种直流转换LED驱动电路。
背景技术
随着高压LED灯珠的发展和LED驱动电源对成本和体积的越来越严苛的要求，低成本的高压恒流线性驱动方法在过去几年取得一定的技术更新和应用。但是目前线性驱动方法始终存在低可靠性，对输入电压和输出灯珠要求高匹配，无法承受输入和输出电压大幅波动等缺点，阻碍了线性驱动方法真正应用于LED照明的大批量生产和安全应用中。
发明内容
为克服现有LED驱动芯片采用线性稳压器降压控制所存在的不足，本发明公开了一种直流转换LED驱动电路。
本发明所述直流转换LED驱动电路，包括直流输入端、直流输出端、输出电压反馈端、根据输出电压反馈端控制功率管开关占空比的控制环路和与控制环路连接的功率管；
还包括第一基准电压、线性稳压器LDO、采样电阻R4和调整管，所述采样电阻R4连接在直流输出端VOUT和调整管漏极之间，调整管源极连接负载LED，所述调整管的控制端与线性稳压器输出端连接，所述线性稳压器的两个输入端分别连接调整管与采样电阻的公共端和第一基准电压；所述调整管与负载LED的公共端作为输出电压反馈端。
优选的，所述控制环路包括逻辑驱动电路、PWM比较器、误差放大器、第二基准电压和电流采样电路，所述误差放大器的两个输入端分别连接第二基准电压和输出电压反馈端，所述PWM比较器的两个输入端分别连接误差放大器和电流采样电路的输出端，所述PWM比较器的输出端连接逻辑驱动电路，所述逻辑驱动电路的输出端连接功率管控制端。
优选的，所述误差放大器的输出端和地之间连接有补偿电容。
优选的，所述电流采样电路包括连接在功率管源极和地之间的电流采样电阻和电流电压转换器，所述电流电压转换器的输入端连接功率管源极，输出端作为电流采样电路的输出端。
优选的，还包括输出端与逻辑驱动电路连接的保护电路。
本发明通过结合开关电容电路和线性恒流LDO应用于升压型LED驱动电路中，控制输入对输出电容的充电能量路径导通和关断，LDO实现对LED的无纹波恒流和反馈输出电压给开关电容环路，实现了传输能量按需供给，采用直流输入反馈到误差放大器中实现了对输入直流电压的直接采样，提高了输入响应速度。
附图说明
图1示出本发明的一种具体实施方式结构示意图。
图1中的附图标记名称为
VIN-直流输入端 VOUT-直流输出端 M1-功率管 M2-调整管 LDO-线性稳压器 D1-续流二极管 D2-负载LED  R3-电流采样电阻 R4-采样电阻 COUT-输出电容 CM-补偿电容 L-电感 VREF1-第一基准电压 VREF2-第二基准电压。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所述直流转换LED驱动电路，包括直流输入端、直流输出端、输出电压反馈端、根据输出电压反馈端控制功率管开关占空比的控制环路和与控制环路连接的功率管；
还包括第一基准电压VREF、线性稳压器LDO、采样电阻R4和调整管M2，所述采样电阻连接在直流输出端和调整管漏极之间，调整管源极连接负载LED，所述调整管的控制端与LDO输出端连接，所述LDO的两个输入端分别连接调整管与采样电阻的公共端和第一基准电压；所述调整管与负载LED的公共端作为输出电压反馈端；
所述控制环路包括逻辑驱动电路、PWM比较器、误差放大器、第二基准电压和交流采样电路，所述误差放大器的两个输入端分别连接第二基准电压和输出电压反馈端，所述PWM比较器的两个输入端分别连接误差放大器和交流采样电路的输出端，所述PWM比较器的输出端连接逻辑驱动电路，所述逻辑驱动电路的输出端连接功率管控制端。
具体的，所述电流采样电路包括连接在功率管源极和地之间的电流采样电阻R3和电流电压转换器，所述电流电压转换器的输入端连接功率管源极，输出端作为电流采样电路的输出端。
如图1所示，系统分为两大部分，功率管M1和输出电容COUT形成开关电容控制传输到COUT能量通路的导通和关断。LDO和调整管M2为控制LED输出电流，它与输出LED灯串串联，LDO和LED导通的能量来自输出电容COUT。M2的漏端连接负载LED串的正端LED+，LED+可实时反映COUT电容上能量的大小，LDO的正向输入端与第一基准电压连接。调整管可以为PMOS或PNP管。
采用上述LDO和调整管的控制方式，消除了由于输出电压波动造成的负载LED 上的压降波动，使LED输出电流更加稳定，同时使输入到内部控制环路的输出电压反馈端电压恒定，降低了控制环路的功率损耗。
以输入电压为220V市电，输出电压用于驱动28-60个LED发光二极管，输出电压在80-200V的变化范围内为例进行测试，控制环路的损耗仅仅变化0.2W左右。可以认为损耗与输出电压基本无关。
控制环路优选的采用电流反馈形式，所述控制环路包括逻辑驱动电路、PWM比较器、误差放大器、第二基准电压和交流采样电路，所述误差放大器的两个输入端分别连接第二基准电压和输出电压反馈端，所述PWM比较器的两个输入端分别连接误差放大器和交流采样电路的输出端，所述PWM比较器的输出端连接逻辑驱动电路，所述逻辑驱动电路的输出端连接功率管控制端。其中第一基准电压VREF1可以由带隙基准电压源输出电压分压产生，分压可以采用常用的电阻分压形式。
优选的，所述误差放大器的输出端和地之间连接有补偿电容CM，可以为控制环路提供一个主极点，增强环路控制的稳定性。
优选的，还可以设置保护电路，例如过压保护电路、过热保护电路等，当检测到输出电压过大或功率管电流过大时控制逻辑驱动电路关闭功率管。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。