[发明专利]改善峰值电流控制LED恒流驱动中电流精度的电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED驱动电路及驱动方法，尤其涉及一种改善峰值电流控制LED恒流驱动中电流精度的电路和驱动方法。

背景技术

LED驱动中广泛采用峰值电流控制方式实现恒流输出。但由于峰值电流控制部分的延时，导致峰值采样精度低，从而使得输出恒流效果差。

传统的峰值电流控制LED驱动电路包括电感、输出开关管、电感电流采样单元和输出开关管控制单元。

图1是一种典型的采用峰值电流控制方式实现恒流输出的LED驱动电路。如图1所示，电阻R1、R2，NMOS晶体管M1，比较器11以及参考电压源V1构成了一个迟滞电流比较器(相当于输出开关管控制单元)，用以驱动输出开关管M2；电阻R3、R4、Rs，放大器12及PMOS晶体管M3完成对输出电感电流的采样(相当于电感电流采样单元)。当开关管M2导通时，电感电流增加，当其增加到电流参考阈值Iref_high时，关断M2，电感电流降低，当其降低到另一个电流参考阈值Iref low时，重新开启开关管M2，完成一个开关周期。其电感电流波形如图2所示，当输出电压固定，输入电压VIN增加时，电感电流下降斜率不变，而上升斜率增大，如图2中虚线表示，由于延时的影响，电感电流的峰值从Ipk增加到Ipk1，平均电流从Iavg增加到Iavg1。

图3是另一种典型的恒流LED驱动电路，采样电阻Rs为电感电流采样单元，而比较器31、计时器32和触发器33则构成输出开关管控制单元。通过比较器31控制输出电流的峰值，固定关断时间确定电流纹波，从而获得恒定的平均电流。如图3所示，当开关管M1导通时，电感L1上的电流增加；当该电流增加到Iref时，比较器31翻转，触发器33清零，开关管M1关断，计时器32开始计时；计时结束后，重新开启开关管M1，完成一个周期。其电感电流波形如图4所示，当输入电压VIN增加时，电感电流峰值从Ipk增加到Ipk1，由于电感电流下降时间及斜率相等，故电感平均电流从Iavg增加到Iavg1，变化量为Ipk1-Ipk。

可见，传统的峰值电流控制LED驱动电路中输出电流受输入电压的影响大，电流精度低。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的上述问题，提供一种宽输入范围下改善峰值电流控制LED恒流驱动中电流精度的电路和驱动方法，以提高电流精度，降低输出电流对输入电压的灵敏度。

为实现上述目的，本发明提供了一种改善峰值电流控制LED恒流驱动中电流精度的电路，包括电感、输出开关管、电感电流采样单元、输出开关管控制单元和输入电压采样转换补偿单元。其中，输入电压采样转换补偿单元的输入端连接到输入电源，其输出端连接到输出开关管控制单元，从而根据输入电压的变化来动态地改变峰值参考电流值，以使输出电流恒定。

输入电压采样转换补偿单元可包括：输入电压采样部分，包括串联连接的电阻R5和R6，电阻R5的一端连接到输入电源，另一端连接到电阻R6；转换部分，将所采样的电压转换成电流，其包括NPN晶体管Q1和电阻R7，该NPN晶体管Q1的基极连接到电阻R5的另一端，发射极连接到电阻R7；以及电流镜，将转换部分转换的电流镜像到输出开关管控制单元，其输入端连接到NPN晶体管Q1的集电极，输出端连接到输出开关管控制单元。

另一实施例中，输入电压采样转换补偿单元可包括：放大器，其负输入端经电阻R1连接到输入电源，其正输入端经电阻R2连接到参考电压源V2；和PMOS晶体管M2，其栅极连接到放大器的输出端，漏极连接到放大器的负输入端，源极连接到输出开关管控制单元。

本发明还提供了一种改善峰值电流控制LED恒流驱动中电流精度的方法，包括：对输入电压进行采样；将所采样得到的电压转换成电流，并将该电流输出到输出开关管控制单元，以改变峰值参考电流值，从而根据输入电压的变化来动态地改变峰值参考电流值，获得恒定的输出电流。

本发明与现有技术相比，能够实现如下有益效果：通过分析输入电压对输出电流的影响，利用输入电压动态地改变峰值参考电流值，从而获得恒定的输出电流。

附图说明

图1是一种典型的采用峰值电流控制的LED驱动电路；

图2是图1中的LED驱动电路中电感电流示意图；

图3是另一种典型的采用峰值电流控制的LED驱动电路；

图4是图3中的LED驱动电路中电感电流示意图；

图5是根据本发明一个实施例的具有输入电压采样转换补偿单元的LED驱动电路；

图6是图5中的LED驱动电路中电感电流示意图；

图7是根据本发明另一实施例的具有输入电压采样转换补偿单元的LED驱动电路；