[发明专利]纹波抑制LED驱动电路

说明书

技术领域

本发明属于集成电路设计领域，涉及开关电源，特别是一种纹波抑制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。

图1给出目前市面上的常见无频闪线性驱动方法。20为恒流线性驱动芯片，芯片的供电由VDD提供，芯片内部一个高压LDO（线性稳压器），CS引脚外接电阻设置LED的电流。这里为300mV/15ohm=20mA。该方法要求输入电压必须非常稳定，输出LED的电压与Vbus电压接近。本例中Vbus平均电压约为220V*1.414-5V=306V，那么芯片LDO的损耗则为(306V-250V)*20mA=1.12W，这个损耗发热对芯片将是非常大的挑战。如果放进高温环境老化很容易发生失效。再加上电网波动和LED灯珠的合理变化范围，这些额外的压差还会再LDO上产生更大的损耗。目前有些线性芯片增加了过功率和过温度保护等，其原理都是通过降低LED的输出电流来实现对芯片的保护，也造成了输出发光变暗或闪烁等。所以这种简单的线性驱动方法的不具备实际可行性。

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，本发明公开了一种纹波抑制LED驱动电路。

本发明所述纹波抑制LED驱动电路，包括输出端、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、LDO及连接在功率管和负载LED之间的调整管，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CS采样电阻的公共端和第一基准电压；还包括与输出端连接的输出电容，所述调整管与负载LED的公共端作为输出电压反馈端。

具体的，所述控制环路包括逻辑驱动电路、PWM比较器、误差放大器、第二基准电压和三角波发生器，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三角波发生器的输出端，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相对地之间连接有补偿电容。

进一步的，所述调整管为PMOS或PNP管。

进一步的，所述第一基准电压和第二基准电压由带隙基准电压源输出电压分压产生。

采用本发明所述的纹波抑制LED驱动电路，通过结合开关电容电路和线性恒流LDO，开关电容控制输入对输出电容的充电能量路径导通和关断，LDO 和调整管吸收输出电压纹波，实现对LED的无纹波恒流输出，并实现了传输能量按需供给。

附图说明

图1为目前现有的高压线性驱动方案结构示意图；

图2示出本发明的一种具体实施方式结构示意图。

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。

本发明所述纹波抑制LED驱动电路，包括输出电压反馈端、驱动控制环路和与驱动控制环路连接的功率管，其特征在于，还包括第一基准电压、LDO及连接在功率管和负载LED之间的调整管，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CS采样电阻的公共端和第一基准电压。

如图2所示，系统分为两大部分，高压功率开关管MN1和输出电容COUT形成开关电容控制VBUS传输到Cout能量通路的导通和关断。LDO和调整管MP1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COUT。MP1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。