[发明专利]一种DC-DC电路的平均电流控制电路

说明书

本发明提供的DC‑DC电路的平均电流控制电路，包括：开关电路、采样电阻、峰值限制比较器、纹波采样电路、峰值采样保持电路、误差放大电路、时序产生电路、关断时间调制电路、锁存器、及驱动电路；通过检测和稳定电流纹波和限制峰值电流方式控制输出电流，消除输出电压、电感、关断时间等因素变化对输出电流的影响，提高输出精度和集成度。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及DC-DC电源技术领域，具体为一种DC-DC电路的平均电流控制电路。

背景技术

DC-DC降压型开关电源结构简单，转换效率高，是LED驱动电源常用的拓扑结构。为了应对小体积的需求，电源可设计工作在电感电流连续模式(CCM)，由于LED是电流驱动器件，因此要求驱动电源必须具有良好的恒流输出特性，由此带来CCM工作的降压型DC-DC开关电源恒流控制的设计问题。

在CCM降压型DC-DC电源的恒流控制方式中，固定关断时间方式具有结构简单，稳定性好，工作占空比范围宽等诸多优点，是一种非常流行的方案。图1给出了这种方案的模块简图。

图1中，包括：开关电路1，采样电阻R1，关断时间产生电路2，锁存器3，驱动电路4，峰值限制比较器5和关断时间设定电阻Rtoff。

开关电路的第一输入端连接至输入电源和输出电源的正端，第二输入端连接至驱动电路的输出端，第一输出端连接至输出电源的负端，第二输出端连接至采样电阻R1的第一端；采样电阻第二端接地；峰值限制比较器的同相输入端连接至开关电路第二输出端和R1第一端的公共端，反相输入端连接至一参考电压源，输出端连接至锁存器的第二输入端；关断时间产生电路第一输入端连接至锁存器的输出端，第二输入端连接至Rtoff的第一端，输出端连接至锁存器的第一输入端；Rtoff的第二端接地；锁存器的输出端连接至驱动电路的输入端；驱动电路的输出端连接至开关电路的第二输入端，为其提供开关控制信号。

开关电路1包括：电感L1，二极管D1，开关K1；电感L1的第一端同时作为第一输出端的输出负端，第二端连接至K1的第一端，作为储能元件；D1的阳极连接至L1和K1的公共端，阴极连接至输入电源，在K1关断后为L1电流继续流通提供通路；K1的第二端同时作为开关电路的第二输出端连接至采样电阻的第一端，第三端同时作为开关电路的第二输入端为控制端，作为开关器件，K1可以用NMOS或NPN实现。

图2给出了正常工作时的主要节点电压和电感电流的波形图，结合图2对该种方案的工作过程进行描述。

参考图2，在t1时刻，由关断时间电路产生开通信号toff，锁存器被置位，输出端变为高电平，开关信号ton被驱动电路放大后输出高电平驱动信号drv，打开开关K1。K1打开后，电流经由输入电源Vin，输出负载Vout，电感L1，开关K1，采样电阻R1到地。电感L1两端的电压近似为

VL+＝Vin-Vout (1)

通过L1的电流I_L完全流过采样电阻R1，R1第一端电压为：

CS＝I_L*R1 (2)

由于VL+保持基本不变，电感电流I_L随开通时间线性增加，因此CS也随开通时间呈线性增加，在t2时刻当CS达到vref_pk时，峰值限制比较器5输出端翻转，oc信号变为高电平，是锁存器3复位，ton信号由高电平变为低电平，经过驱动电路后drv驱动信号由高变低，是K1由开通状态转换为断开状态。

在t2时刻K1关断时，流过电感的电流达到最大值，为：

I_LPEAK＝vref_pk/R1 (3)