[发明专利]原边控制恒流实现电路

说明书

本发明提供了一种适用于发光二极管(LED)驱动的原边控制恒流实现电路，以消除传统恒流实现电路中的光藕和分离运算放大器。对于工作于不连续模式的芯片来说，原边控制技术直接在变压器的辅助绕组采样输出电压，用电路采样输出端续流二极管放电的时间和芯片的工作周期，通过设定这两个时间的比值为常数以实现恒流。其中所述原边控制电路包括：电流基准产生模块，电流镜模块，采集输出二极管放电时间的模块，采集芯片工作周期的模块和比较器模块。电流基准产生模块产生电流基准，电流镜模块镜像不同的电流对两个电容充电，这两个电容分别采集续流二级管放电时间和工作周期，当两个电容的电压相等的时候打开功率开关管以实现恒流。

技术领域

本发明专利涉及驱动LED的反激式变换器的原边控制恒流实现电路。属于电力电子技术领域。

背景技术

目前，多数反激式变换器的反馈电路或者由光藕和电压基准元组成，或者由与发光二极管串联的电阻取样电压和电压基准元组成。使用光藕的方案用分压电阻取样输出端的电压，与电压基准比较，改变流过光藕二极管的电流，进而改变光藕三级管的电流，最终将误差电压反馈给驱动芯片。这种方式稳压效果好，但是光藕的电流传输比会随着时间和高温衰减，使电路不稳定，而且光藕及其外围器件增加了总的外围元件数，因此增加了成本，而且对于LED驱动这种要求体积小的应用场合带来了不便。采用与LED串联电阻的方案，因为流过LED的电流较大(典型情况下为350mA)，电阻消耗了功率，影响工作效率。对于工作于不连续模式的芯片来说，原边控制技术直接在变压器的辅助绕组采样输出电压，用电路采样输出端续流二极管放电的时间和芯片的工作周期，通过设定这两个时间的比值为常数以实现恒流。图1为原边控制的原理图，从上到下的波形分别为栅驱动端的波形，初级电感电流的波形，续流二级管中电流的波形和变压器辅助绕组端的电压波形。对于LED驱动芯片来说，当开关管导通时，初级电感中的电流几乎线性上升，上升的斜率为：

其中I_ds是初级电感中的电流，V_DL是接到变压器初级绕组上的线电压，L_m是变压器初级电感值。初级电感中的峰值电流由下式决定：

其中V_CS是芯片内部设置的限流关断电压，R_CS是功率开关管下面串联的电阻，电阻的上端接NMOS开关管的源级，下端接地。当开关管关断，此初级电感中的电流峰值反射到输出端即为续流二级管的峰值电流，其由下式决定：

其中N_P是变压器初级的匝数，N_S或是变压器次级的匝数。此电流几乎线性下降到零，因为芯片工作与不连续模式，电流下降到零后再经过一段时间开关才会再次导通。续流二级管放电电荷的总量等于提供给负载的电荷总量，输出电流的表达式为：

可以看到只要保证I_pk和恒定，输出电流即保持恒定。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种适用于LED驱动的原边控制恒流实现电路，以克服现有的隔离型反激变换器存在光藕的电流传输比衰减，电路体积大，外围期间较多等问题。