LED恒流驅(qū)動芯片的滯環(huán)控制電路

　　1 引言

　　設(shè)計了一款降壓型L ED 恒流驅(qū)動芯片的滯環(huán)控制電路。該芯片采用高邊電流檢測方案，運用滯環(huán)電流控制方法對驅(qū)動電流進行滯環(huán)控制，從而獲得恒定的平均驅(qū)動電流。設(shè)計采用簡單的設(shè)計理念實現(xiàn)恒流驅(qū)動，不需要復(fù)雜的電路分析，能實現(xiàn)精確的電流控制，且自身具有穩(wěn)定性。

　　2 電路設(shè)計與原理分析

　　2. 1 滯環(huán)控制原理

　　滯流控制模塊應(yīng)用如圖1 所示，L ED 驅(qū)動電流的變化反應(yīng)在檢測電阻 RSENSE兩端的壓差變化上。本設(shè)計中，檢測電阻設(shè)為0. 5Ω ,較小的檢測電阻有利于降低功耗和保持較高的轉(zhuǎn)換效率。滯環(huán)電流控制模塊內(nèi)部自建兩個電壓閾值，檢測電壓Vcs與閾值電壓進行比較，比較結(jié)果和DIM 調(diào)光信號相與來控制功率開關(guān)管的通斷。

　　圖1 滯流控制模塊應(yīng)用圖示

　　使用PWM 調(diào)光，在減少電流占空周期內(nèi)給L ED 提供完整電流，例如要將亮度減半，只需在50 %的占空周期內(nèi)提供完整的電流。通常PWM 調(diào)光信號的頻率會超過100Hz ,以確保這個脈沖電流不會被人眼所察覺。

　　滯流控制模塊內(nèi)部電路如圖2 所示，當(dāng)DIM 信號為高電平期間，當(dāng)Vcs 大于上電壓閾值時，控制電路輸出低電平，關(guān)閉功率開關(guān)管。由LED、電感L 、續(xù)流二極管D 和RSENSE組成的回路使得電感繼續(xù)為L ED 提供電流，電感電流逐漸減小，使得檢測電壓Vcs 隨之減小;當(dāng)Vcs 小于下閾值電壓時，控制電路輸出高電平，導(dǎo)通功率開關(guān)管，此時D 截止，形成從電源經(jīng)RSENSE、L ED、L 和功率開關(guān)管到地的回路，電源為電感L 充電，電感電流上升，檢測電壓Vcs隨之升高。 Vcs 大于上電壓閾值時，控制電路關(guān)斷開關(guān)管，重復(fù)上個周期的動作，這樣就完成了對L ED驅(qū)動電流的滯環(huán)電流控制，使得流過L ED 的驅(qū)動電流，也就是電感電流的平均值恒定。

　　圖2 　滯流控制模塊內(nèi)部模塊

　　2. 2 滯環(huán)比較電壓產(chǎn)生電路

　　4. 5V~28V 的輸入電壓經(jīng)調(diào)整轉(zhuǎn)換為5V 的恒定電壓Vcc 為后續(xù)電路供電。如圖3 所示，A 點電位受運算放大器鉗制，將等于參考電壓1. 2V ,假設(shè)輸出V out 為高電平，則M2 導(dǎo)通，流過M1 的電流為IM1 = V ref / R2 ,B 點的電壓為V BL = V in - IM1 R1 ;當(dāng)V out為低電平，M2 截止，流過M1 的電流變?yōu)镮′M1= V ref / ( R2 + R3 ) ,B 點電壓升高為V BH = V in -I′M1 R1 ,所以B 點電壓的變化為ΔV B = V BH - V BL= V ref R1 R3/ R2 ( R2 + R3) ,這意味著V out由高電平變成低電平時在B 點產(chǎn)生的一個滯環(huán)電壓，可見該滯環(huán)電壓與輸入電壓無關(guān)，只由參考電壓V ref和電阻大小決定，通過選擇各電阻的阻值便可設(shè)定滯環(huán)電壓的大小。