開關(guān)變換器及開關(guān)恒流源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED驅(qū)動(dòng)電路和集成電路的實(shí)現(xiàn)方法，具體涉及到一種開關(guān)變換器以及利用其實(shí)現(xiàn)的開關(guān)恒流源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED照明產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展日臻成熟，LED照明產(chǎn)品已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)照明產(chǎn)品成為主流。在當(dāng)前的LED照明驅(qū)動(dòng)方案中，開關(guān)恒流源和線性恒流源相比具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如更高的效率，更寬的輸入電壓范圍，因此當(dāng)前的LED驅(qū)動(dòng)方案仍以開關(guān)恒流源為主。但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，降低開關(guān)恒流源的成本也勢(shì)在必行。
[0003]圖1是當(dāng)前常見的一種開關(guān)恒流源電路示意圖，包含電源、續(xù)流二極管D、磁性元件M、開關(guān)變換器和負(fù)載。其中，開關(guān)變換器包含4個(gè)端子:用以控制磁性元件M導(dǎo)通和關(guān)斷電流的開關(guān)端子1、為開關(guān)變換器內(nèi)部電路供電的電源端子2、用于參考地電平的公共端子3和用于負(fù)載電流檢測(cè)的檢流端子4。
[0004]續(xù)流二極管D的陰極與電源輸出相連，續(xù)流二極管D的陽(yáng)極與磁性元件M的一端相連，磁性元件M的另一端經(jīng)負(fù)載連接到電源輸出，續(xù)流二極管D與磁性元件M的交匯點(diǎn)連接到開關(guān)變換器的開關(guān)端子I，電容C并聯(lián)在電源端子2和地之間用以平滑開關(guān)變換器的電壓，、電阻R并聯(lián)在檢流端子4和地之間用以檢測(cè)流經(jīng)開關(guān)端子I的電流，開關(guān)變換器的第三端子接地。
[0005]工作原理為:當(dāng)開關(guān)變換器內(nèi)部的功率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，磁性元件M的電流上升，當(dāng)開關(guān)變換器內(nèi)部的功率開關(guān)關(guān)斷時(shí)，磁性元件M的電流經(jīng)由二極管D續(xù)流下降，控制開關(guān)變換器內(nèi)部的功率開關(guān)的導(dǎo)通占空比，可以使輸出電流穩(wěn)定在恒定值。
[0006]開關(guān)變換器包含供電電路、內(nèi)部偏置電路、恒流控制電路和功率開關(guān)；供電電路為開關(guān)變換器內(nèi)部供電；內(nèi)部偏置電路將供電電路的電壓分配到開關(guān)變換器內(nèi)的其他電路單元并產(chǎn)生一電流基準(zhǔn)信號(hào)Iref作為開關(guān)恒流源的電流設(shè)定信號(hào)；電阻R檢測(cè)流經(jīng)功率開關(guān)的電流獲得開關(guān)電流信號(hào)Isense，該信號(hào)對(duì)應(yīng)負(fù)載電流的一部分；電流基準(zhǔn)信號(hào)Iref和開關(guān)電流信號(hào)Isense共同輸入到恒流控制電路中；恒流控制電路根據(jù)開關(guān)電流信號(hào)Isense計(jì)算出負(fù)載平均電流信號(hào)作為開關(guān)恒流源控制環(huán)路的負(fù)反饋輸入信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)大于電流基準(zhǔn)信號(hào)Iref時(shí)，恒流控制電路控制功率開關(guān)的導(dǎo)通占空比減小，反之當(dāng)該信號(hào)小于電流基準(zhǔn)信號(hào)Iref時(shí)，恒流控制電路的輸出脈沖控制功率開關(guān)的導(dǎo)通占空比增加，最終穩(wěn)態(tài)為:開關(guān)恒流源的輸出負(fù)載電流與電流基準(zhǔn)信號(hào)Iref成正比。
[0007]該方案對(duì)應(yīng)的開關(guān)變換器可以制造成專用的集成電路使用。對(duì)于專用的集成電路來(lái)說(shuō)，檢流端子4的功能是可以方便地設(shè)置負(fù)載電流，但它使集成電路不得不增加一個(gè)專用引腳，這增加了使用者的材料成本。省略檢流端子4的一種做法是將電阻R也集成到開關(guān)變換器內(nèi)部，可以獲得3個(gè)引腳的集成電路外形，代價(jià)是犧牲了外部設(shè)置負(fù)載電流的功能。
[0008]因此，設(shè)計(jì)一種電流可編程的，低成本的開關(guān)變換器用以控制開關(guān)恒流源顯得很有必要。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:提供一種電路簡(jiǎn)單的開關(guān)變換器以及利用其實(shí)現(xiàn)的開關(guān)恒流源。
[0010]本實(shí)用新型提供的一種控制開關(guān)恒流源的開關(guān)變換器，開關(guān)恒流源包含至少一磁性元件，開關(guān)變換器控制流經(jīng)開關(guān)恒流源的磁性元件的電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)恒流源輸出電流的控制；開關(guān)變換器包含至少三個(gè)端子:控制流經(jīng)開關(guān)恒流源的磁性元件電流的開關(guān)端子，為開關(guān)變換器內(nèi)部供電的電源端子和用于開關(guān)變換器內(nèi)部參考地電平的公共端子；電源端子和公共端子之間并聯(lián)一電容以平滑開關(guān)變換器的供電電壓。
[0011]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:流經(jīng)電源端子的電流用以控制流經(jīng)開關(guān)端子的電流。
[0012]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:電源端子的電壓用以控制流經(jīng)開關(guān)端子的電流。
[0013]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:電容兩端還并聯(lián)一電阻，電阻上流經(jīng)的電流用以控制流經(jīng)開關(guān)端子的電流。
[0014]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:電源端子還連接至少一電流源，流經(jīng)電流源的電流用以控制流經(jīng)開關(guān)端子的電流。
[0015]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:開關(guān)變換器包含供電電路、內(nèi)部偏置電路、差值電流檢測(cè)電路、導(dǎo)通電流檢測(cè)電路、恒流控制電路和功率開關(guān)；供電電路為開關(guān)變換器內(nèi)部供電；內(nèi)部偏置電路將供電電路的電壓分配到開關(guān)變換器內(nèi)的其他電路單元；差值電流檢測(cè)電路用以檢測(cè)流經(jīng)電源端子的平均電流，該電流作為基準(zhǔn)信號(hào)提供給恒流控制電路；導(dǎo)通電流檢測(cè)電路用以檢測(cè)流經(jīng)功率開關(guān)的電流；恒流控制電路接收來(lái)自于差值電流檢測(cè)電路和導(dǎo)通電流檢測(cè)電路的信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，控制功率開關(guān)的通斷；功率開關(guān)的通斷控制流經(jīng)磁性元件的電流升降，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)恒流源的輸出電流控制。
[0016]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:開關(guān)變換器包含供電電路、內(nèi)部偏置電路、恒流控制電路、導(dǎo)通電流檢測(cè)電路、功率開關(guān)和差值電流檢測(cè)電路；供電電路用以為開關(guān)變換器內(nèi)部供電；內(nèi)部偏置電路用以將供電電路的電壓分配到開關(guān)變換器內(nèi)的其他電路單元；差值電流檢測(cè)電路用以檢測(cè)供電電路輸出電流和內(nèi)部偏置電路消耗的電流產(chǎn)生電流差值信號(hào)，該電流差值信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)提供給恒流控制電路；導(dǎo)通電流檢測(cè)電路用以檢測(cè)流經(jīng)功率開關(guān)的電流；恒流控制電路接收來(lái)自于差值電流檢測(cè)電路和導(dǎo)通電流檢測(cè)電路的信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，控制功率開關(guān)通斷；功率開關(guān)的通斷控制流經(jīng)磁性元件的電流升降，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)恒流源的輸出電流控制。
[0017]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:開關(guān)變換器包含供電電路、內(nèi)部偏置電路、恒流控制電路、導(dǎo)通電流檢測(cè)電路、功率開關(guān)和差值電流檢測(cè)電路；供電電路為開關(guān)變換器內(nèi)部供電和為電源端子提供外部電流；外部電流被差值電流檢測(cè)電路檢測(cè)并反饋給供電電路，使外部電流恒定；內(nèi)部偏置電路用以將供電電路的電壓分配到開關(guān)變換器內(nèi)的其他電路單元；導(dǎo)通電流檢測(cè)電路用以檢測(cè)流經(jīng)功率開關(guān)的電流；恒流控制電路接收來(lái)自于電源端子的電壓信號(hào)和導(dǎo)通電流檢測(cè)電路的信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，控制功率開關(guān)通斷；功率開關(guān)的通斷控制流經(jīng)磁性元件的電流升降，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)恒流源的輸出電流控制。
[0018]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)變換器，還具有這樣的特征:開關(guān)變換器包含供電電路、內(nèi)部偏置電路、恒流控制電路、導(dǎo)通電流檢測(cè)電路、功率開關(guān)和差值電流檢測(cè)電路；供電電路為開關(guān)變換器內(nèi)部供電和為電源端子提供外部電流；差值電流檢測(cè)電路檢測(cè)供電電路輸出電流和內(nèi)部偏置電路消耗的電流之差作為反饋信號(hào)反饋給供電電路，使外部電流恒定；內(nèi)部偏置電路用以將供電電路的電壓分配到開關(guān)變換器內(nèi)的其他電路單元；導(dǎo)通電流檢測(cè)電路用以檢測(cè)流經(jīng)功率開關(guān)的電流；恒流控制電路接收來(lái)自于電源端子的電壓信號(hào)和導(dǎo)通電流檢測(cè)電路的信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖，控制功率開關(guān)通斷；功率開關(guān)的通斷控制流經(jīng)磁性元件的電流升降，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)恒流源的輸出電流控制。
[0019]另外，本實(shí)用新型還提供一種開關(guān)恒流源，具有上述的開關(guān)變換器。
[0020]進(jìn)一步，本實(shí)用新型提供的一種開關(guān)恒流源，還具有這樣的特征:還包括一二極管；當(dāng)開關(guān)變換器內(nèi)部的功率開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，磁性元件的電流上升，當(dāng)開關(guān)變換器內(nèi)部的功率開關(guān)關(guān)斷時(shí)，磁性元件的電流經(jīng)由二極管續(xù)流下降。
[0021]本實(shí)用新型取得的技術(shù)效果是:實(shí)現(xiàn)了一種電路簡(jiǎn)單的開關(guān)變換器，利用該開關(guān)變換器可以實(shí)現(xiàn)低成本的開關(guān)恒流源，且該開關(guān)變換器和開關(guān)恒流源均可以利用外部信號(hào)調(diào)節(jié)電流。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是當(dāng)前常見的一種開關(guān)恒流源電路示意圖
[0023]圖2是實(shí)施例一的開關(guān)恒流源的電路圖。
[0024]圖3是實(shí)施例一的開關(guān)變換器的電路圖。
[0025]圖4是實(shí)施例二的開關(guān)恒流源的電路圖。
[0026]圖5是實(shí)施例二的開關(guān)變換器的電路圖。
[0027]圖6是實(shí)施例三的開關(guān)恒流源的電路圖。
[0028]圖7是實(shí)施例三的開關(guān)變換器的電路圖。
[0029]圖8是實(shí)施例四的開關(guān)恒流源的電路圖。
[0030]圖9是實(shí)施例四的開關(guān)變換器的電路圖。
[0031]圖10是實(shí)施例五的開關(guān)恒流源的電路圖。
[0032]圖11是實(shí)施例五的開關(guān)變換器的電路圖。
[0033]圖12是實(shí)施例六的開關(guān)恒流源的電路圖。
[0034]圖13是實(shí)施例六的開關(guān)變換器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
[0036]實(shí)施例一
[0037]圖2是實(shí)施例一的開關(guān)恒流源的電路圖。
[0038]開關(guān)恒流源包含電源、續(xù)流二極管Dl、磁性元件Ml、開關(guān)變換器、負(fù)載、電容Cl和電