LED恒流驅動芯片的滯環控制電路

　　1 引言

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

　　2 電路設計與原理分析

　　2. 1 滯環控制原理

　　滯流控制模塊應用如圖1 所示，L ED 驅動電流的變化反應在檢測電阻 RSENSE兩端的壓差變化上。本設計中，檢測電阻設為0. 5Ω ,較小的檢測電阻有利于降低功耗和保持較高的轉換效率。滯環電流控制模塊內部自建兩個電壓閾值，檢測電壓Vcs與閾值電壓進行比較，比較結果和DIM 調光信號相與來控制功率開關管的通斷。

　　圖1 滯流控制模塊應用圖示

　　使用PWM 調光，在減少電流占空周期內給L ED 提供完整電流，例如要將亮度減半，只需在50 %的占空周期內提供完整的電流。通常PWM 調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。

　　滯流控制模塊內部電路如圖2 所示，當DIM 信號為高電平期間，當Vcs 大于上電壓閾值時，控制電路輸出低電平，關閉功率開關管。由LED、電感L 、續流二極管D 和RSENSE組成的回路使得電感繼續為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Vcs 小于下閾值電壓時，控制電路輸出高電平，導通功率開關管，此時D 截止，形成從電源經RSENSE、L ED、L 和功率開關管到地的回路，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，控制電路關斷開關管，重復上個周期的動作，這樣就完成了對L ED驅動電流的滯環電流控制，使得流過L ED 的驅動電流，也就是電感電流的平均值恒定。

　　圖2 　滯流控制模塊內部模塊

　　2. 2 滯環比較電壓產生電路

　　4. 5V~28V 的輸入電壓經調整轉換為5V 的恒定電壓Vcc 為后續電路供電。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 ,假設輸出V out 為高電平，則M2 導通，流過M1 的電流為IM1 = V ref / R2 ,B 點的電壓為V BL = V in - IM1 R1 ;當V out為低電平，M2 截止，流過M1 的電流變為I′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 點產生的一個滯環電壓，可見該滯環電壓與輸入電壓無關，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定滯環電壓的大小。