多路LED恒流驱动电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多路LED恒流驱动电路，采用多个恒流控制电路来调节相对应的LED灯支路的电流，且采样多个恒流控制电路中晶体管的控制端电压，选择其中的最大者作为电压反馈信号，并根据此电压反馈信号和基准电压信号，生成直流变换器的开关控制信号，用以调节所述直流变换器的输出电压，使其满足多路LED灯的驱动要求。采用本发明专利技术的技术方案，可以将系统损耗大大降低，且可以采用低压工艺来设计IC，也降低了系统的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源领域，更具体地说，涉及一种多路LED恒流驱动电路及其控制方法。
技术介绍
在照明和背光源应用中，经常将多路LED灯串联或并联使用，每路LED灯包括一个或多个串联连接的LED灯。由于LED的发光特性，LED的发光强度由流过LED的电流确定。现有的LED恒流驱动电路一般独立地调节各路LED灯的电流，通过控制每路LED的电流恒定，维持稳定的发光强度。该多路LED恒流驱动方案针对多路LED灯采用多个独立的直流变换器，结果导致驱动芯片的成本高、体积大和效率差。在另一种多路LED恒流驱动方案中，如图1所示，将多路LED灯并联连接，直流变换器提供用于驱动多路LED灯的公共驱动电压。每路LED灯分别串联各自的恒流控制电路。恒流控制电路调节流过每路LED灯的电流，从而维持每路LED灯的亮度平衡。该多路LED恒流驱动方案针对多路LED灯共用直流变换器，从而有利地降低了驱动芯片的成本和体积。在该技术方案中，采用多个恒流电流源(即所述恒流控制电路)，控制LED灯串的电流，由于LED的压降有差异，在使用同一母线电压的条件下，LED压降越大，该支路的恒流电流源漏极电压(DRAIN)越低。因而为保证所有路的LED串都能达到设置电流，要求DRAIN电压最低的支路不能太低。而对于由LDO构成的恒流电流源，一般要求其在最大电流时的压差(VDRAIN-VSOURCE)高于其导通电阻与电流的乘积。在图1所示方案中，PWM控制电路采样恒流电流源的漏极电压(DRAIN1～DRAINn)，通过最小电压选择模块，取其最小值，通过PWM控制电路，将其稳定在某个基准电压VVREF1，该基准电压可以保证各路LDO最大电流的输出。在该方案中，根据最大电流能力设置参考电压信号VVREF1，因而对于LED压降(VLED)最大的支路，其恒流电流源的漏极电压VDRAIN＝VVREF1，对于其他LED压降较小的支路，其恒流电流源的漏极电压VDRAIN＝VVREF1+(VBUS-VLED)。每路恒流源的损耗不低于VVREF1*ILED。例如：恒流电流源内置晶体管的导通电阻为2Ω，最大电流300mA，电流采样电阻为500mΩ，则在最大电流时的最小压降为300mA*(2+0.5)Ω＝0.75V，为了保证恒流电流源有效地工作在放大区，取VVREF1＝1V，则每路恒流电流源的最小损耗为1V*300mA＝300mW。在设置电流为150mA时，每路恒流电流源的最小损耗为1V*150mA＝150mW。因此，可以看出，现有技术中存在如下缺陷：1.对于恒流电流源内置的多路LED驱动器，总损耗相当可观，会带来驱动IC过热，或者效率过低的问题。2.需要采样漏极DRAIN电压，由于在LED短路时，DRAIN电压最高可达到母线电压VBUS，对于恒流电流源外置的LED驱动器，需要采用高压的工艺设计该驱动器，造成成本增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种多路LED恒流驱动电路，以解决现有技术中，多路LED恒流驱动电路的工作损耗较大的问题。第一方面，提供一种多路LED恒流驱动电路，用于驱动多个输出通道的多路LED灯，所述多路LED恒流驱动电路包括：直流变换器，用于接收输入电压以向多个输出通道提供公共的输出电压；多个恒流控制电路，与所述多路LED灯一一对应，并且，所述多个恒流控制电路连接在所述多路LED灯和地之间，所述多个恒流控制电路根据相对应的LED灯的电流和基准电流信号调节所述多路LED灯的电流；反馈电路，接收所述多个恒流控制电路中晶体管的控制端电压，并选择其中的最大者作为电压反馈信号；PWM控制电路，用于接收所述电压反馈信号和基准电压信号，以生成所述直流变换器的开关控制信号，所述开关控制信号用以调节所述直流变换器的输出电压。优选地，所述多个恒流控制电路中的每个恒流控制电路包括：晶体管，所述晶体管包括第一端、第二端和控制端，在所述晶体管导通时电流从第一端流至第二端；采样电阻，所述采样电阻连接在所述晶体管的第二端和地之间；第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端接收采样电阻的采样电压，第二输入端接收基准电流信号，输出端连接至所述晶体管的控制端。优选地，所述反馈电路为一最大电压选择电路，所述最大电压选择电路接收所述多个恒流控制电路中晶体管的控制端电压，并选择其中的最大者作为电压反馈信号。优选地，所述最大电压选择电路包括：多个二极管，所述多个二极管与所述多个恒流控制电路一一对应，所述多个二极管的阳极分别接收相对应的恒流控制电路中晶体管的控制端电压，其阴极连接至一个公共节点，并在所述公共节点输出所述电压反馈信号。优选地，所述PWM控制电路包括：第二运算放大器，所述第二运算放大器的第一输入端接收基准电压信号，第二输入接收所述电压反馈信号，输出误差补偿信号；所述基准电压信号根据所述晶体管的控制端电压所允许的最大值来设置；叠加电路，用于将电流采样信号和斜坡信号进行叠加，生成电流反馈信号；第一比较器，所述第一比较器的第一输入端接收所述误差补偿信号，第二输入端接收所述电流反馈信号，输出比较信号；以及RS触发器，所述RS触发器的复位端接收所述比较信号，置位端接收一时钟信号，输出端提供所述开关控制信号。第二方面，提供一种多路LED恒流驱动电路的控制方法，用于驱动多个输出通道的多路LED灯，所述方法包括：向多个输出通道提供公共的输出电压；采用多个恒流控制电路，根据相对应的LED灯的电流和基准电流信号调节所述多路LED灯的电流；采样多个恒流控制电路中晶体管的控制端电压，并选择其中的最大者作为电压反馈信号；根据所述电压反馈信号和基准电压信号，生成开关控制信号，所述开关控制信号用以调节所述输出电压。优选地，产生所述开关控制信号的步骤包括：将所述电压反馈信号和基准电压信号进行误差放大补偿处理，以获得误差补偿信号；所述基准电压信号根据所述晶体管的控制端电压所允许的最大值来设置；将电流采样信号和斜坡信号进行叠加，以获得电流反馈信号；比较所述误差补偿信号和所述电流反馈信号，以获得比较信号；根据所述比较信号和一时钟信号，生成所述开关控制信号。本专利技术技术通过采用多个恒流控制电路来调节相对应的LED灯支路的电流，且采样多个恒流控制电路中晶体管的控制端电压，选择其中的最大者作为电压反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路LED恒流驱动电路，用于驱动多个输出通道的多路LED灯，所述多路LED恒流驱动电路包括：直流变换器，用于接收输入电压以向多个输出通道提供公共的输出电压；多个恒流控制电路，与所述多路LED灯一一对应，并且，所述多个恒流控制电路连接在所述多路LED灯和地之间，所述多个恒流控制电路根据相对应的LED灯的电流和基准电流信号调节所述多路LED灯的电流；反馈电路，接收所述多个恒流控制电路中晶体管的控制端电压，并选择其中的最大者作为电压反馈信号；PWM控制电路，用于接收所述电压反馈信号和基准电压信号，以生成所述直流变换器的开关控制信号，所述开关控制信号用以调节所述直流变换器的输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种多路LED恒流驱动电路，用于驱动多个输出通道的多路LED
灯，所述多路LED恒流驱动电路包括：
直流变换器，用于接收输入电压以向多个输出通道提供公共的输出
电压；
多个恒流控制电路，与所述多路LED灯一一对应，并且，所述多个
恒流控制电路连接在所述多路LED灯和地之间，所述多个恒流控制电路
根据相对应的LED灯的电流和基准电流信号调节所述多路LED灯的电
流；
反馈电路，接收所述多个恒流控制电路中晶体管的控制端电压，并
选择其中的最大者作为电压反馈信号；
PWM控制电路，用于接收所述电压反馈信号和基准电压信号，以
生成所述直流变换器的开关控制信号，所述开关控制信号用以调节所述
直流变换器的输出电压。
2.根据权利要求1所述的多路LED恒流驱动电路，其特征在于，
所述多个恒流控制电路中的每个恒流控制电路包括：
晶体管，所述晶体管包括第一端、第二端和控制端，在所述晶体管
导通时电流从第一端流至第二端；
采样电阻，所述采样电阻连接在所述晶体管的第二端和地之间；
第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端接收采样电阻
的采样电压，第二输入端接收基准电流信号，输出端连接至所述晶体管
的控制端。
3.根据权利要求2所述的多路LED恒流驱动电路，其特征在于，
所述反馈电路为一最大电压选择电路，
所述最大电压选择电路接收所述多个恒流控制电路中晶体管的控制
端电压，并选择其中的最大者作为电压反馈信号。
4.根据权利要求3所述的多路LED恒流驱动电路，其特征在于，
所述最大电压选择电路包括：
多个二极管，所述多个二极管与所述多个恒流控制电路一一对应，
所述多个二极管的阳极分别接收相对应的恒流控制电路中晶体管的控制
端电压，其阴极连接至一个公共节...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓甫华，
申请(专利权)人：南京矽力杰半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32