【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于led控制，具体属于一种用于led驱动控制芯片的恒流控制电路。
技术介绍
1、led是可以将电能转化成光能的一种二极管，其本质是pn结，具有单向导通性，而且在导通后微小的电压波动就会带来大的电流波动，继而造成led的输出光亮变化。所以控制led需要控制其通过恒定电流。额定输出电流通常具有非常严格的精度，通常总体小于5％。
2、在led照明系统中，驱动控制芯片可以将各种供电条件下的输入电压转化成led发光所需要的电流，是整个照明系统中的重要组成部分。性能低劣的led驱动控制芯片不仅影响着照明系统的寿命和可靠性，而且会降低系统的效率，造成额外电能损耗。此外，led驱动控制芯片的输出电流也影响了led的亮度和色差等。所以实现高性能的led电流控制是十分迫切的需求。
3、在应用中，buck降压变换器通常以反向配置实现，即开关接地，续流二极管的阴极连接到电源电压，led灯连接在输入线和电感器l之间。电感电流通过与led灯串并联的电容平缓后，输入led灯串。开关mosfet以地为参考电压，易于控制。
4、现有技术的缺陷和不足：
5、实际中常用的控制方法有两种：第一种为具有固定关闭时间(fot)的峰值电流模式控制。该控制技术在开关周期中，当峰值电流达到设定值时，电源开关m断开，并且在由定时器电路确定的固定时间间隔toff之后再次接通。此方式仅采样开启时间的电感电流，采样网络损耗较低，但控制方式较复杂，且需外加补偿网络，成本较高。第二种为峰值-峰值电流模式滞后控制。该控制技术在开关周
6、经过检索，申请公开号cn203072210u，一种恒流驱动电路，包括分段控制电路和恒流控制电路，分段控制电路包括稳压电路以及至少一个集成控制芯片，分段控制电路的集成控制芯片为d触发器，集成控制芯片具有时钟信号接脚，稳压电路与时钟信号控制接脚连接。
7、该专利使用d触发器进行分段控制，会限制电路的灵活性或对负载或输入条件快速变化的响应能力。此外，其稳压电路需要时钟信号，使电路较为复杂，且可能会对时钟信号中的噪声或变化产生敏感性，从而可能影响恒流输出的整体稳定性和性能。而本专利技术无需时钟信号，巧妙地通过开关管的开启关断信号控制跨导运算放大器的输出对电容充电，继而得到高精度的恒流值，保证了整体的稳定性，且具备较快的响应能力。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种用于led驱动控制芯片的恒流控制电路。本专利技术的技术方案如下：
2、一种用于led驱动控制芯片的恒流控制电路，其包括：恒流源ich、三个跨导运算放大器gm1、gm2、gm3、比较器、s-r锁存器、第一采样保持电路、第二采样保持电路、时钟块clock、一个驱动(这里指的是s-r锁存器与开关管m之间接的那个三角)，电阻rt、电阻rs、电容c1、电容c2、电容c3、电容ct、开关sw1-开关sw5；其中，所述恒流源ich与开关sw3相连接后，一路通过电容c2接地，另一路分别与第一采样保持电路的输入端、开关sw4相连接，所述开关sw4接地，第一采样保持电路的输出端与跨导运算放大器gm3的正向输入端相连接，跨导运算放大器gm3的负向输入端接地；跨导运算放大器gm3的输出端分别与电容c3、开关sw5、比较器的正相输入端相连接，所述电容c3、开关sw5均接地；所述比较器的输出端与s-r锁存器的s端相连接，所述s-r锁存器的r端与时钟块clock相连接，所述s-r锁存器的q端接驱动的输入，驱动的输出接开关管m的栅极；所述比较器的负相输入端分别与电阻rt、电容ct、开关sw2的一端相连接，所述电阻rt、电容ct均接地；所述开关sw2的另一端与跨导运算放大器gm2输出端相连接，所述跨导运算放大器gm2的负向输入端接地；跨导运算放大器gm2的正向输入端与第二采样保持电路的一端相连接，所述第二采样保持电路的另一端分别与开关sw1的一端、电容c1的一端、跨导运算放大器gm3的输出端相连接，所述开关sw1的另一端、电容c1的另一端接地，所述跨导运算放大器gm3的正相输入端与电阻rs的一端、开关管m的漏极相连接，所述电阻rs的另一端接地。
3、进一步的，当时钟块为1时，s-r锁存器输出q为0，开关管m关断；当vt2大于vq2时，vt2指电容c3的电压、vq2指电容ct的电压，比较器输出为1，s-r锁存器输出q为1，开关管m打开；il为电感电流，它的平均值即为通过led的电流；当开关管m导通时，il流过检测电阻rs，产生检测电压vcs(t)，vcs(t)接入跨导运算放大器的正向输入端，产生电流iq；iq对电容c1充电，产生电压vq1；当s-r锁存器输出q为1时，开关sw1断开，当s-r锁存器输出q为0时，开关sw1闭合，vq1归为0。
4、进一步的，所述电压vq1的计算公式为：
5、
6、gm1指跨导运算放大器gm1的跨导值，c1指电容c1的电容值，ton指开关管m的开启时间，vcs(t)指电阻rs上端电压值，rs指电阻rs的电阻值；
7、其中电感电流il(t)为下式值
8、
9、iled指通过led的电流值，vin指电路的输入电压，vled指led上的电压值，l指电感值，t为时间；
10、故将il(t)带入vq1的值，可得
11、
12、进一步的，当开关管m开启时，q为1，开关sw2打开，第一采样保持电路对vq1采样，当开关管m关闭时，q为0，开关sw2闭合，第二采样保持电路将vq1电压最高值保持下来，并通过跨导运算放大器转化成电流为电容ct充电，产生电压vq2；
13、
14、toff指开关管m的关断时间，ts指开关管m的一个完整的工作周期时间，gm2指跨导运算放大器gm2的跨导值，rt指电阻rt的电阻值；
15、同理，当开关管m开启时，q为1，开关sw3关闭，sw4打开，恒流源提供的电流ich对电容c2充电，产生电压vt1，其值如下
16、
17、进一步的，当开关管m关闭时，q为0，开关sw3打开，sw4关闭，将c3存储的电荷泄放掉，使得下一周期c3的电压从零开始；vt1通过第一采样保持电路，在开关管m开启时被采样，开关管m关闭时保持；开关管m关闭时sw5打开，vt1通过跨导运算放大器产生电流对电容ct充电，在电容ct两端产生电压vt2；可以得到
18、
19、进一步的，当vt2＝vq2时，即为比较器翻转点，也即s-r锁存器输出q值为1，开关管m开启的点；应用开启条件，求解iled得：
20、
21、输送到led串的直流电流取决于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于LED驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，包括：恒流源Ich、三个跨导运算放大器gm1、gm2、gm3、比较器、S-R锁存器、第一采样保持电路、第二采样保持电路、时钟块Clock、一个驱动，电阻Rt、电阻Rs、电容C1、电容C2、电容C3、电容Ct、开关SW1-开关SW5；其中，所述驱动指的是S-R锁存器与开关管M之间接的那个三角，所述恒流源Ich与开关SW3相连接后，一路通过电容C2接地，另一路分别与第一采样保持电路的输入端、开关SW4相连接，所述开关SW4接地，第一采样保持电路的输出端与跨导运算放大器gm3的正向输入端相连接，跨导运算放大器gm3的负向输入端接地；跨导运算放大器gm3的输出端分别与电容C3、开关SW5、比较器的正相输入端相连接，所述电容C3、开关SW5均接地；所述比较器的输出端与S-R锁存器的S端相连接，所述S-R锁存器的R端与时钟块Clock相连接，S-R锁存器的Q端接驱动的输入，驱动的输出接开关管M的栅极；所述比较器的负相输入端分别与电阻Rt、电容Ct、开关SW2的一端相连接，所述电阻Rt、电容Ct均接地；所述开关SW2的另一端与跨导运算放
2.根据权利要求1所述的用于LED驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，当时钟块为1时，S-R锁存器输出Q为0，开关管M关断；当Vt2大于Vq2时，Vt2指电容C3的电压、Vq2指电容Ct的电压，比较器输出为1，S-R锁存器输出Q为1，开关管M打开；IL为电感电流，它的平均值即为通过LED的电流；当开关管M导通时，IL流过检测电阻Rs，产生检测电压VCS(t)，VCS(t)接入跨导运算放大器的正向输入端，产生电流Iq；Iq对电容C1充电，产生电压Vq1；当S-R锁存器输出Q为1时，开关SW1断开，当S-R锁存器输出Q为0时，开关SW1闭合，Vq1归为0。
3.根据权利要求2所述的用于LED驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，所述电压Vq1的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的用于LED驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，当开关管M开启时，Q为1，开关SW2打开，第一采样保持电路对Vq1采样，当开关管M关闭时，Q为0，开关SW2闭合，第二采样保持电路将Vq1电压最高值保持下来，并通过跨导运算放大器转化成电流为电容Ct充电，产生电压Vq2；
5.根据权利要求4所述的用于LED驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，当开关管M关闭时，Q为0，开关SW3打开，SW4关闭，将C3存储的电荷泄放掉，使得下一周期C3的电压从零开始；Vt1通过第一采样保持电路，在开关管M开启时被采样，开关管M关闭时保持；开关管M关闭时SW5打开，Vt1通过跨导运算放大器产生电流对电容Ct充电，在电容Ct两端产生电压Vt2；可以得到
6.根据权利要求5所述的用于LED驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，当Vt2＝Vq2时，即为比较器翻转点，也即S-R锁存器输出Q值为1，开关管M开启的点；应用开启条件，求解ILED得：
...【技术特征摘要】
1.一种用于led驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，包括：恒流源ich、三个跨导运算放大器gm1、gm2、gm3、比较器、s-r锁存器、第一采样保持电路、第二采样保持电路、时钟块clock、一个驱动，电阻rt、电阻rs、电容c1、电容c2、电容c3、电容ct、开关sw1-开关sw5；其中，所述驱动指的是s-r锁存器与开关管m之间接的那个三角，所述恒流源ich与开关sw3相连接后，一路通过电容c2接地，另一路分别与第一采样保持电路的输入端、开关sw4相连接，所述开关sw4接地，第一采样保持电路的输出端与跨导运算放大器gm3的正向输入端相连接，跨导运算放大器gm3的负向输入端接地；跨导运算放大器gm3的输出端分别与电容c3、开关sw5、比较器的正相输入端相连接，所述电容c3、开关sw5均接地；所述比较器的输出端与s-r锁存器的s端相连接，所述s-r锁存器的r端与时钟块clock相连接，s-r锁存器的q端接驱动的输入，驱动的输出接开关管m的栅极；所述比较器的负相输入端分别与电阻rt、电容ct、开关sw2的一端相连接，所述电阻rt、电容ct均接地；所述开关sw2的另一端与跨导运算放大器gm2输出端相连接，所述跨导运算放大器gm2的负向输入端接地；跨导运算放大器gm2的正向输入端与第二采样保持电路的一端相连接，所述第二采样保持电路的另一端分别与开关sw1的一端、电容c1的一端、跨导运算放大器gm3的输出端相连接，所述开关sw1的另一端、电容c1的另一端接地，所述跨导运算放大器gm3的正相输入端与电阻rs的一端、开关管m的漏极相连接，所述电阻rs的另一端接地。
2.根据权利要求1所述的用于led驱动控制芯片的恒流控制电路，其特征在于，当时钟块为1时，s...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪炜杰，朱小安，梁育，邵宇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学广州研究院，
类型：发明
国别省市：
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