本发明专利技术公开了采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器与恒流型LED驱动DC-DC变换器,其中,采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器包括电连接的功率级与数字PWM控制级,以及分别与所述功率级及数字PWM控制级电连接的恒流控制级。本发明专利技术所述采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器与恒流型LED驱动DC-DC变换器,可以克服现有技术中结构复杂、成本高、功耗大与转换效率低等缺陷,以实现结构简单、成本低、功耗小、恒流效果好与转换效率高的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路
,具体地,涉及采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器与恒流型LED驱动DC-DC变换器。
技术介绍
在集成电路
,数字开关电源具有灵活的可编程性,通过外部数字信号可实现不同的复杂功能,能够消除因离散元件引起的不稳定和电磁干扰等优点。因此,数字开关电源技术得到迅速发展。数字开关电源采用数字脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,简称PWM,又称 脉宽调制)控制技术,现有的采用数字PWM控制的DC-DC变换器如图I所示。在图I中,采用数字PWM控制的DC-DC变换器包括数字PWM控制级,与数字PWM控制级电连接的功率级,以及分别与数字PWM控制级及功率级电连接的负载输出级。其中,数字PWM控制级,包括用于基于输入的基准电压VI、以及反馈的输出电压吣进行模/数(A/D)转换的A/D转换器,依次与A/D转换器电连接的比例-积分-微分(PID)补偿器及数字PWM调制器,PWM调制器电连接至功率级。功率级,包括电感LI、ニ极管D1、功率晶体管Ml与电容Cl,电感LI的第一连接端接直流输入电压な、第二连接端接ニ极管Dl的阳极及功率晶体管Ml的漏极,功率晶体管Ml的栅极与数字PWM调制器的输出端连接、源极接信号地、漏极作为开关控制端SW,ニ极管Dl的阴极经电容Cl接地、并作为输出电压Fott的输出端与负载输出级连接。负载输出级,包括负载电阻·*ora·,负载电阻**OtT连接在输出电压^T的输出端与信号地之间。可见,在图I所示的采用数字PWM控制的DC-DC变换器中,主要由A/D转换器、PID补偿器和数字PWM调制器三部分构成。其中,A/D转换器将输出电压与基准电压的模拟差值转换为数字信号;PID补偿器对控制环路进行补偿调节;数字PWM调制器产生所需的占空比信号,去驱动功率晶体管Ml。图I所示的现有数字PWM控制技术,需要复杂的控制算法和电路,导致芯片成本往往居高不下;并且,高分辨率的数字PWM调制需要高的工作频率,因此需要消耗更多的功耗,从而降低DC-DC转换器(也称为直流斩波器,用于将ー个固定的直流电压变换为可变的直流电压)的效率。在实现本专利技术的过程中,专利技术人发现现有技术中至少存在结构复杂、成本高、功耗大与转换效率低等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,针对上述问题,提出采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器,以实现结构简单、成本低、功耗小、恒流效果好与转换效率高的优点。同时,本专利技术的另一目的在于,提出基于上述采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器的恒流型LED驱动DC-DC变换器。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器,包括电连接的功率级与数字PWM控制级,以及分别与所述功率级及数字PWM控制级电连接的恒流控制级。进ー步地,以上所述 的采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器,还包括LED灯串联级,所述LED灯串联级电连接在功率级与恒流控制级之间。进ー步地,所述数字PWM控制级,包括数字PWM调制器、加/减计数器、第一比较器、以及用于产生时钟信号的振荡器,其中 所述振荡器的输出端,分别与数字PWM调制器的控制端、以及加/减计数器的控制端连接;第一比较器的同相输入端与恒流控制级电连接,反相输入端为第一基准电压Vl输入端,输出端用于输出逻辑电平信号PG、并与加/减计数器的输入端电连接;加/减计数器的输出端,与数字PWM调制器的输入端电连接;数字PWM调制器的输出端,与功率级电连接。进ー步地,所述恒流控制级,包括功率晶体管M2、第二放大器与用于设定输出电流的电流设定电阻* CS,其中 所述第二放大器的同相输入端为第二基准电压V2输入端,反相输入端为电压输入端、与功率晶体管M2的源极连接、并经电流设定电阻Jiis接信号地,输出端与功率晶体管M2的栅极连接;功率晶体管M2的漏极为电压Fje输出端、与第一比较器的同相输入端电连接、并与LED灯串联级或功率级电连接。进ー步地,所述LED灯串联级,包括串联的第一发光二极管D2与第二发光二极管D3,其中 所述第一发光二极管D2的阳极与功率级电连接,阴极与第二发光二极管D3的阳极电连接;第二发光ニ极管D3的阴极,与功率晶体管M2的漏极电连接。进ー步地,所述功率级,包括电感LI、ニ极管D1、功率晶体管Ml与电容Cl,其中 所述电感LI的第一连接端接直流输入电压な、第二连接端接ニ极管Dl的阳极及功率晶体管Ml的漏极,功率晶体管Ml的栅极与数字PWM调制器的输出端连接、源极接信号地、漏极作为开关控制端SW,ニ极管Dl的阴极经电容Cl接地、并作为输出电压的输出端与第一发光二极管D2的阳极电连接。同时,本专利技术采用的另ー技术方案是基于以上所述的采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器的恒流型LED驱动DC-DC变换器,包括DC-DC变换级,以及与所述DC-DC变换级电连接的LED灯串联级。进ー步地,所述DC-DC变换级,包括电感LI、ニ极管Dl、采用数字PWM控制的大功率高亮度升压型LED驱动芯片A与电容Cl,其中 所述电感LI的第一连接端接直流输入电压·^,第二连接端接ニ极管Dl的阳极及驱动芯片A的开关控制端SW ;ニ极管Dl的阴极经电容Cl接地,并作为输出电压的输出端与LED灯串联级电连接;驱动芯片A的な端与电感LI的第一连接端电连接,DM端为调光控制端ロ,GND端接信号地,iW端与LED灯串联级电连接。进ー步地,所述LED灯串联级,包括串联的第一发光二极管D2与第二发光二极管D3,其中 所述第一发光二极管D2的阳极与ニ极管Dl的阴极电连接,阴极与第二发光二极管D3的阳极电连接;第二发光ニ极管D3的阴极,与驱动芯片A的端电连接。本专利技术各实施例的采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器与恒流型LED驱动DC-DC变换器,由于采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器包括电连接的功率级与数字PWM控制级,以及分别与功率级及数字PWM控制级电连接的恒流控制级;可以通过恒流控制级对纹波电压的良好抑制作用,使得LED灯串联级的纹波电流很小,恒流效果好;并且,采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器的电路结构简単,芯片面积小,可以有效降低成本;从而可以克服现有技术中结构复杂、成本高、功耗大与转换效率低的缺陷,以实现结构 简单、成本低、功耗小、恒流效果好与转换效率高的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例,对本专利技术的技术方案做进ー步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进ー步理解,并且构成说明书的一部分,与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的限制。在附图中 图I为现有的采用数字PWM控制的DC-DC变换器的工作原理示意 图2为本专利技术采用数字PWM控制的恒流型DC-DC变换器的工作原理示意 图3为基于图2的恒流型LED驱动DC-DC变换器的工作原理示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:张宇,
申请(专利权)人:无锡创想华微科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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