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变换器制造技术

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：