直流转直流恒流驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了直流转直流恒流驱动电路。该直流转直流恒流驱动电路包括：直流转直流开关线路、输出过压保护线路、恒流取样控制电路、输出电流幅值调节电路及输出电流脉宽调节电路。直流转直流开关线路包含电流模式脉宽调节控制芯片，输出过压保护线路通过第一分压电阻及第二分压电阻给PWM控制芯片的OVP脚提供取样信号，恒流取样控制电路与LED灯串连接，输出电流幅值调节电路为利用外部高频PWM输入信号来调节LED电流幅值，输出电流脉宽调节电路为利用外部低频PWM输入信号来调节LED电流脉宽，两路PWM输入信号分别控制输出电流的脉宽及幅值，能够实现精确的电流控制，对于LED驱动常见的负载开路短路等异常，可有效地保护。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术技术涉及一种新型直流转直流恒流驱动电路，可广泛应用于需要恒流控制功能的场合，具体举例可应用于LED发光二极管的恒定电流控制，输出电流幅值及脉宽调制，以及异常状态的失效保护功能。
技术介绍
在直流转直流开关电源及照明领域，恒流输出的应用非常广泛，例如目前通用发光二极管(LED)驱动方案都使用直流转直流恒流驱动模式，在显示背光领域应用无论显示屏为多串LED还是单串LED背光，单串LED可直接通过取样电路实现恒定电流及电流调节，多串LED应用可先通过自适应分立均流线路。但是由于通常仅有单一信号输入，电流的脉宽及幅值，难以精确的控制，而出现负载开路短路等异常，因此，需要一种能够减少异常出现的驱动电路。
技术实现思路
本技术旨在提供一种直流转直流恒流驱动电路，所述直流转直流恒流驱动电路包括直流转直流开关线路、输出过压保护线路、恒流取样控制电路、输出电流幅值调节电路以及输出电流脉宽调节电路。直流转直流开关线路包含电流模式脉宽调节(PWM)控制芯片、升压电感，升压二极管、第一金氧半场效晶体管(MOSFET)、输出电压滤波电容以及第一采样电阻。所述升压电感的一端连接至输入电压源，而另一端与所述第一 MOSFET的漏极及所述升压二极管的正极连接，所述升压二极管的正极与所述输出电压滤波电容的一端连接，而所述输出电压滤波电容的一端与所述第一采样电阻连接，所述第一采样电阻连接至所述第一 MOSFET的源极。所述输出过压保护线路，连接至所述直流转直流开关线路及LED灯串，包含第一分压电阻以及第二分压电阻，所述第一分压电阻以及所述第二分压电阻连接至所述PWM控制芯片。所述恒流取样控制电路，与所述直流转直流开关线路及所述LED灯串相连，包含辉度控制电阻、辉度控制电容、第二 MOSFET以及电流输出电阻，所述LED灯串与所述第二MOSFET的漏极连接，所述第二 MOSFET的源极与所述电流输出电阻连接，并连接至所述PWM控制芯片，所述第二 MOSFET的栅极与所述辉度控制电阻及所述辉度控制电容连接，且所述辉度控制电阻连接至所述PWM控制芯片。所述输出电流幅值调节电路包含电流幅值调节电阻，外部高频PWM信号经所述电流幅值调节电阻后输入所述PWM控制芯片；所述输出电流脉宽调节电路包含信号输入电阻，外部低频PWM信号通过信号输入电阻连接所述PWM控制芯片。本技术的直流转直流恒流驱动电路，两路PWM输入信号可分别控制输出电流的脉宽及幅值，能够实现精确的电流控制。另外对于LED驱动应用常见的负载开路短路等异常，本电路可有效保护。附图说明从以下结合附图对本技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本技术，其中图1示出了根据本技术实施例的直流转直流恒流驱动电路第一实施例的框图；图2示出了根据本技术实施例的直流转直流恒流驱动电路第二实施例的框图；图3示出了根据本技术实施例的直流转直流恒流驱动电路第三实施例的框图；以及图4a及图4b分别示出了多串或单串LED负载。具体实施方式下面将详细描述本技术各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许多具体细节，以便提供对本技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更清楚的理解。本技术绝不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本技术的精神的前提下覆盖了相关元素或部件的任何修改、替换和改进。本技术的直流转直流恒流驱动线路可广泛应用于各开关电源场合，为描述方便，下述具体电路内容以LED发光二极管恒流驱动线路为例展开，但本专利绝不局仅限于LED恒流驱动应用领域。参阅图1，是根据本技术实施例的直流转直流恒流驱动电路的第一实施例的框图。如图1所示，本技术的直流转直流恒流驱动电路包括直流转直流开关线路1、输出过压保护线路2、恒流取样控制电路3、输出电流幅值调节电路4、以及输出电流脉宽调节电路5。直流转直流开关线路I包含电流模式脉宽调节(PWM)控制芯片Ul、升压电感L1、升压二极管D1、第一金氧半场效晶体管(MOSFET)Ql、输出电压滤波电容C2、第一米样电阻RCSl以及第二采样电阻RCS2。升压电感LI的一端连接至输入电压源VIN，而另一端与第一MOSFET Ql的漏极及升压二极管Dl的正极连接。升压二极管Dl的负极与输出电压滤波电容C2的一端连接,而输出电压滤波电容C2的另一端与第一米样电阻RCSl连接,第一米样电阻RCSl连接至第一 MOSFET Ql的源极。PWM控制芯片Ul包括I 0支功能脚，具体如下(I)VIN脚，输入电压源VIN经保险丝Fl，经输入滤波电容Cl及滤波电容CVIN滤波后连接至VIN脚以用于芯片内部电路供电；(2)GATE脚，连接至第一MOSFET Ql的栅极以及恒流取样控制电路3，以控制第一MOSFET Ql的开关，并用于调节输出电流脉宽；(3)GND脚，芯片基准地；(4)CS脚，经第二采样电阻RCS2连接至第一MOSFET Ql的源极，作为第一 MOSFET Ql峰值电流取样输入脚；(5) ISET脚，连接至输出电流幅值调节电路4，输入外部高频PWM信号，用于调节输出电流幅值；(6)REF脚，连接滤波电容CREF ;(7)FB脚，输出电流设置，与恒流取样控制电路3连接，形成输出电流设置功能；(8) COMP脚，系统环路补偿，连接补偿电容CCMP以及补偿电阻RCMP ； (9) OVP脚，输出电压过压保护输入脚，连接输出过压保护线路2形成过压保护功能；以及(10) DIM脚，为PWM信号输入脚，连接至使能信号源ENA以及输出电流脉宽调节电路5，使能信号源ENA经过第二二极管D2，并结合输出电流脉宽调节电路5调节后的外部低频PWM信号输入至DIM脚以控制输出电流脉宽。输出过压保护线路2连接至直流转直流开关线路I及LED灯串，包含第一分压电阻ROVPl以及第二分压电阻R0VP2，第一分压电阻ROVPl以及第二分压电阻R0VP2连接至PWM控制芯片Ul的OVP脚，藉此提供取样信号，实现二极管连接检测及输出过压保护功能。恒流取样控制线路3与直流转直流开关线路I及LED灯串相连，并包含辉度控制电阻RDM、辉度控制电容⑶IM、第二 MOSFET Q2以及电流输出电阻RFB，LED灯串与第二MOSFET Q2的漏极连接，第二 MOSFET Q2的源极与电流输出电阻RFB连接，并连接至PWM控制芯片Ul的FB脚，第二 MOSFET Q2的栅极与辉度控制电阻RDM及辉度控制电容⑶頂连接，且辉度控制电阻RDM连接至PWM控制芯片Ul的GATE脚，取样PWM控制芯片Ul的GATE脚的栅信号后，通过辉度控制电阻RDM以及辉度控制电容⑶頂滤波后形成第二 MOSFET Q2的控制信号，第二 MOSFET Q2的控制信号与外部PMW信号原所提供的PMW信号同步，最终实现良好电流线性度功能；另外PWM控制芯片Ul的FB脚通过连接电流输出电阻RFB设置输出电流。输出电流幅值调节电路4用来调节输出电流幅值，并包含电流幅值调节电阻RISET,外部高频PWM信号通过电流幅值调节电阻RISET后输入PWM控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流转直流恒流驱动电路，其特征在于，包括：?一直流转直流开关线路，包含一电流模式脉宽调节(PWM)控制芯片、一升压电感、一升压二极管、一第一金氧半场效晶体管(MOSFET)、一输出电压滤波电容、以及一第一采样电阻，所述升压电感的一端连接至一输入电压源，而另一端与所述第一MOSFET的漏极及所述升压二极管的正极连接，所述升压二极管的负极与所述输出电压滤波电容的一端连接，而所述输出电压滤波电容的另一端与所述第一采样电阻连接，所述第一采样电阻连接至所述第一MOSFET的源极；?一输出过压保护线路，连接至所述直流转直流开关线路及一LED灯串，包含一第一分压电阻以及一第二分压电阻，所述第一分压电阻以及所述第二分压电阻连接至所述PWM控制芯片；?一恒流取样控制电路，与所述直流转直流开关线路及所述LED灯串相连，包含一辉度控制电阻、一辉度控制电容、一第二MOSFET以及一电流输出电阻，所述LED灯串与所述第二MOSFET的漏极连接，所述第二MOSFET的源极与所述电流输出电阻连接，并连接至所述PWM控制芯片，所述第二MOSFET的栅极与所述辉度控制电阻及所述辉度控制电容连接，且所述辉度控制电阻连接至所述PWM控制芯片；?一输出电流幅值调节电路，包含一电流幅值调节电阻，一外部高频PWM信号经所述电流幅值调节电阻后输入所述PWM控制芯片；以及?一输出电流脉宽调节电路，包含一信号输入电阻，一外部低频PWM信号通过信号输入电阻连接所述PWM控制芯片。...

【技术特征摘要】
1.一种直流转直流恒流驱动电路，其特征在于，包括 一直流转直流开关线路，包含一电流模式脉宽调节(PWM)控制芯片、一升压电感、一升压二极管、一第一金氧半场效晶体管(MOSFET)、一输出电压滤波电容、以及一第一采样电阻，所述升压电感的一端连接至一输入电压源，而另一端与所述第一 MOSFET的漏极及所述升压二极管的正极连接，所述升压二极管的负极与所述输出电压滤波电容的一端连接，而所述输出电压滤波电容的另一端与所述第一采样电阻连接，所述第一采样电阻连接至所述第一 MOSFET的源极； 一输出过压保护线路，连接至所述直流转直流开关线路及一 LED灯串，包含一第一分压电阻以及一第二分压电阻，所述第一分压电阻以及所述第二分压电阻连接至所述PWM控制芯片； 一恒流取样控制电路，与所述直流转直流开关线路及所述LED灯串相连，包含一辉度控制电阻、一辉度控制电容、一第二 MOSFET以及一电流输出电阻，所述LED灯串与所述第二MOSFET的漏极连接，所述第二 MOSFET的源极与所述电流输出电阻连接，并连接至所述PWM控制芯片，所述第二 MOSFET的栅极与所述辉度控制电阻及所述辉度控制电容连接，且所述辉度控制电阻连接至所述PWM控制芯片； 一输出电流幅值调节电路，包含一电流幅值调节电阻，一外部高频PWM信号经所述电流幅值调节电阻后输入所述PWM控制芯片；以及 一输出电流脉宽调节电路，包含一信号输入电阻，一外部低频PWM信号通过信号输入电阻连接所述PWM控制芯片。2.如权利要求1所述的直流转直流恒流驱动电路，其特征在于 所述PWM控制芯片包含 一 VIN脚，经一输入滤波电容及一滤波电容滤波后连接至所述VIN脚以用于所述PWM控制芯片内部电路供电； 一 GATE脚，连接至所述第一 MOSFET的栅极以及所述恒流取样控制电路，以控制所述第一 MOSFET的开关，并用于调节输出电流脉宽； 一 GND脚，芯片基准地； 一 CS脚，经一第二采样电阻连接至所述第一 MOSFET的源极，作为 所述第一 MOSFET峰值电流取样输入脚； 一 ISET脚，连接至所述输出电流幅值调节电路，输入所述高频PWM信号； 一 REF脚，连接一滤波电容； 一 FB脚，与所述恒流取样控制电路连接； 一 COMP脚，连接一补偿电容以及一补偿电阻； 一 OVP脚，连接所述输出过压保护线路的第一分压电阻以及所述第二分压电阻；以及一 DIM脚，连接至一使能信号源以及所述输出电流脉宽调节电路，所述使能信号源经一第二二极管，并结合所述输出电流脉宽调节电路调节后的外部低频PWM信号输入至所述DIM 脚。3.如权利要求2所述的直流转直流恒流驱动电路，进一步包含一负载异常保护线路，所述负载异常保护线路连接于所述PWM控制芯片的所述FB脚及所述OVP脚，包含一第三二极管、一短路保护电阻、一短路保护电容以及一第三M0SFET，所述第三MOSFET的漏极与所述OVP脚连接，所述第三MOSFET的栅极经所述短路保护电容、所述短路保护电阻以及所述第三二极管与所述FB脚连接，当负载正负端短路时，所述电流输出电阻上电压迅速上升，采样上述电压信号后，通过所述短路保护电阻及所述短路保护电容将所取得的信号滤波并驱动所述第三M0SFET，当所述第三MOSFET动作，从而拉低OVP电平，所述PWM控制芯片立即关闭所述关闭Gate脚。4.如权利要求1所述的直流转直流恒流驱动电路，其特征在于 所述LED灯串分别为一多串LED负载或一单串LED负载。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昌山，周俊，袁明海，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：实用新型
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