如何采用滞环恒流的方式来控制大功率LED驱动电
栏目:高压管接头 发布时间:2020-11-04 21:40
等利益成为另日发扬趋向。然而,要针对分别的行使园地,阔别打算一个特殊的芯片,目前情状是弗成行的。以是,也许使电源与负载互相独立的 提出的电流采样时间用于一种滞环恒流...

  等利益成为另日发扬趋向。然而,要针对分别的行使园地,阔别打算一个特殊的芯片,目前情状是弗成行的。以是,也许使电源与负载互相独立的

  提出的电流采样时间用于一种滞环恒流局限大功率LED驱动电途中,除具有环途局限与过流庇护的效力外,还具有电压抵偿的效力及机闭简便的特征。

  外1中列出了现有的几种电流检测时间并枚举了其优弱点。文献对其举办了周详先容。

  图1是滞环局限电途框图。LED驱动电流的蜕化响应正在Rsense两头的压差蜕化上。滞环电流局限模块内设两个电流阈值Imax和Imin,当电途接上电源时,功率管翻开,电源通过Rsense、负载LED向电感L充电,驱动电流上升。当电流>

  Imax时,局限电途输出低电平闭塞功率开闭管。此时电感通过负载LED、Rsense和肖特基二极管放电,电流消重。当驱动电流

  能够看到,滞环局限电途运用的是串联电阻采样时间。从外1可知,串联电阻时间的功耗很大,同样具有高精度且无损耗的Sensfet宛若更胜一筹。但是,Sensfet时间只可检测功率管翻开时的电流蜕化情状,而无法检测功率管闭断时期的电流蜕化。以是无法正在须要永远对电流举办采样检测的滞环局限电途中运用。同时,因为输入电压较高,串联电阻所花消的功率正在全部电途功率中所占比例也消重了。

  图2是电途采样电途机闭图。Rsense为采样电阻,R1=R2=R;Mp1、Mp2、Mn1、Mn2构成的电压镜和Mp9反应管构成成婚电流源行动电流检测电途。个中Mp1与Mp2互相成婚并被偏置正在饱和区,Mn1与Mn2是两个沟通且极端小的电流源,以包管流过Mp1与Mp2的电流相称从而使其具有相称的VSG。

  因为Vin>

  Vcsn导致I1与I2不相称。采样电流Is即为这个人众余电流,巨细为

  式(1)中,实践流过Rsense的电流为IL+I2.由于I2的巨细低于电感电流的10-4倍,其影响能够疏忽不计。

  图4为实践电途图。Vin与Vcsn为精准采样电阻Rcsn两头电压,输入限制8~40 V;Vcc为芯片内部5 V不变电源。

  正在实践电途中,VA对VB的成婚度直接影响采样精度。图3为简化的小信号模子。

  的渺小值。由式(6)能够看出,当gm1ro2或gm2越大,VA与VB的成婚度越高,电流采样越精准。值得属意的是,式中闪现gm1ro3的平方项,这意味着能够用较小的增益到达高精度。然则,耐压5 V的低压管无法正在高输入电压下平常作事,电途中务必运用大批耐压40 V的高压管。然而高压管的增益与等效输出电阻很低,无法餍足电流采样电途的精度恳求。

  为使低压管能正在高压输入中也平常作事,电压镜采用了崎岖压器件混用的共源共栅机闭。Mp1、Mp2、Mn1和Mn2为低压管;Mp3、Mp4、Mn3和Mn4为高压管。一方面,高压管行动共源共栅器件增大了输出电阻;另一方面,它经受了大个人压降,以庇护低压管不被击穿。但是,共源共栅机闭带来另一个题目。串联电阻R2令Mp2和Mp4之间的次顶点更逼近原点,使编制变得不不变。为消逝该顶点带来的影响,正在共源共栅机闭的输出端列入抵偿电阻R5和电容C,引入一个零点并使主顶点更低。

  高压管Mp5~Mp10为成婚电流源的输出级,闭键起远离缓冲的效率,电流镜机闭避免了增添新的顶点。分流机闭Mp7、Mp8将Mp5永远偏置正在饱和区,从而答允流过Mp9与Mp10的电流最低降至0 A,使电途正在空载时能够输出地电压,为芯片的进一步打算供应了简单。

  高压管Mp11、Mp12、Mn7与R4组成了电压抵偿电途。正在前述的作事道理中,电途通过将电流局部正在阈值Imax和Imin间周期蜕化到达恒流局限的主意。个中电源向电感的充、放电进程中,充电速度与输入电压成正比,放电速度和芯片的延迟则与输入电压无闭。这一不同导致了正在输入电压蜕化时,电流会因正在固定的延迟时候中具有分别的上升斜率和沟通的消重斜率,使实践电流峰值Imax升高,影响均匀电流值。该抵偿电途通过将与输入电压成正比的电压Vb2转换为与输入电压成正比的电流Ic,使流过R3的采样电流Isense对输入电压具有正干系性,从而正在输入电压升高季候电流阈值Imax、Imin消重,抵消因电流上升斜率抬高对均匀电流带来的影响。

  为验证文中提出的电流采样电途的效力,连接滞环局限电途及外部负载正在Cadence中举办了仿线 V时采样电流、电压与负载电流的干系。由图可睹,采样电流与采样电压随负载电流同相周期性蜕化,周期约为1.2μs.

  过程测试,当负载电流从0.4 A蜕化至1 A时,电途采样精度最低为99.78%,理念的作事电流为0.6~0.8 A,精度高达99.96%.

  外2为分别输入电压下负载电流的峰-峰值。由外中数据策画,正在输入电压由15V蜕化至35V的进程中,负载电流的最大差错仅为0.81%.

  图6为外接电流源正在0~1.2 A之间跳变时采样电途输出电压的波形。图中输出电压限制为0~5 V,为整颗芯片打算过流庇护、开途庇护等其他电途供应了简单。

  打算了一款合用于滞环局限机闭的电流采样电途。运用成婚电流源时间以很少的器件数目和简便的机闭,实行了耐高压高精度的主意。端到端的输出电压限制,则使整颗芯片中其他电途的简化成为大概。电途中运用的电压抵偿时间,使负载电流与输人电压的干系性大大消重。

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