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CN116742945A - 高精度恒流控制电路、开关电源和照明设备 - Google Patents

高精度恒流控制电路、开关电源和照明设备 Download PDF

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CN116742945A
CN116742945A CN202310646985.4A CN202310646985A CN116742945A CN 116742945 A CN116742945 A CN 116742945A CN 202310646985 A CN202310646985 A CN 202310646985A CN 116742945 A CN116742945 A CN 116742945A
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CN
China
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current
circuit
power supply
input end
voltage
Prior art date
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Application number
CN202310646985.4A
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Inventor
黄宇
朱小安
邵宇
梁育
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Shenzhen Core Semiconductor Co ltd
Guangzhou Institute of Technology of Xidian University
Original Assignee
Shenzhen Core Semiconductor Co ltd
Guangzhou Institute of Technology of Xidian University
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Publication date
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Abstract

本发明公开一种高精度恒流控制电路、开关电源和照明设备，其中，所述高精度恒流控制电路包括：误差采样电路，其第一输入端与所述开关管的输出端连接，其第二输入端用于接入第一基准电源，用于采集流经所述电感的平均电流，并根据所述平均电流与所述第一基准电源之间的偏差，输出对应的误差检测信号；关断时长调制电路，用于根据所述误差检测信号调节所述开关管在每一工作周期内的关断时长，以将流经所述电感的平均电流值调节至预设电流值；本发明技术方案旨在解决当开关电源受到输入输出电压的影响，使得输出电流产生波动，导致开关电源的恒流精度较差的问题。

Description

高精度恒流控制电路、开关电源和照明设备
技术领域
本发明涉及恒流调光技术领域，特别涉及一种高精度恒流控制电路、开关电源和照明设备。
背景技术
目前，开关电源的输入电压通常由交流电网、蓄电池等进行供电，这些电源往往是不纯净的，这就使得开关电源接入的电压会由于供电电源的波动发生很大的变化，使得开关电源的输出电压受到影响，此外，当负载LED发生变化或者系统内部发生扰动时，系统输出电压也会发生相应的变化，不会始终保持恒定，进而使输出电流产生波动，导致开关电源的恒流精度较差。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种高精度恒流控制电路、开关电源和照明设备，旨在解决当开关电源受到输入输出电压的影响，使得输出电流产生波动，导致开关电源的恒流精度较差的问题。
为实现上述目的，本发明提出的高精度恒流控制电路，应用于开关电源，所述开关电源包括电感、开关管及驱动模块，所述电感、开关管依次串联设置于直流电源与地之间，所述驱动模块与所述开关管的受控端连接，所述高精度恒流控制电路包括：
误差采样电路，其第一输入端与所述开关管的输出端连接，其第二输入端用于接入第一基准电源，用于采集流经所述电感的平均电流，并根据所述平均电流与所述第一基准电源之间的偏差，输出对应的误差检测信号；
关断时长调制电路，其第一输入端与所述开关管的输出端连接，其第三输入端与所述误差采样电路的输出端连接，其输出端用于与所述驱动模块连接，所述关断时长调制电路用于根据所述误差检测信号调节所述开关管在每一工作周期内的关断时长，以将流经所述电感的平均电流值调节至预设电流值。
可选地，所述关断时长调制电路包括：
电压-电流转换电路，其输入端与所述误差采样电路的输出端连接，用于将接入的误差检测信号进行电压-电流处理，输出对应的误差电流；
调节电路，其第一输入端与所述电压-电流转换电路的输出端连接，其第二输入端用于接入导通控制信号，所述调节电路用于在接收到所述导通控制信号时对储存的电能进行泄放，以及在未接收到所述导通控制信号时，根据所述误差电流进行充电；
比较器，其正相输入端用于接入第一基准电压，其负相输入端与所述调节电路电连接，所述比较器还用于在检测到所述调节电路的端电压达到第以基准电压时，输出导通触发信号至所述驱动模块。
可选地，所述关断时长调制电路包括：
电流镜，所述电流镜与所述电压-电流转换电路的输出端电连接，用于将所述误差电流进行镜像处理，输出对应的镜像电流；
第一电容，串联于所述比较器的负相输出端与地之间，用于在接收到所述误差电流时将电能储存，以及在未接收到所述镜像电流时将电能泄放；
充放电控制电路，所述充放电控制电路分别与所述电流镜、所述第一电容及所述比较器电连接，其受控端用于接入导通控制信号，所述充放电控制电路还用于在接收到所述导通控制信号时，控制所述第一电容进行放电，并将所述比较器的负相输入端接地，以及，在未接收到所述导通控制信号时，控制所述第一电容充电。
可选地，所述调节电路包括第一MOS管及第二MOS管；
所述第一MOS管的漏极与所述电流镜的输出端连接，所述第一MOS管的栅极用于接入所述导通控制信号，并与所述第二MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二MOS管的源极、所述第一电容的第一端及所述比较器的负相输入端连接；所述第二MOS管的源极接地。
可选地，所述第一基准电源具体包括第二基准电压，所述误差采样电路包括：
电流采样电阻，所述电流采样电阻串联于所述开关管的输出端与地之间，用于输出对应的采样电压；
数字低通滤波器，其第一输入端与所述电流采样电阻电连接，所述数字低通滤波器的第二端用于接入所述第二基准电压，其输出端与所述关断时长调制电路的输入端连接，所述低通滤波器用于将所述采样电压与所述第二基准电压进行比较，输出对应的误差检测信号。
可选地，所述误差检测信号具体为误差电压，所述数字低通滤波器包括：
调制器，其第一输入端与所述电流采样电阻电连接，其第二输入端用于接入所述第二基准电压，所述调制器还用于对所述第二基准电压及所述采样电压进行信号处理，输出对应的误差数字信号；
计数器，其输入端与所述调制器的输出端连接，所述计数器用于对接收到的误差数字信号进行计数，输出对应的计数误差数字信号；
数模转换模块，其输入端与所述计数器的输出端连接，其输出端与所述关断时长调制电路的输入端连接，用于对接入的所述计数误差数字信号进行数模转换处理，输出对应的模拟电压值的误差检测信号。
可选地，所述高精度恒流控制电路还包括：
基准电压调制电路，所述基准电压调制电路的输入端用于接入恒压源，所述基准电压调制电路的受控端用于接入电压调节控制信号，所述基准电压调制电路的输出端与所述误差采样电路的第二输入端连接，所述基准电压调制电路用于根据接收到的所述电压调节控制信号对所述第一基准电源进行信号处理，以输出对应电压值的第一基准电源。
可选地，所述高精度恒流控制电路还包括：
电流峰值控制电路，其第一输入端与所述开关管的输出端连接，其第二输入端用于接入第二基准电源，其输出端与所述驱动模块电连接，所述电流峰值控制电路还用于采集流经所述电感的电流，并在流经所述电感的电流大于所述第二基准电源所表征的电流值时，输出关断控制信号。
本发明还提出一种开关电源，所述开关电源包括BUCK电路及上述的高精度恒流控制电路；
所述BUCK电路用于接入交流电，所述BUCK电路与所述高精度恒流控制电路电连接；用于在所述高精度恒流控制电路的控制下输出稳定的恒流源。
本发明还提出一种照明设备，包括LED及上述的开关电源。
本发明技术方案通过设置关断时长调制电路，在开关电源的输出电压发生变化时，根据接收到的误差检测信号，输出对应的关断时长调节信号，经驱动模块控制开关管在本工作周期及之后的工作周期内的关断时长，通过调节所述死区时长，保持输出电压与死区时长的乘积始终保持不变，以使电感电流峰谷差保持恒定，从而保持流经电感的平均电流不变，也即保持开关电源的输出电流恒定，因此避免了开关电源因输出电压波动，使得输出电流产生波动，导致开关电源的恒流精度较差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明高精度恒流控制电路一实施例的结构示意图；
图2为本发明高精度恒流控制电路另一实施例的结构示意图；
图3为本发明高精度恒流控制电路又一实施例的结构示意图；
图4为本发明高精度恒流控制电路再一实施例的结构示意图；
图5为本发明高精度恒流控制电路另又一实施例的结构示意图；
图6为本发明高精度恒流控制电路再又一实施例的结构示意图；
图7为本发明高精度恒流控制电路的电流波形图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种高精度恒流控制电路，应用于开关电源。
参照图1，在一实施例中，所述开关电源包括电感、开关管及驱动模块，所述电感、开关管依次串联设置于直流电源与地之间，所述驱动模块与所述开关管M的受控端连接，所述高精度恒流控制电路包括：
误差采样电路100，其第一输入端与所述开关管M的输出端连接，其第二输入端用于接入第一基准电源，并根据所述平均电流与所述第一基准电源之间的偏差，输出对应的误差检测信号；
关断时长调制电路200，其第一输入端与所述开关管M的输出端连接，其第三输入端与所述误差采样电路100的输出端连接，其输出端用于与所述驱动模块连接，所述关断时长调制电路200还用于根据所述误差检测信号调节所述开关管M在每一工作周期内的关断时长，以将流经所述电感的平均电流值调节至预设电流值。
可以理解的是，现有的开关电源在正常工作时，会根据用电设备的需求对接入的直流电进行PWM斩波，通过调节PWM信号的占空比，调节输出的电流大小。所述开关电源的输出电流，可以根据公式(Iaverage为流经电感的平均电流，也即所述开关电源实际的输出电流，Ipk为流经电感的电流峰值，ΔIL为电感电流的峰谷差)得知，在电流峰值Ipk固定时，当电感电流峰谷差ΔIL保持稳定，从而使得开关电源的输出电流Iaverage恒定。其中，在开关电源内部设置有峰值电流控制电路，在开关电源正常工作时，一旦检测到流经电感的电流达到预设峰值，就会控制所述开关管M关断，控制流经电感的电流停止上升，因此，其流经电感的电流峰值始终为定值，也即Ipk为定值，综上可知，流经电感的平均电流只与电感电流峰谷差ΔIL有关。
其中，电感电流峰谷差ΔIL可以根据公式(VIN为开关电源的输入电压，VOUT为开关电源的输出电压，L为电感的电感值，TON为导通时间，TOFF为关断时间)得出，当输入电压与输出电压稳定时，固定导通时间或关断时间，可以很好地使电感电流峰谷差ΔIL恒定，进而保持开关电源的输出电流Iaverage恒定。
在本实施例中，误差采样电路100包括采样和误差检测两个部分，采样可以采用电流采样电阻，误差检测可以采用跨导放大器120、比较器230或其他运算放大器件，误差采样电路100通过对开关管M的导通时段的电流进行采集并进行积分处理，获得本工作周期的导通时段的平均电流，如图7所示，开关电源在工作与CCM模式下时，其导通时段内的平均电流与关断时段内的平均电流相同，因此通过获得本工作周期的导通时段的平均电流，就可以得到本工作周期的平均电流，从而根据第一基准电源获得对应的误差值，输出表征此误差值的误差检测信号；关断时长调制电路200可以是由多个MOS管、电容等器件组成的复合电路。
需要说明的是，开关电源的输入电压通常由交流电网、蓄电池等进行供电，这些电源往往是不纯净的，这就使得开关电源接入的电压会由于供电电源的波动发生很大的变化，使得开关电源的输出电压受到影响，此外，当负载LED发生变化或者系统内部发生扰动时，系统输出电压也会发生相应的变化，根据当开关电源的输出电压发生变化，若开关管M的关断时间TOFF保持恒定，就会使得电感电流峰谷差ΔIL收到影响发生改变，在Ipk为定值的前提下，由于/>使得开关电源的输出电流Iaverage受到影响。
为了防止开关电源的输出电流因开关电源的输出电压VOUT发生变化而波动，需要在输出电压VOUT改变时，对开关管M的关断时间TOFF进行适应性调整，基于此，本发明设置了关断时长调制电路200，在开关电源的输出电压VOUT发生变化时，根据接收到的误差检测信号，输出对应的关断时长调节信号，经驱动模块控制开关管M在本工作周期及之后的工作周期内的关断时长。从而通过调节所述关断时长，保持VOUT与TOFF的乘积始终保持不变，使得电感电流峰谷差ΔIL保持恒定，进而保持流经电感的平均电流Iaverage不变，也即实现了保持开关电源的输出电流恒定。因此，通过关断时长调制电路200调节开关管M的关断时长，能够避免开关电源因输出电压波动，使得输出电流产生波动，导致开关电源的恒流精度较差的问题。
恒流电路在正常工作时，通过误差采样电路100对导通时段内流经电流的平均电流进行采集，若因供电电源发生波动，或因负载器件内阻突变，引起输出电压的波动，误差采样电路100检测到导通时段内的平均电流也会发生改变，输出对应的误差检测信号至关断时间控制电路200。所述关断时长调制电路200根据所述误差检测信号确定所述导通时间内的平均电流与第一基准电源的误差，从而根据所述误差输出对应的关断时长调节信号，以通过调节开关管M的关断时长来保持VOUT与TOFF的乘积不变。
例如，关断时长调制电路200在根据所述误差检测信号确定平均电流偏大时，说明此时输出电压VOUT因波动而减小，所述关断时长调制电路200输出表征关断时长延长的关断时长调节信号至驱动电路，以使驱动电路增大所述开关管M在每一工作周期内的关断时长TOFF，以保持输出电压VOUT与关断时长TOFF的乘积不变，将输出电流减小。同理，在根据所述误差检测信号确定流经电感的平均电流偏小时，所述关断时长调制电路200输出表征关断时长缩短的关断时长调节信号至驱动电路，以使驱动电路减小所述开关管M在每一工作周期内的关断时长TOFF，以保持输出电压VOUT与关断时长TOFF的乘积不变，将输出电流增大。通过固定VOUT与TOFF的乘积，从而固定了ΔIL，提高了电流精度。
本发明通过设置关断时长调制电路200，在开关电源的输出电压VOUT发生变化时，根据接收到的误差检测信号，输出对应的关断时长调节信号，经驱动模块控制开关管M在本工作周期及之后的工作周期内的关断时长，通过调节所述死区时长，保持VOUT与TOFF的乘积始终保持不变，从而通过使电感电流峰谷差ΔIL保持恒定，保持流经电感的平均电流Iaverape不变，也即保持开关电源的输出电流恒定，因此避免了开关电源因输出电压波动，使得输出电流产生波动，导致开关电源的恒流精度较差的问题。
参照图1至图2，在一实施例中，所述关断时长调制电路200包括：
电压-电流转换电路210，其输入端与所述误差采样电路100的输出端连接，用于将接入的误差检测信号进行电压-电流处理，输出对应的误差电流；
调节电路220，其第一输入端与所述电压-电流转换电路210的输出端连接，其第二输入端用于接入导通控制信号，所述调节电路220用于在接收到所述导通控制信号时对储存的电能进行泄放，以及在未接收到所述导通控制信号时，根据所述误差电流进行充电；
比较器230，其正相输入端用于接入第一基准电压，其负相输入端与所述第一电容电连接，所述比较器230还用于在检测到所述调节电路220的端电压达到第以基准电压时，输出导通触发信号至所述驱动模块。
在本实施例中，在开关电源正常工作时，误差采样电路100输出的误差检测信号会输入到电压-电流转换电路210中，由于所述误差检测信号为电压信号，因此通过电压-电流转换电路210进行电压-电流转换后，能够输出对应的误差电流作为调节电路220的充电电流，所述误差电流的电流值与误差检测信号所表征的误差正相关，误差检测信号所表征的误差的大小会自动调整误差电流的大小。
在调节电路220接收到导通控制信号时，说明此时开关管M处于导通时段，此时调节电路220对储存的电能进行泄放，并控制所述比较器230的负相输入端接地，使比较器230的负相输入端的端电压始终低于比较器230的正相输入端的端电压，输出1，需要说明的是，比较器230只有在输出为0其信号输出才有效，就是说，在比较器230输出为1时，不会对开关管M的当前工作状态造成任何影响。
在调节电路220停止接收到导通控制信号时，说明此时开关管M开始进入关断时段，并开始将接收到的误差电流进行储能，此过程中比较器230的负相输入端的端电压低于比较器230的正相输入端的端电压，仍输出为1，使开关管M保持关断状态，直至调节电路220输出的电压值重新达到第一基准电压，比较器230的负相输入端的端电压达到比较器230的正相输入端的端电压，输出表征导通触发信号的0信号，触发功率管重新导通，完成一个周期对功率管的控制。
参照图1至图6，在一实施例中，所述调节电路220包括：
电流镜，所述电流镜与所述电压-电流转换电路210的输出端电连接，用于将所述误差电流进行镜像处理，输出对应的镜像电流；
第一电容，串联于所述比较器230的负相输出端与地之间，用于在接收到所述镜像电流时将电能储存，以及在未接收到所述镜像电流时将电能泄放；
充放电控制电路，所述充放电控制电路分别与所述电流镜、所述第一电容及所述比较器230电连接，其受控端用于接入导通控制信号，所述充放电控制电路还用于在接收到所述导通控制信号时，控制所述第一电容进行放电，并将所述比较器230的负相输入端接地，以及，在未接收到所述导通控制信号时，控制所述第一电容充电。
在本实施例中，在开关电源正常工作时，电压-电流转换电路210输出的误差电流被电流镜接收，通过电流镜进行镜像处理，按照研发人员在设计时的需求，将误差电流1：N等比例复制，其中N为不为0的正数。电流镜将镜像后的误差电流作为充电电流输出。
在开关管M处于导通时段时，充放电控制电路接收到导通控制信号，此时充放电控制电路断开电流镜的输出端与第一电容之间的连接，并将所述比较器230的负相输入端接地，比较器230的负相输入端的端电压始终低于比较器230的正相输入端的端电压，输出1，在开关管M开始进入关断时段时，充放电控制电路停止接收到导通控制信号，将电流镜的输出端与第一电容接通，使得第一电容开始将接收到的镜像电流进行储能，直至第一电容的电压值重新达到第一基准电压，比较器230的负相输入端的端电压达到比较器230的正相输入端的端电压，输出表征导通触发信号的0信号，触发功率管重新导通，完成一个周期对功率管的控制。
参照图1至图6，在一实施例中，所述调节电路220包括第一MOS管Q1及第二MOS管Q2；
所述第一MOS管Q1的漏极与所述电流镜的输出端连接，所述第一MOS管Q1的栅极用于接入所述导通控制信号，并与所述第二MOS管Q2的栅极连接，所述第一MOS管Q1的源极分别与所述第二MOS管Q2的源极、所述第一电容C1的第一端及所述比较器230的负相输入端连接；所述第二MOS管Q2的源极接地。
在本实施例中，第一MOS管Q1为PMOS管，第二MOS管Q2为NMOS管。
在开关管M处于导通时段时，第一MOS管Q1的栅极及第二MOS管Q2的栅极接收到高电平的导通控制信号，此时第一MOS管Q1关断，第二MOS管Q2导通，使电流镜的输出端与第一电容断开，并将所述比较器230的负相输入端接地。在开关管M开始进入关断时段时，第一MOS管Q1的栅极及第二MOS管Q2的栅极接收到低电平，此时第一MOS管Q1导通，第二MOS管关断，将电流镜的输出端与第一电容C1接通，所述比较器230的负相输入端与地断开。
需要说明的是，在开关电源应用于恒流调光时，若输出电压出现波动会使LED出现很明显的闪烁，这种现象称为频闪。现有的技术方案通常采用RC滤波电路对电压波动进行滤除，但是由于开关电源在接入交流电源时，交流电网产生的纹波干扰频率一般很低，从几个Hz到十几个Hz，因此普通的滤波器并不能很好地将干扰信号进行滤波，使得电路输出的电流仍存在频闪问题。
参照图1至图3，在一实施例中，所述第一基准电源具体包括第二基准电压，所述误差采样电路100包括：
电流采样电阻，所述电流采样电阻串联于所述开关管M的输出端与地之间，用于输出对应的采样电压；
数字低通滤波器110，其第一输入端与所述电流采样电阻电连接，所述数字低通滤波器110的第二端用于接入所述第二基准电压，其输出端与所述关断时长调制电路200的输入端连接，所述低通滤波器用于将所述采样电压与所述第二基准电压进行比较，输出对应的误差检测信号。
在本实施例中，所述数字低通滤波器110的滤波频段为50hz以下，能够很好地将交流电网携带的低频干扰滤除。
具体地，在开关管M导通时，流经电感的电流经开关管M输出至电流采样电阻，电流采样电阻将接收到的电流转换为采样电压输出。所述数字低通滤波器110将接收到的采样电压进行低通滤波处理后进行积分，获得平均电流对应的电压信号，并将所述电压信号与第二基准电压进行比较，获得两者的误差电压，作为对应的误差检测信号输出至关断时长调制电路200。
参照图1至图4，在一实施例中，所述误差检测信号具体为误差电压，所述数字低通滤波器110包括：
调制器111，其第一输入端与所述电流采样电阻电连接，其第二输入端用于接入所述第二基准电压，所述调制器111还用于对所述第二基准电压及所述采样电压进行信号处理，输出对应的误差数字信号；
计数器112，其输入端与所述调制器111的输出端连接，所述计数器112用于对接收到的误差数字信号进行计数，输出对应的计数误差数字信号；
数模转换模块113，其输入端与所述计数器112的输出端连接，其输出端与所述关断时长调制电路200的输入端连接，用于对接入的所述计数误差数字信号进行数模转换处理，输出对应的模拟电压值的误差检测信号。
在本实施例中，调制器111将采样信号Vcs和第二基准电压进行信号处理，得到PDM码(脉冲密度调制)，计数器将多次采样的PDM码进行计数，取平均值为本次有效值，最后将计数器112的值通过数模转换模块113进行数模转换处理，转换成以模拟误差电压表示的误差检测信号，数字低通滤波器110在工作时通过对多次采样取平均值，能够有效克服偶然因素引起的波动干扰，实现对温度、液位等变化缓慢的被测参数的滤波功能，从而能够使得输出电流不受输入工频纹波和PWM信号纹波的影响，解决了频闪问题，提高了恒流精度。
参照图1至图4，在一实施例中，所述高精度恒流控制电路还包括：
基准电压调制电路300，所述基准电压调制电路300的输入端用于接入恒压源，所述基准电压调制电路300的受控端用于接入电压调节控制信号，所述基准电压调制电路300的输出端与所述误差采样电路100的第二输入端连接，所述基准电压调制电路300用于根据接收到的所述电压调节控制信号对所述恒压源进行信号处理，以输出对应电压值的第一基准电源。
在本实施例中，所述基准电压调制电路300可以包括开关管、功率管等开关器件。
在通过按键等交互组件对开关电源的输出电压进行控制时，基准电压调制电路300会接收到对应的电压调节信号，通过对所述恒压源进行PWM斩波处理，根据电压调节信号所表征的不同占空比，将恒压源处理为不同电压值的第一基准电压输出。
参照图1至图5，在一实施例中，所述高精度恒流控制电路还包括：
电流峰值控制电路400，其第一输入端与所述开关管M的输出端连接，其第二输入端用于接入第二基准电源，其输出端与所述驱动模块电连接，所述电流峰值控制电路400还用于采集流经所述电感的电流，并在流经所述电感的电流大于所述第二基准电源所表征的电流值时，输出关断控制信号。
在本实施例中，电流峰值控制电路400可以为比较器230，也可以为差分电路的等具有比较功能的电路。
在开关电源正常工作时，若开关管M处于导通时段，电感电流线性上升，电流峰值控制电路400开始采集到流经所述电感的电流，一旦检测到流经电感的电流达到预设峰值，就会控制所述开关管M关断，控制流经电感的电流停止上升，因此，其流经电感的电流峰值始终为定值，也即Ipk为定值。
本发明还提出一种开关电源，包括BUCK电路及上述的高精度恒流控制电路；所述BUCK电路用于接入交流电，所述BUCK电路与所述高精度恒流控制电路电连接；用于在所述高精度恒流控制电路的控制下输出稳定的恒流源。该高精度恒流控制电路的具体结构参照上述实施例，由于本开关电源采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种照明设备，包括LED及上述的开关电源。该开关电源的具体结构参照上述实施例，由于本照明设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高精度恒流控制电路，应用于开关电源，其特征在于，所述开关电源包括电感、开关管及驱动模块，所述电感、开关管依次串联设置于直流电源与地之间，所述驱动模块与所述开关管的受控端连接，所述高精度恒流控制电路包括：
误差采样电路，其第一输入端与所述开关管的输出端连接，其第二输入端用于接入第一基准电源，用于采集流经所述电感的平均电流，并根据所述平均电流与所述第一基准电源之间的偏差，输出对应的误差检测信号；
关断时长调制电路，其第一输入端与所述开关管的输出端连接，其第三输入端与所述误差采样电路的输出端连接，其输出端用于与所述驱动模块连接，所述关断时长调制电路用于根据所述误差检测信号调节所述开关管在每一工作周期内的关断时长，以将流经所述电感的平均电流值调节至预设电流值。
2.如权利要求1所述的高精度恒流控制电路，其特征在于，所述关断时长调制电路包括：
电压-电流转换电路，其输入端与所述误差采样电路的输出端连接，用于将接入的误差检测信号进行电压-电流处理，输出对应的误差电流；
调节电路，其第一输入端与所述电压-电流转换电路的输出端连接，其第二输入端用于接入导通控制信号，所述调节电路用于在接收到所述导通控制信号时对储存的电能进行泄放，以及在未接收到所述导通控制信号时，根据所述误差电流进行充电；
比较器，其正相输入端用于接入第一基准电压，其负相输入端与所述调节电路电连接，所述比较器还用于在检测到所述调节电路的端电压达到第以基准电压时，输出导通触发信号至所述驱动模块。
3.如权利要求2所述的高精度恒流控制电路，其特征在于，所述调节电路包括：
电流镜，所述电流镜与所述电压-电流转换电路的输出端电连接，用于将所述误差电流进行镜像处理，输出对应的镜像电流；
第一电容，串联于所述比较器的负相输出端与地之间，用于在接收到所述误差电流时将电能储存，以及在未接收到所述镜像电流时将电能泄放；
充放电控制电路，所述充放电控制电路分别与所述电流镜、所述第一电容及所述比较器电连接，其受控端用于接入导通控制信号，所述充放电控制电路还用于在接收到所述导通控制信号时，控制所述第一电容进行放电，并将所述比较器的负相输入端接地，以及，在未接收到所述导通控制信号时，控制所述第一电容充电。
4.如权利要求3所述的高精度恒流控制电路，其特征在于，所述充放电控制电路包括第一MOS管及第二MOS管；
所述第一MOS管的漏极与所述电流镜的输出端连接，所述第一MOS管的栅极用于接入所述导通控制信号，并与所述第二MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二MOS管的源极、所述第一电容的第一端及所述比较器的负相输入端连接；所述第二MOS管的源极接地。
5.如权利要求1所述的高精度恒流控制电路，其特征在于，所述第一基准电源具体包括第二基准电压，所述误差采样电路包括：
电流采样电阻，所述电流采样电阻串联于所述开关管的输出端与地之间，用于输出对应的采样电压；
数字低通滤波器，其第一输入端与所述电流采样电阻电连接，所述数字低通滤波器的第二端用于接入所述第二基准电压，其输出端与所述关断时长调制电路的输入端连接，所述低通滤波器用于将所述采样电压与所述第二基准电压进行比较，输出对应的误差检测信号。
6.如权利要求5所述的高精度恒流控制电路，其特征在于，所述误差检测信号具体为误差电压，所述数字低通滤波器包括：
调制器，其第一输入端与所述电流采样电阻电连接，其第二输入端用于接入所述第二基准电压，所述调制器还用于对所述第二基准电压及所述采样电压进行信号处理，输出对应的误差数字信号；
计数器，其输入端与所述调制器的输出端连接，所述计数器用于对接收到的误差数字信号进行计数，输出对应的计数误差数字信号；
数模转换模块，其输入端与所述计数器的输出端连接，其输出端与所述关断时长调制电路的输入端连接，用于对接入的所述计数误差数字信号进行数模转换处理，输出对应的模拟电压值的误差检测信号。
7.如权利要求1所述的高精度恒流控制电路，其特征在于，所述高精度恒流控制电路还包括：
基准电压调制电路，所述基准电压调制电路的输入端用于接入恒压源，所述基准电压调制电路的受控端用于接入电压调节控制信号，所述基准电压调制电路的输出端与所述误差采样电路的第二输入端连接，所述基准电压调制电路用于根据接收到的所述电压调节控制信号对所述第一基准电源进行信号处理，以输出对应电压值的第一基准电源。
8.如权利要求1所述的高精度恒流控制电路，其特征在于，所述高精度恒流控制电路还包括：
电流峰值控制电路，其第一输入端与所述开关管的输出端连接，其第二输入端用于接入第二基准电源，其输出端与所述驱动模块电连接，所述电流峰值控制电路还用于采集流经所述电感的电流，并在流经所述电感的电流大于所述第二基准电源所表征的电流值时，输出关断控制信号。
9.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括BUCK电路及如权利要求1-8所述的高精度恒流控制电路；
所述BUCK电路用于接入交流电，所述BUCK电路与所述高精度恒流控制电路电连接；用于在所述高精度恒流控制电路的控制下输出稳定的恒流源。
10.一种照明设备，其特征在于，包括LED及如权利要求9所述的开关电源。
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CN117729666A (zh) * 2023-12-08 2024-03-19 深圳市谐振电子有限公司 一种用于深度调光的电源控制电路及新型开关电源装置

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