滞流控制实现LED恒流驱动

带隙电压基准上。 由M7 - M8 、M6 - M9 组成的级联电流镜将偏置电流I1 镜像到M8 - M9 - R5 所在支路，所以Compara2tor 模块的一个输入端电压V n 保持一定，另一输入端电压V p 将跟随检测电压V cs变化。 当比较器输出V out为高电平(开关管导通) 时，B 点电压为VBL 即下限阈值检测电压V CSMIN ,当V cs下降到此阈值时，由M6~M11 组成的对称电路结构使流过R5 、R6的电流相等，此时V n = V p . 若V cs V CSMIN ,即V p V n ,比较器翻转，输出V out为低电平。 当V out变至低电平后，M2 截止，B 点电压将变为V BH , V BH即是上限阈值电压V CSMAX ,流过L ED 的平均驱动电流是

由B 点平均电压设定：

滞环电流范围：

上式决定了驱动电流的纹波大小。

3 仿真结果分析

文中电路采用0. 5μm 5V/ 18V/ 40V CDMOS工艺，用Hspice Z - 2007. 03 进行仿真。 在脉冲宽度为200μs、周期为300μs 的DIM 信号和V in = 12V(典型值) 的共同作用下，仿真结果如图6 所示。

图6 Vin = 12V 时的电路仿真

分别在V in = 2. 5V , V in = 28V 的情况下，再次对L ED 驱动电流进行仿真，三次仿真数据结果分别如表1 所示。

表1 三种输入电压情况下的驱动电流

在V in = 12V 时，对LED 驱动电流进行温度特性仿真，三次仿真波形结果分别如表2 所示。 可以看出，芯片的温度特性较好。

表2 Vin = 12V 情况下三种环境温度下的驱动电流

由于系统的固定延时τ对电流的纹波存在影响，实际的驱动电流峰值是IMAX +τoff di/ dt , 电流谷值是IMIN - τon di/ dt ,τoff 为从驱动电流大于设定值到功率开关关闭的系统延时，τon 为从驱动电流小于设定值到功率开关导通的系统延时， di/ dt 是电感电流变化率。 则电感若取较大值，对驱动电流平均值影响不大，但可以减小电流纹波， 反之， 这是以增加外部电感体积为代价的。

电路可达很高的效率， 一方面检测电阻中的功耗

会导致电源功率耗散，但本设计中RSENSE = 0. 5Ω，则PRSENSE 相当小，另一方面，系统效率定义为LED 消耗的功率与电源提供的功率之比， 即η = PLED/ PPOWER. 其中， PPOWER =V in3 Ivin , PLED = V LED*

,从仿真可知， Ivin 的平均值远远小于

, 所以系统的效率可以达到非常高。

4 结束语

文中设计了一款适用于降压型L ED 恒流驱动芯片的滞环控制电路。 采用高边电流检测方案，运用滞环电流控制方法对驱动电流进行滞环控制，从而获得恒定的平均驱动电流，通过调节外部检测电阻，可调节恒定L ED 驱动电流。 芯片采用015μm 5V/18V/ 40V CDMOS 工艺，电源电压范围为4. 5V~28V ,可为L ED 提供约恒定的350mA 驱动电流，温度特性- 40 ℃~125 ℃，可达到相当高的效率。 当V in从4. 5V 变化到28V 时，平均驱动电流变化22mA ,最大恒流精度为6. 2 %.