一種基於OTA的降壓型LED恆流電路

2021-01-13 電子產品世界

摘要：設計了一種LED恆流驅動電路，晶片內部電路由誤差放大模塊和PWM波形產生模塊組成，外部電路為一個BUCK型恆流電路。誤差放大模塊中採用了一個跨導放大器，將採樣電壓與基準電壓做比較，產生誤差電流，反饋電容作為跨導放大器的負載，產生了誤差電壓信號。誤差信號與鋸齒波相比較產生PWM信號，控制外部BUCK電路的開關管對LED電流進行平衡。採用CSMC 0．5μm的標準CMOS工藝庫進行電路仿真，結果表明本電路電流平衡的穩定度較高，滿足中小功率的LED串並聯的驅動。
關鍵詞：LED驅動；跨導放大器；降壓；恆流

近年來，白光LED光源以其長壽命、高亮度、低功耗等諸多優點，迅速的佔領了廣場、辦公、路燈、醫療等各個領域的照明市場。LED光源就是半導體發光材料技術高速發展及綠色照明逐漸深入人心的產物。
半導體發光材料的光強度與通過它的電流呈線性關係，傳統的LED驅動是用恆壓驅動的方式，由於流過半導體的電流與加在上面的電壓呈指數關係，所以即便是恆壓驅動，當負載由於溫度或者其他原因變化的時候，其上面的電流變動很大，嚴重的影響LED的發光亮度。
現行市場上流行的LED恆流驅動是通過上面改進而來，是由一個恆壓源供多個恆流源，每個恆流源單獨給每路的LED供電，如果其中一路LED故障，並不會影響其他路LED的工作，但是成本很高。還有就是恆流LED串聯應用電路，但是如果其中某個LED故障，就會影響整個電路的工作。
本文設計的這種LED驅動電路，是工作在恆流驅動模式下的，此路的恆流電流可以驅動一個LED串聯電路，多個驅動電路並聯，就可以靈活的組成各種LED串並聯電路，而且流過LED的電流可以通過外部採樣電阻來調節，實現每一路電流都不相同的應用。

1 基於OTA的恆流電路原理分析
1．1 整體電路架構
恆流電路晶片內部由誤差放大模塊和PWM產生模塊組成，外部是一個BUCK型的恆流驅動電路，如圖1所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/168269.htm


誤差放大模塊將Rs上的採樣電壓VSEN反饋回晶片內部，誤差放大器將VSEN電壓與基準電壓作比較，產生誤差電壓值VERR。誤差電壓值VERR和鋸齒波進行比較，產生了能夠控制外部MOS管的PWM波形。外部電路是一個BUCK型的恆流電路，在GATE端的PWM波控制開關管的開啟關閉，在VIN端和NET0端之間的負載上產生電流。因為最終的VSEN採樣均值被誤差放大器穩定在VREF處，且開關管導通時LED上流過的電流與採樣電阻電流相同，所以負載上的電流均值是恆定的。

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