一种LED驱动电路的平均模式恒流控制电路及控制方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103442489 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103442489 A *CN103442489A* (21)申请号 201310388116.2 (22)申请日 2013.09.01 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 郑儒富 地址 642157 四川省内江市隆昌县石燕镇桐 梓园村 11 组 25 号 (72)发明人 郑儒富 (54) 发明名称 一种 LED 驱动电路的平均模式恒流控制电路 及控制方法 (57) 摘要 一种 LED 驱动电路， 包括提供输入电压的输 入电压源 ； 与输入电压源耦接的能量传输单元， 为所述负载。

2、电路提供电流 ； 与能量传输单元和输 入电压源耦接的开关电路 ； 以及为能量传输单元 续流的续流二极管， 其特征在于， 所述的 LED 驱动 电路还包括一控制电路， 用于控制与能量传输单 元和输入电压源耦接的开关电路， 从而控制流经 负载电路的电流。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103442489 A CN 103442489 A *CN103442489A* 1/2 页 2 1. 一种 LED 驱动电路， 包括提供输入电。

3、压的输入电压源 ； 与输入电压源耦接的能量传 输单元， 为所述负载电路提供电流 ； 与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路 ； 以及 为能量传输单元续流的续流二极管， 其特征在于， 所述的 LED 驱动电路还包括一控制电路， 用于控制与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路， 从而控制流经负载电路的电流。 2. 根据权利要求 1 所述的 LED 驱动电路， 其特征在于， 所述控制电路包括 ： 电流检测电路， 用于在所述开关电路接通和断开时， 均提供指示流经所述能量传输单 元的电流， 并输出电流检测信号 ； 电流峰值控制电路， 与所述电流检测信号和第一参考电压耦接， 并产生电流峰值控制 信号 。

4、； 电流谷值控制电路， 与所述电流检测信号和第二参考电压耦接， 并产生电流谷值控制 信号 ； 脉冲宽度调制信号产生电路， 与所述电流峰值控制信号和电流谷值控制信号耦接， 产 生一脉冲宽度调制信号控制开关电路接通和断开， 以维持负载电路的平均电流恒定为设定 的目标值 ； 其中， LED 驱动电路的参考地和控制电路的参考地不是同一个参考地。 3.根据权利要求1所述的LED驱动电路， 其特征在于， 所述输入电压源提供的输入电压 包括 ： 交流 - 直流转换器输出的直流电压、 直流 - 直流转换器输出的直流电压、 或是交流电 压直接经过整流桥以后的直流电压。 4.根据权利要求1所述的LED驱动电路， 。

5、其特征在于， 所述控制电路的参考地为能量传 输单元和电流检测电路的公共结点， 或是电流检测电路与开关电路的公共结点。 5. 根据权利要求 1 所述的 LED 驱动电路， 其特征在于， 所述开关电路由场效应晶体管 （FET） 、 双极型晶体管 (BJT) 或是其他开关型器件组成。 6.根据权利要求1所述的LED驱动电路， 其特征在于， 所述能量传输单元为一电感或变 压器。 7.根据权利要求1所述的LED驱动电路， 其特征在于， 所述LED驱动电路基于升降压型 拓扑结构或是升压型拓扑结构。 8.根据权利要求2所述的LED驱动电路， 其特征在于， 所述控制电路的电流检测电路串 联耦接在开关电路和电感。

6、之间的电流通路上， 其一端与电感耦接， 另一端与负载电路和开 关电路的公共端耦接， 包括一电流检测电阻， 电感电流流过该电阻， 并在电流检测电阻上产 生指示电感电流瞬时电流的电流检测信号。 9.根据权利要求2所述的LED驱动电路， 其特征在于， 所述控制电路的电流峰值控制电 路包括， 采样电路， 与电流检测信号、 脉冲宽度调制信号产生电路输出的脉冲宽度调制信号和 其逻辑反信号耦接， 并输出一电流检测采样信号 ； 第一平均值电路， 与第一参考电压和电流检测采样信号耦接， 并输出第一平均值信 号 ； 电流峰值检测电路， 与所述第一平均值信号和电流检测信号耦接， 输出电流峰值控制 信号。 10. 根。

7、据权利要求 9 所述的 LED 驱动电路， 其特征在于， 所述采样电路包括第一采样开 权 利 要 求 书 CN 103442489 A 2 2/2 页 3 关和第二采样开关， 第一采样开关的第一端与电流检测信号耦接， 第二端与电流检测采样 信号耦接， 第三端与脉冲宽度调制信号的逻辑反信号耦接 ； 第二采样开关的第一端与电流 检测采样信号耦接， 第二端与控制电路参考地耦接， 第三端与脉冲宽度调制信号耦接 ； 当脉 冲宽度调制信号为逻辑低电平时， 第一采样开关接通， 第二采样开关断开， 电流检测采样信 号和电流检测信号同相位 ； 当脉冲宽度调制信号为逻辑高电平时， 第一采样开关断开， 第二 采样开。

8、关接通， 电流检测采样信号保持为零电平。 权 利 要 求 书 CN 103442489 A 3 1/10 页 4 一种 LED 驱动电路的平均模式恒流控制电路及控制方法 技术领域 0001 本发明涉及 LED 驱动领域， 尤其涉及一种 LED 驱动电路的平均模式恒流控制电路 及控制方法。 背景技术 0002 LED的电流-电压关系与常规的二极管都是指数型关系， 当施加以较小的dV/dt变 化率的正向电压时， 会导致具有较大的 di/dt 变化率的正向电流。因此， 保持 LED 电流恒定 是驱动 LED 的最好办法。图 1 是一种常用降压型 LED 驱动电路示意图。该电路采用峰值电 流控制的控制。

9、方法， 控制流过电感的峰值电流和谷值电流。由于电感 107 与负载 LED 109 串联在一起， 所以负载 LED 的平均电流和电感平均电流相等。 0003 采样电阻 104 采样功率 MOS 管导通时的电感电流得到一个采样电压信号， 控制芯 片 103 根据该信号设定了电感 107 的电流峰值， 使得电感 107 的电流峰值固定和芯片的参 考电压 Vref 成比例。根据负载 LED109 上电压降和电感的感量设计功率 MOS 管的关断时间 Toff， 使得电感 107 的电流谷值保持为一个固定值。固定的电感电流峰值和固定的电感电 流谷值得到固定的电感平均电流， 即负载 LED 平均电流固定，。

10、 负载 LED 的电流公式为 ： 其中Vref为控制芯片103内部控制电感电流峰值的参考电压， Vled为负载LED109正 向导通时的电压降， Toff为频率设定电阻105设定的功率管固定关断时间， L为电感的电感 量。 0004 从上面公式可以看出， 现有的降压型 LED 驱动电路的负载 LED 平均电流很容易受 到各种参数的影响， 比如， 不同的输入电压VIN， 电感量L， 和负载LED109正向导通时的电压 降等。 这些参数的影响给LED照明设备的大规模生产和应用带来了不利影响， 同时负载LED 电流的变化也会给负载 LED 的使用寿命带来不利影响。当今市场对 LED 照明提出越来越高。

11、 要求的情况下， 现有的 LED 驱动电路已经不能满足要求。有鉴于此， 本发明将提供一种更高 性能， 并且与输入电压、 电感量和负载LED正向导通时的电压降都无关的LED驱动电路及其 控制方法。 0005 总结现有技术的缺点是 ： 其一， 负载 LED 的平均电流会受电感量变化的影响 ； 其 二， 负载 LED 的平均电流会受到负载 LED 正向导通时的电压降的影响 ； 其三， 负载 LED 的平 均电流会受到输入电压变化的影响。 发明内容 0006 为了解决现有 LED 驱动电路的缺点， 本发明提出一种 LED 驱动电路的平均模式恒 流控制电路， 采用该方案的 LED 驱动电路的负载电流可以。

12、得到较为精确的控制。依据本发 明一实施例的一种 LED 驱动电路， 包括提供输入电压的输入电压源 ； 与输入电压源耦接的 说 明 书 CN 103442489 A 4 2/10 页 5 能量传输单元， 为所述负载电路提供电流 ； 与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路 ； 以及为能量传输单元续流的续流二极管， 其特征在于， 所述的 LED 驱动电路还包括一控制 电路， 用于控制与能量传输单元和输入电压源耦接的开关电路， 从而控制流经负载电路的 电流。 0007 优选的， 所述 LED 驱动电路的控制电路包括 ： 电流检测电路， 用于在所述开关电路接通和断开时， 均提供指示流经所述能量传输单 。

13、元的电流， 并输出电流检测信号 ； 电流峰值控制电路， 与所述电流检测信号和第一参考电压耦接， 并产生电流峰值控制 信号 ； 电流谷值控制电路， 与所述电流检测信号和第二参考电压耦接， 并产生电流谷值控制 信号 ； 脉冲宽度调制信号产生电路， 与所述电流峰值控制信号和电流谷值控制信号耦接， 产 生一脉冲宽度调制信号控制开关电路接通和断开， 以维持负载电路的平均电流恒定为设定 的目标值 ； 其中， LED 驱动电路的参考地和控制电路的参考地不是同一个参考地。 0008 优选的， 所述输入电压源提供的输入电压包括 ： 交流 - 直流转换器输出的直流电 压、 直流 - 直流转换器输出的直流电压、 或。

14、是交流电压直接经过整流桥以后的直流电压。 0009 优选的， 所述控制电路的参考地为能量传输单元和电流检测电路的公共结点， 或 是电流检测电路与开关电路的公共结点。 0010 优选的， 所述 LED 驱动电路的开关电路由场效应晶体管 （FET） 、 双极型晶体管 (BJT) 或是其他开关型器件组成。 0011 优选的， 所述 LED 驱动电路的能量传输单元为一电感或变压器。 0012 优选的， 所述 LED 驱动电路基于升降压型拓扑结构或是升压型拓扑结构。 0013 优选的， 所述控制电路的电流检测电路串联耦接在开关电路和电感之间的电流通 路上， 其一端与电感耦接， 另一端与负载电路和开关电路。

15、的公共端耦接， 包括， 一电流检测电阻， 电感电流流过该电阻， 并在电流检测电阻上产生指示电感电流瞬时 电流的电流检测信号。 0014 优选的， 所述控制电路的电流峰值控制电路包括， 采样电路， 与电流检测信号、 脉冲宽度调制信号产生电路输出的脉冲宽度调制信号和 其逻辑反信号耦接， 并输出一电流检测采样信号 ； 第一平均值电路， 与第一参考电压和电流检测采样信号耦接， 并输出第一平均值信 号 ； 电流峰值检测电路， 与所述第一平均值信号和电流检测信号耦接， 输出电流峰值控制 信号。 0015 优选的， 所述采样电路包括第一采样开关和第二采样开关， 第一采样开关的第一 端与电流检测信号耦接， 第。

16、二端与电流检测采样信号耦接， 第三端与脉冲宽度调制信号的 逻辑反信号耦接 ； 第二采样开关的第一端与电流检测采样信号耦接， 第二端与控制电路参 考地耦接， 第三端与脉冲宽度调制信号耦接。 当脉冲宽度调制信号为逻辑低电平时， 第一采 样开关接通， 第二采样开关断开， 电流检测采样信号和电流检测信号同相位 ； 当脉冲宽度调 说 明 书 CN 103442489 A 5 3/10 页 6 制信号为逻辑高电平时， 第一采样开关断开， 第二采样开关接通， 电流检测采样信号保持为 零电平。 0016 优选的， 所述第一平均值电路包括第一误差放大器， 和其输出端的第一误差积分 电容， 所述误差放大器的同相输。

17、入端与第一参考电压耦接， 反相输入端与电流检测采样信 号耦接， 其输出为第一平均值信号 ； 第一误差积分电容一端与第一误差放大器的输出端耦 接， 一端与控制电路的参考地耦接。 0017 优选的， 所述电流峰值检测电路包括第一比较器， 其同相输入端与电流检测信号 耦接， 反相输入端与所述第一平均值信号耦接， 其输出为电流峰值控制信号。 0018 优选的， 所述控制电路的电流谷值控制电路包括， 第二比较器， 其同相输入端与第二参考电压耦接， 反相输入端与电流检测信号耦接， 其 输出端为电流谷值控制信号。 0019 优选的， 所述电流谷值控制电路的第二参考电压可以设置为零电压， 并以此来控 制实现电。

18、流谷值为零电流。 0020 优选的， 所述控制电路的脉冲宽度调制信号产生电路包括一 RS 触发器， 其复位端 与电流峰值控制信号耦接， 置位端与电流谷值控制信号耦接， Q 输出端为脉冲宽度调制信 号， 输出的脉冲宽度调制信号用于控制和电感耦接的开关电路接通和断开， 以维持负载 LED 电流恒定为设定的目标值。 0021 依据本发明的另一较佳实施例的LED驱动电路， 其中， 所述LED驱动电路仅仅在控 制电路上和第一实施例有差异。 0022 优选的， 所述控制电路的电流峰值控制电路包括， 第三比较器， 其同相输入端与电流检测信号耦接， 反相输入端与第一参考电压耦接， 其 输出端为电流峰值控制信号。

19、。 0023 优选的， 所述控制电路的电流谷值控制电路包括， 采样电路， 与电流检测信号和脉冲宽度调制信号产生电路输出的脉冲宽度调制信号和 其逻辑反信号耦接， 并输出一电流检测采样信号 ； 第二平均值电路， 与第二参考电压和电流检测采样信号耦接， 并输出第二平均值信 号 ； 电流谷值检测电路， 与所述第二平均值信号和电流检测信号耦接， 输出电流谷值控制 信号。 0024 优选的， 所述采样电路包括第一采样开关和第二采样开关， 第一采样开关的第一 端与电流检测信号耦接， 第二端与电流检测采样信号耦接， 第三端与脉冲宽度调制信号的 逻辑反信号耦接 ； 第二采样开关的第一端与电流检测采样信号耦接， 。

20、第二端与控制电路参 考地耦接， 第三端与脉冲宽度调制信号耦接。 当脉冲宽度调制信号为逻辑低电平时， 第一采 样开关接通， 第二采样开关断开， 电流检测采样信号和电流检测信号同相位 ； 当脉冲宽度调 制信号为逻辑高电平时， 第一采样开关断开， 第二采样开关接通， 电流检测采样信号保持为 零电平。 0025 优选的， 所述第二平均值电路包括第二误差放大器， 和其输出端的第二误差积分 电容。第二误差放大器同相输入端与第二参考电压耦接， 反相输入端与电流检测采样信号 耦接， 其输出为第二平均值信号 ； 第二误差积分电容一端与第二误差放大器的输出端耦接， 说 明 书 CN 103442489 A 6 4。

21、/10 页 7 一端与控制电路的参考地耦接。 0026 优选的， 所述电流谷值检测电路包括第四比较器， 其同相输入端与所述第二平均 值信号耦接， 反相输入端与电流检测信号耦接， 其输出端为电感电流谷值控制信号。 0027 依据本发明的另一较佳实施例的 LED 驱动电路， 所述 LED 驱动电路仅仅在控制电 路上和第一实施例有差异。 0028 优选的， 所述控制电路的电流谷值控制电路包括， 一零电流检测电路， 其输入端与电感和电流检测电路的公共端耦接， 输出端为电流谷 值控制信号， 零电流检测电路利用电感电流下降为零以后， 电感和电流检测电路的公共端 出现 LC 振荡的原理， 可以检测出电感电流。

22、为零的时刻点。 0029 依据本发明的实施例， 还提出了一种 LED 驱动电路的平均模式恒流控制方法， 采 用所述控制方法的 LED 驱动电路至少包括开关电路和耦接至所述开关电路的电感或变压 器， 随着开关电路的接通和断开， 所述电感或变压器存储和输出能量， 所述平均模式恒流控 制方法包括以下步骤 ： A. 电流检测步骤 ： 在开关电路接通期间， 检测流过所述开关电路的电流， 得到一电流 检测信号 ； B. 电流采样步骤 ： 采样电流检测信号， 得到一与负载电流相关的电流检测采样信号 ； C. 平均值运算步骤 ： 将电流检测采样信号和第一参考电压进行平均值运算， 得到第一 平均值信号 ； D.。

23、 电流峰值控制步骤 ： 用第一平均值信号和电流检测信号相比较， 当电流检测信号大 于或等于第一平均值信号时， 将开关电路断开， 得到了电感电流的峰值 ； E. 电流谷值控制步骤， 用第二参考电压和电流检测信号相比较， 当电流检测信号小于 第二参考电压时， 将开关电路接通 , 得到了电感电流的谷值 ； F. 步骤 A-E 构成运行周期， 在所述 LED 驱动电路工作期间， 步骤 A-E 重复循环运行， 实 现平均模式恒流控制。 0030 优选的， 所述平均模式恒流控制方法的电流谷值控制步骤可以设置第二参考电压 为零电压来设置电感电流的谷值为零电流。 0031 优选地， 所述平均模式恒流控制方法的。

24、电流谷值控制步骤也可以采用零电流检测 电路来检测电感电流为零的时刻点， 其检测原理是 ： 当电感电流下降为零时， 电感与开关电 路耦接的结点会出现 LC 振荡。 0032 依据本发明的实施例， 还提出了一种驱动 LED 的平均模式恒流控制方法， 采用所 述控制方法的 LED 驱动电路至少包括开关电路和耦接至所述开关电路的电感或变压器， 随 着开关电路的接通和断开， 所述电感或变压器存储和输出能量， 所述平均模式恒流控制方 法包括以下步骤 ： A. 电流检测步骤 ： 在开关电路接通期间， 检测流过所述开关电路的电流， 得到一电流 检测信号 ； B. 电流采样步骤 ： 采样电流检测信号， 得到一与。

25、负载电流相关的电流检测采样信号 ； C. 平均值运算步骤 ： 将电流检测采样信号和第二参考电压进行平均值运算， 得到第二 平均值信号 ； D. 电流谷值控制步骤 ： 用第二平均值信号和电流检测信号相比较， 当电流检测信号小 说 明 书 CN 103442489 A 7 5/10 页 8 于第二平均值信号时， 将开关电路接通， 得到了电感电流的谷值 ； E. 电流峰值控制步骤， 用第一参考电压和电流检测信号相比较， 当电流检测信号大于 等于第一参考电压时， 将开关电路断开 , 得到了电感电流的峰值 ； F. 步骤 A-E 构成运行周期， 在所述 LED 驱动电路工作期间， 步骤 A-E 重复循环。

26、运行， 实 现平均模式恒流控制。 0033 与现有技术相比， 本发明所提供技术的有益性效果是 ： LED 的平均电流将会更精 准， 且不会受到输入电压、 电感量、 以及 LED 正向电压降的影响。 附图说明 0034 图 1 所示为采用现有技术的一种 LED 驱动电路的原理框图。 0035 图 2 所示为依据本发明的第一实施例的原理框图。 0036 图 3A 所示为依据本发明的一实施例的控制电路的部分原理图。 0037 图 3B 所示为依据本发明的采样电路的原理图。 0038 图 3C 所示为依据本发明的第一实施电路的波形图。 0039 图 4A 所示为依据本发明的另一实施例的控制电路的部分原。

27、理图。 0040 图 4B 所示为依据本发明的第二实施电路的波形图。 0041 图 5A 所示为依据本发明的第三实施例的原理框图。 0042 图 5B 所示为依据本发明的第三实施例的电流谷值控制电路原理图。 0043 附图标号 100 启动降压电阻 ； 101 输入滤波电容 ； 103 控制芯片 ； 104 采样电阻 ； 105 频率设定电 阻 ； 106功率MOS管 ； 107电感 ； 108二极管 ； 109负载LED ； 110输出滤波电容 ； 200LED驱动 电路第一实施例 ； 201第一控制电路实施例 ； 210输入电压源 ； 220开关电路 ； 221功率开关 ； 230 负载电。

28、路 ； 231 续流二极管 ； 240 能量传输单元 ； 241 电感 ； 250 电流检测电路 ； 251 电流 检测电阻 ； 260 电流谷值控制电路 ； 270 电流峰值控制电路 ； 280 脉冲宽度调制信号产生电 路 ； 300 第二控制电路实施例 ； 310 采样电路 ； 311 第一采样开关 ； 312 第二采样开关 ； 320 第 一平均值电路 ； 321 第一误差积分电容 ； 322 第一误差放大器 ； 330 电流峰值检测电路 ； 331 第一比较器 ； 340 第二比较器 ； 350 第一 RS 触发器 ； 400 第三控制电路实施例 ； 420 第二平均 值电路 ； 42。

29、1 第二误差积分电容 ； 422 第二误差放大器 ； 430 电流谷值检测电路 ； 431 第三比 较器 ； 440 第四比较器 ； 500 LED 驱动电路第二实施例 ； 560 第二实施例电流谷值控制电路 ； 510 零电流检测电路。 具体实施方式 0044 下面将详细描述本发明的具体实施例， 应当注意， 这里描述的实施例只用于举例 说明， 并不用于限制本发明。在以下描述中， 为了提供对本发明的透彻理解， 阐述了大量特 定细节。 然而， 对于本领域普通技术人员显而易见的是 ： 不必采用这些特定细节来实行本发 明。在其他实施例中， 为了避免混淆本发明， 未具体描述公知的电路、 材料或方法。 。

30、0045 在整个说明书中， 对 “一个实施例” 、“实施例” 、“一个示例” 或 “示例” 的提及意味 着 ： 结合该实施例或示例描述的特定特征、 结构或特性， 被包含在本发明至少一个实施例 中。因此， 在整个说明书的各个地方出现的短语 “在一个实施例中” 、“在实施例中” 、“一个示 说 明 书 CN 103442489 A 8 6/10 页 9 例” 或 “示例” 不一定都指同一实施例或示例。此外， 可以以任何适当的组合和 / 或子组合 将特定的特征、 结构或特性， 组合在一个或多个实施例或示例中。此外， 本领域普通技术人 员应当理解， 在此提供的附图都是为了说明的目的， 并且附图不一定是。

31、按比例绘制的。 应当 理解， 当称元件 “连接” 、“连接到” 或 “耦接” 、“耦接到” 另一元件时， 它可以是直接连接或耦 接到另一元件或者可以存在中间元件。相反， 当称元件 “直接连接到” 或 “直接耦接到” 另 一元件时， 不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语 “和 / 或” 包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。 0046 参考图 2， 所示为依据本发明的 LED 驱动电路的一实施例的原理框图， 包括提供输 入电压 VIN 的输入电压源 210， 与输入电压源 210 耦接的能量传输单元 240， 为所述负载电 路 230 提供电流 ； 与能量传输单元。

32、 240 和输入电压源 210 耦接的开关电路 220 ； 以及为能量 传输单元 240 续流的续流二极管 231， 所述的 LED 驱动电路 200 还包括一控制电路 201， 用 于控制与能量传输单元240和输入电压源210耦接的开关电路220， 从而控制流经负载电路 230 的电流。控制电路 201 进一步包括 ： 电流检测电路 250， 与开关电路 220、 能量传输单元 240 和负载电路 230 耦接， 用于在所述开关电路 220 接通和断开时， 均提供指示流经所述能 量传输单元 240 的电流， 并输出电流检测信号 Vcs。电流峰值控制电路 270， 与所述电流检 测信号 Vcs。

33、 和第一参考电压 VR1 耦接， 并产生电流峰值控制信号 Vpk， 其表示了电感电流的 峰值直接和第一参考电压相关。 电流谷值控制电路260， 与所述电流检测信号Vcs和第二参 考电压 VR2 耦接， 并产生电流谷值控制信号 Vva， 如果能够确保整个 LED 驱动电路 200 工作 在电感电流连续模式 （CCM 模式） ， 或是电感电流临界模式 （CRM 模式） ， 那么电感电流的谷值 就直接和第二参考电压相关。脉冲宽度调制信号产生电路 280， 与所述电流峰值控制信号 Vpk 和电流谷值控制信号 Vva 耦接， 产生一脉冲宽度调制信号 PWM1 控制开关电路 220 接通 和断开， 以维持。

34、负载电路 230 电流恒定为设定的目标值。 0047 在一个实施例中， 输入电压源210提供的输入电压VIN包括 ： 交流-直流转换器输 出的直流电压、 直流 - 直流转换器输出的直流电压、 或是交流电压直接经过整流桥以后的 直流电压。 LED驱动电路200的参考地和控制电路201的参考地不是同一个参考地， 在一个 实施例中， 所述控制电路 201 的参考地为能量传输单元 240 和电流检测电路 250 的公共结 点。在一个实施例中， 所述控制电路 201 的参考地为电流检测电路 250 与开关电路 220 的 公共结点。在一个实施例中， 所述 LED 驱动电路 200 的开关电路 220 中。

35、的开关 221 由场效 应晶体管 （FET） 、 双极型晶体管(BJT)或是其他开关型器件组成。 在一个实施例中， 所述LED 驱动电路200的能量传输单元240为一电感241或变压器， 下文的描述中电感241和能量传 输单元 240 等效。在一个实施例中， 所述 LED 驱动电路 200 中的开关电路 220、 电感 241 和 续流二极管 231 组成了升降压型拓扑结构。在一个实施例中， 所述 LED 驱动电路 200 中的 开关电路 220、 电感 241 和续流二极管 231 也可以组成升压型拓扑结构。在一个实施例中， 所述电流检测电路 250 包括一电流检测电阻 251， 电感电流流。

36、过该电阻， 并在电流检测电阻 251 上产生指示电感电流瞬时电流的电流检测信号 Vcs。 0048 图 3A 为依据本发明的一实施例的控制电路的部分原理图 300， 为了进一步了解本 发明的工作原理， 需要结合图 3A、 图 3B 和图 3C 一起阐述。所述控制电路 300 的电流峰值 控制电路 370 包括， 采样电路 310， 与电流检测信号 Vcs 和脉冲宽度调制信号产生电路 280 输出的脉冲宽度调制信号 PWM1 和其逻辑反信号 PWM1B 耦接， 并输出一电流检测采样信号 说 明 书 CN 103442489 A 9 7/10 页 10 Vcssp ； 在一个实施例中， 所述采样电。

37、路 310 包括第一采样开关 311 和第二采样开关 312， 第 一采样开关 311 的第一端与电流检测信号 Vcs 耦接， 第二端与电流检测采样信号 Vcssp 耦 接， 第三端与脉冲宽度调制信号 PWM1 的逻辑反信号 PWM1B 耦接 ； 第二采样开关 312 的第一 端与电流检测采样信号 Vcssp 耦接， 第二端与控制电路参考地耦接， 第三端与脉冲宽度调 制信号 PWM1 耦接。当脉冲宽度调制信号 PWM1 为逻辑低电平时， 第一采样开关 311 接通， 第 二采样开关312断开， 电流检测采样信号Vcssp和电流检测信号Vcs同相位 ； 当脉冲宽度调 制信号 PWM1 为逻辑高电。

38、平时， 第一采样开关 311 断开， 第二采样开关 312 接通， 电流检测采 样信号 Vcssp 保持为零电平。在一个实施例中， LED 驱动电路 200 工作于升降压拓扑结构， 在脉冲宽度调制信号PWM1为逻辑高电平时， 开关电路220接通， 输入电压VIN对电感241进 行充电， 此时负载电路 230 没有电流， 电流检测电阻 251 上的电流检测信号 Vcs 反应了输入 电压VIN对电感241的充电电流 ； 在脉冲宽度调制信号PWM1为逻辑低电平时， 开关电路220 断开， 电感 241 通过续流二极管 231 对负载电路 230 进行放电， 此时负载电路 230 有电流流 过， 电流。

39、检测电阻 251 上的电流检测信号 Vcs 反应了负载电路 230 所流过的电流大小。所 以通过采样电路 310 得到的电流检测采样信号 Vcssp 直接反应了流过负载电路 230 的负载 电流信息。第一平均值电路 320， 与第一参考电压 VR1 和电流检测采样信号 Vcssp 耦接， 并 输出第一平均值信号 ILpk ； 在一个实施例中， 所述第一平均值电路 320 包括第一误差放大 器 322， 和其输出端的第一误差积分电容 321， 所述误差放大器的同相输入端与第一参考电 压 VR1 耦接， 反相输入端与电流检测采样信号 Vcssp 耦接， 其输出为第一平均值信号 ILpk ； 第一误。

40、差积分电容 321 一端与第一误差放大器 322 的输出端耦接， 一端与控制电路的参考 地耦接。第一平均值电路 320 将第一参考电压 VR1 和反应负载电流的电流检测采样信号 Vcssp 的误差累积在第一误差积分电容 321 中， 用于控制电感电流的峰值。 0049 电流峰值检测电路330， 与所述第一平均值信号ILpk和电流检测信号Vcs耦接， 输 出电流峰值控制信号 Vpk ； 在一个实施例中， 所述电流峰值检测电路包括第一比较器 331， 其同相输入端与电流检测信号 Vcs 耦接， 反相输入端与所述第一平均值信号 ILpk 耦接， 其 输出为电流峰值控制信号 Vpk。当电流检测信号 V。

41、cs 大于等于第一平均值信号 ILpk 时， 电 流峰值控制信号 Vpk 为逻辑高电平， 当电流检测信号 Vcs 小于第一平均值信号 ILpk 时， 电 流峰值控制信号 Vpk 为逻辑低电平。 0050 在一个实施例中， 所述控制电路 300 的电流谷值控制电路 360 包括， 第二比较器 340， 其同相输入端与第二参考电压VR2耦接， 反相输入端与电流检测信号Vcs耦接， 其输出 端为电流谷值控制信号Vva。 当电流检测信号Vcs小于第二参考电压VR2时， 电流谷值控制 信号 Vva 为逻辑高电平， 当电流检测信号 Vcs 大于等于第二参考电压 VR2 时， 电流谷值控制 信号 Vva 为。

42、逻辑低电平。 0051 在一个实施例中， 所述电流谷值控制电路 360 的第二参考电压 VR2 可以设置为零 电压， 并以此来控制实现电流谷值为零电流。 0052 在一个实施例中， 所述控制电路 300 的脉冲宽度调制信号产生电路 280 包括一 RS 触发器350， 其复位端与电流峰值控制信号Vpk耦接， 置位端与电流谷值控制信号Vva耦接， Q 输出端为脉冲宽度调制信号 PWM1， 输出的脉冲宽度调制信号 PWM1 用于控制和电感 241 耦 接的开关电路 220 接通和断开， 以维持负载电路电流恒定为设定的目标值。在电流峰值控 制信号 Vpk 为逻辑高电平时， 脉冲宽度调制信号 PWM1。

43、 为逻辑低电平 ； 在电流谷值控制信号 说 明 书 CN 103442489 A 10 8/10 页 11 Vva 为逻辑高电平时， 脉冲宽度调制信号 PWM1 为逻辑高电平。 0053 第一平均值信号 ILpk 的电平表示了电流检测采样信号 Vcssp 的平均值和第一参 考电压 VR1 之间的积累误差， 用于控制电感电流的峰值。当电流检测采样信号 Vcssp 的平 均值小于第一参考电压 VR1 时， 第一平均值信号 ILpk 的电平就会升高， 同时电流峰值检测 电路 330 控制的电感电流峰值也会同步升高来提升电流检测采样信号 Vcssp 的平均值， 使 电流检测采样信号 Vcssp 的平均。

44、值等于第一参考电压 VR1， 反之亦然。电流峰值控制信号 Vpk 通过第一参考电压 VR1 决定了电感电流的峰值为 ILpk/Rcs， 电流谷值控制信号 Vva 通 过第二参考电压VR2决定了电感电流的谷值为VR2/Rcs， 同时第一参考电压VR1还决定了负 载电路 230 的负载电流平均值为 VR1/Rcs。 0054 图 4A 为依据本发明的另一实施例的控制电路的部分原理图 400， 与控制电路 300 相比， 二者只在电流峰值控制电路和电流谷值控制电路上有区别。为了进一步了解本发明 的工作原理， 需要结合图 4A、 图 3B 和图 4B 一起阐述。所述控制电路 400 的电流谷值控制电 。

45、路 460 包括， 采样电路 310， 与电流检测信号 Vcs 和脉冲宽度调制信号产生电路 280 输出的 脉冲宽度调制信号 PWM1 和其逻辑反信号 PWM1B 耦接， 并输出一电流检测采样信号 Vcssp， 所述电流检测采样信号 Vcssp 直接反应了流过负载电路 230 的负载电流信息。第二平均 值电路 420， 与第二参考电压 VR2 和电流检测采样信号 Vcssp 耦接， 并输出第二平均值信号 ILva ； 在一个实施例中， 所述第二平均值电路 420 包括第二误差放大器 422， 和其输出端的 第二误差积分电容 421， 所述误差放大器的同相输入端与第二参考电压 VR2 耦接， 反。

46、相输入 端与电流检测采样信号Vcssp耦接， 其输出为第二平均值信号ILva ； 第二误差积分电容421 一端与第二误差放大器 422 的输出端耦接， 一端与控制电路的参考地耦接。第二平均值电 路 420 将第二参考电压 VR2 和反应负载电流的电流检测采样信号 Vcssp 的误差累积在第二 误差积分电容 421 中， 用于控制电感电流的谷值。 0055 电流谷值检测电路430， 与所述第二平均值信号ILva和电流检测信号Vcs耦接， 输 出电流谷值控制信号 Vva ； 在一个实施例中， 所述电流谷值检测电路包括第三比较器 431， 其反相输入端与电流检测信号 Vcs 耦接， 同相输入端与所述。

47、第二平均值信号 ILva 耦接， 其 输出为电流谷值控制信号 Vva。当电流检测信号 Vcs 大于等于第二平均值信号 ILva 时， 电 流谷值控制信号 Vva 为逻辑低电平， 当电流检测信号 Vcs 小于第二平均值信号 ILva 时， 电 流谷值控制信号 Vva 为逻辑高电平。 0056 在一个实施例中， 所述控制电路 400 的电流峰值控制电路 470 包括， 第四比较器 440， 其反相输入端与第一参考电压VR1耦接， 同相输入端与电流检测信号Vcs耦接， 其输出 端为电流峰值控制信号Vpk。 当电流检测信号Vcs小于第一参考电压VR1时， 电流峰值控制 信号 Vpk 为逻辑低电平， 当。

48、电流检测信号 Vcs 大于等于第一参考电压 VR1 时， 电流峰值控制 信号 Vpk 为逻辑高电平。 0057 第二平均值信号 ILva 的电平表示了电流检测采样信号 Vcssp 的平均值和第二参 考电压 VR2 之间的积累误差， 用于控制电感电流的谷值。当电流检测采样信号 Vcssp 的平 均值小于第二参考电压 VR2 时， 第二平均值信号 ILva 的电平就会升高， 同时电流谷值检测 电路 430 控制的电感电流谷值也会同步升高来提升电流检测采样信号 Vcssp 的平均值， 使 电流检测采样信号 Vcssp 的平均值等于第二参考电压 VR2， 反之亦然。电流谷值控制信号 Vva 通过第二参。

49、考电压 VR2 决定了电感电流的谷值为 ILva/Rcs， 电流峰值控制信号 Vpk 通 说 明 书 CN 103442489 A 11 9/10 页 12 过第一参考电压VR1决定了电感电流的峰值为VR1/Rcs， 同时第二参考电压VR2还决定了负 载电路 230 的负载电流平均值为 VR2/Rcs。 0058 参考图 5A 描述了依据本发明的 LED 驱动电路的第二实施例 500， 所述 LED 驱动电 路仅仅在控制电路 501 上和第一实施例 200 有差异。本实施例的 LED 驱动电路 500 的控制 电路501的电流谷值控制电路560包括， 如图5B所示的一零电流检测电路510， 其输入端为 电感 241 和电流检测电路 250 的公共端， 输出端为电流谷值控制信号 Vva， 零电流检测电路 560 利用电感电流下降为零以后， 电感 241 和电流检测电路 205 的公共端出现 LC 振荡的原 理， 可以检测出电感电流为零的时刻点。 0059 依据本发明的实施例， 还提出了一种 LED 驱动电路的平均模式恒流控制方法， 采 用所述控。