基于频率补偿电路的电流保护型白光LED升压转换系统

本发明涉及温度控制领域，具体是指一种基于频率补偿电路的电流保护型 白光LED升压转换系统。

目前，便携式产品广泛使用彩LCD显示器，并用白光LED作为背光。 为了使白光LED工作，现在通常采用升压转换系统为白光LED供电。然而，现 有的升压转换系统无法输出恒定的电流，即无法给白光LED提供恒流驱动，从 而导致白光LED的亮度在电源电压变化时发生变化，或者多个白光LED之间的 亮度不匹配。

本发明的目的在于克服现有的现有的升压转换系统无法输出恒定的电流的 缺陷，提供一种基于频率补偿电路的电流保护型白光LED升压转换系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：基于频率补偿电路的电流保护型白 光LED升压转换系统，主要由处理芯片U，二极管D1，场效应管MOS，与处 理芯片U的L管脚相连接的频率补偿电路，与处理芯片U的VOUT管脚相连接 的恒流输出电路，一端与二极管D1的N极相连接、另一端经电阻R5后与场效 应管MOS的漏极相连接的电感L1，正极与二极管D1的N极相连接、负极经 电阻R2后与电感L1和电阻R5的连接点相连接的电容C2，串接在处理芯片U 的VAUX管脚和场效应管MOS的栅极之间的电阻R3，正极与场效应管MOS 的源极相连接、负极接地的电容C3，一端与处理芯片U的PGND管脚相连接、 另一端接地的电阻R4，一端与处理芯片U的VIN管脚相连接、另一端则与二极 管D1的P极共同形成输入端的电阻R1，正极经电感L2后与频率补偿电路相连 接、负极则与处理芯片U的PS管脚相连接的电容C1，以及串接在电感L1和电 阻R5的连接点与恒流输出电路之间的浪涌电流限制电路组成；所述处理芯片U 的FB管脚与恒流输出电路相连接、其GND管脚接地、其EN管脚和UVLO管 脚均与电容C1的正极相连接。

进一步的，所述频率补偿电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT5，三极 管VT6，N极经电阻R16后与三极管VT5的基极相连接、P极作为该频率补偿 电路的输入端的二极管D8，串接在二极管D8的N极和三极管VT5的发射极之 间的电阻R15，N极经电阻R19后与放大器P2的输出端相连接、P极经电阻R17 后与三极管VT5的发射极相连接的二极管D10，N极与二极管D10的P极相连 接、P极与放大器P1的输出端相连接的二极管D9，串接在三极管VT5的集电 极和三极管VT6的发射极之间的电阻R18，正极与放大器P1的负极相连接、负 极与放大器P2的负极相连接的电容C6，以及正极与三极管VT6的基极相连接、 负极与二极管D10的N极相连接的电容C7组成；所述三极管VT5的集电极与 放大器P1的正极相连接；所述三极管VT6的集电极与二极管D10的P极相连 接、发射极与放大器P2的正极相连接；所述放大器P2的输出端作为该频率补 偿电路的输出端并与处理芯片U的L管脚相连接；所述频率补偿电路的输入端 则经电感L2后与电容C1的正极相连接。

所述浪涌电流限制电路由三极管VT3，三极管VT4，场效应管MOS1，负 极与三极管VT3的基极相连接、正极经电阻R10后与场效应管MOS1的源极相 连接的电容C4，负极与三极管VT4的发射极相连接、正极经电阻R11后与三极 管VT3的集电极相连接的电容C5，P极经电阻R12后与三极管VT4的基极相 连接、N极作为该浪涌电流限制电路的输入端的稳压二极管D5，一端与三极管 VT4的集电极相连接、另一端经电阻R13后与场效应管MOS1的源极相连接的 电阻R14，P极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、N极与场效应管MOS1 的栅极相连接的二极管D6，以及P极与场效应管MOS1的漏极相连接、N极作 为该浪涌电流限制电路的输出端的二极管D7组成；所述三极管VT3的发射极 与场效应管MOS1的源极相连接；所述浪涌电流限制电路的输入端与电阻R5 和电感L1的连接点相连接、其输出端则与恒流输出电路相连接。

所述恒流输出电路由三极管VT1，三极管VT2，放大器P，P极与处理芯片 U的VOUT管脚相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D2，N极 与放大器P的负极相连接、P极接地的二极管D3，一端与三极管VT1的发射相 连接、另一端经电阻R7后与二极管D3的P极相连接的电阻R6，串接在三极管 VT2的发射极和放大器P的正极之间的电阻R9，一端与三极管VT2的集电极相 连接、另一端则与浪涌电流限制电路的输出端相连接的电阻R8，以及P极与三 极管VT2的集电极相连接、N极与放大器P的输出端相连接的二极管D4组成； 所述电阻R6和电阻R7的连接点与处理芯片U的FB管脚相连接；所述三极管 VT1的集电极与三极管VT2的基极相连接。

所述处理芯片U为TPS61200集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明独创的采用TPS61200集成芯片与新颖的外围电路相结合，从而 确保本发明可以输出恒定的电流，为白光LED提供恒流驱动，避免电压变化而 引起白光LED的亮度变化，使多个白光LED之间的亮度一致。

(2)本发明可以把通电瞬间所产生的浪涌电流嵌位在允许的范围内，并输 出恒定的电流，避免浪涌电流损坏白光LED。

(3)本发明可以消除系统中存在的振荡现象，极大的提高了本发明的稳定 性。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的浪涌电流限制电路的结构图。

图3为本发明的频率补偿电路的结构图。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不 限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由处理芯片U，恒流输出电路，浪涌电流限制电 路，频率补偿电路，二极管D1，场效应管MOS，电阻R1，电阻R2，电阻R3， 电阻R4，电阻R5，电容C1，电容C2，电容C3，电感L1以及电感L2组成。

其中，恒流输出电路与处理芯片U的VAUX管脚相连接。频率补偿电路则 与处理芯片U的L管脚相连接。电感L1的一端与二极管D1的N极相连接、其 另一端经电阻R5后与场效应管MOS的漏极相连接。浪涌电流限制电路则串接 在电阻R5和电感L1的连接点与恒流输出电路之间。电容C2的正极与二极管 D1的N极相连接、其负极经电阻R2后与电感L1和电阻R5的连接点相连接。 电阻R3串接在处理芯片U的VAUX管脚和场效应管MOS的栅极之间。电容 C3的正极与场效应管MOS的源极相连接、其负极接地。电阻R4的一端与处理 芯片U的PGND管脚相连接、其另一端接地。电阻R1的一端与处理芯片U的 VIN管脚相连接、其另一端则与二极管D1的P极共同形成输入端。电容C1的 正极经电感L2后与频率补偿电路相连接、其负极则与处理芯片U的PS管脚相 连接。

同时，所述处理芯片U的FB管脚与恒流输出电路相连接、其GND管脚接 地、其EN管脚和UVLO管脚均与电容C1的正极相连接。所述恒流输出电路还 与电阻R5和电感L1的连接点相连接。为了更好的实施本发明所述处理芯片U 优选TPS61200集成芯片。

另外，所述恒流输出电路由三极管VT1，三极管VT2，放大器P，二极管 D2，二极管D3，二极管D4，电阻R6，电阻R7，电阻R8以及电阻R9组成。

连接时，二极管D2的P极与处理芯片U的VOUT管脚相连接、其N极与 三极管VT1的基极相连接。二极管D3的N极与放大器P的负极相连接、其P 极接地。电阻R6的一端与三极管VT1的发射相连接、其另一端经电阻R7后与 二极管D3的P极相连接。电阻R9串接在三极管VT2的发射极和放大器P的正 极之间。电阻R8的一端与三极管VT2的集电极相连接、其另一端则与浪涌电 流限制电路的输出端相连接。二极管D4的P极与三极管VT2的集电极相连接、 其N极与放大器P的输出端相连接。

该电阻R6和电阻R7的连接点与处理芯片U的FB管脚相连接。所述三极 管VT1的集电极与三极管VT2的基极相连接。

如图2所示，所述浪涌电流限制电路由三极管VT3，三极管VT4，场效应 管MOS1，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，稳压二极管 D5，二极管D6，二极管D7，电容C4以及电容C5组成。

连接进，电容C4的负极与三极管VT3的基极相连接、其正极经电阻R10 后与场效应管MOS1的源极相连接。电容C5的负极与三极管VT4的发射极相 连接、其正极经电阻R11后与三极管VT3的集电极相连接。稳压二极管D5的 P极经电阻R12后与三极管VT4的基极相连接、其N极作为该浪涌电流限制电 路的输入端并与电阻R5和电感L1的连接点相连接。电阻R14的一端与三极管 VT4的集电极相连接、其另一端经电阻R13后与场效应管MOS1的源极相连接。 二极管D6的P极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、其N极与场效应管 MOS1的栅极相连接。二极管D7的P极与场效应管MOS1的漏极相连接、其N 极作为该浪涌电流限制电路的输出端并经电阻R8后与三极管VT2的集电极相 连接。所述三极管VT3的发射极与场效应管MOS1的源极相连接。所述放大器 P的输出端与二极管D7的N极共同形成本发明的输出端并接白光LED。

如图3所示，所述频率补偿电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT5，三 极管VT6，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，二极管D8， 二极管D9，二极管D10，电容C6以及电容C7组成。

连接时，二极管D8的N极经电阻R16后与三极管VT5的基极相连接、其 P极作为该频率补偿电路的输入端并经电感L2后与电容C1的正极相连接。电 阻R15串接在二极管D8的N极和三极管VT5的发射极之间。二极管D10的N 极经电阻R19后与放大器P2的输出端相连接、其P极经电阻R17后与三极管 VT5的发射极相连接。二极管D9的N极与二极管D10的P极相连接、其P极 与放大器P1的输出端相连接。电阻R18串接在三极管VT5的集电极和三极管 VT6的发射极之间。电容C6的正极与放大器P1的负极相连接、其负极与放大 器P2的负极相连接。电容C7的正极与三极管VT6的基极相连接、其负极与二 极管D10的N极相连接。

所述三极管VT5的集电极与放大器P1的正极相连接。所述三极管VT6的 集电极与二极管D10的P极相连接、发射极与放大器P2的正极相连接。所述放 大器P2的输出端作为该频率补偿电路的输出端并与处理芯片U的L管脚相连 接。

本发明独创的采用TPS61200集成芯片与新颖的外围电路相结合，从而确保 本发明可以输出恒定的电流，为白光LED提供恒流驱动，避免电压变化而引起 白光LED的亮度变化，使多个白光LED之间的亮度一致。本发明可以把通电瞬 间所产生的浪涌电流嵌位在允许的范围内，并输出恒定的电流，避免浪涌电流 损坏白光LED。同时，本发明可以消除系统中存在的振荡现象，极大的提高了 本发明的稳定性。

如上所述，便可很好的实现本发明。