專利名稱：一種led驅動芯片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及LED照明設備的驅動部件，尤其是可調LED照明設備的驅動芯片部件。
背景技術：
隨著當今電子技術和電子產業(yè)的發(fā)展，LED照明設備已經被廣泛的應用于人們的 生活和生產中，同時LED照明設備因其低能耗、環(huán)保，控制方便等優(yōu)點，具有極好的市場前 景。但目前，在照明領域內，LED在技術上仍存在一些不盡如人意的弊端，在傳統(tǒng)的LED相 關驅動電路方面，仍存在以下不足(1)傳統(tǒng)的LED驅動電路體積仍不夠小巧，其內部通常有20多件無源元件，插件與 裝配相對繁瑣，且這些內部電子元件的使用壽命限制了 LED照明裝置的整體使用壽命，例 如傳統(tǒng)LED驅動電路中的電解電容的壽命在高溫105°C情況下，均在5000小時以下，因此 LED照明設備常隨著電解電容的失效而無法使用。(2)傳統(tǒng)的LED驅動電路功率因數(shù)PF通常小于85%，仍有待進一步提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對上述傳統(tǒng)的LED驅動電路的缺陷，提供一種新型的LED驅動 芯片作為LED驅動裝置取代傳統(tǒng)的LED驅動電路，所述驅動芯片體積小巧，使用穩(wěn)定，大大 提升了 LED照明裝置的性能，同時降低了成本。為達上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案—種LED驅動芯片，其特征在于內部電路結構包括電壓分配模塊，緩沖-電壓比 較模塊，電壓輸入模塊和半導體場效應晶體管MOSFET組成，其中MOSFET Ql的源極與地電位相連，柵極連接于緩沖-電壓比較模塊1的一個輸入 端、同時連接于電壓輸入模塊的輸出端，緩沖-電壓比較模塊1的另一個輸入端分別連接至 串聯(lián)電阻Rl和R2之間的連接點處，緩沖-電壓比較模塊1輸出端與MOSFET Q2的柵極相 連，MOSFET Ql的漏極作為驅動裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線路上；MOSFET Qn(η > 1)的源極通過電阻或能夠等效為電阻的元件組與地電位相連，柵 極連接于緩沖-電壓比較模塊η的一個輸入端、同時連接于緩沖-電壓比較模塊η-1的輸 出端，緩沖-電壓比較模塊η的另一個輸入端連接至串聯(lián)電阻R2n-1和R2n之間的連接點 處，MOSFETQn的漏極作為驅動裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線路上；所述外部LED的串聯(lián)線路的起始端連接于電壓輸入模塊的輸出端上；上述分別由Rl和R2，R2n-l和R2n組成的η條支路，并聯(lián)組成電壓分配模塊，所述 電壓輸入模塊的輸出端通過電壓分配模塊連接于地電位。本發(fā)明還可采用以下技術方案進一步實現(xiàn)所述電壓輸入模塊為一增強型金屬-氧化層-半導體場效應晶體管MOSFET Q0，其 柵極與外部電壓輸入端連接，漏極經一電阻Rx或能夠等效為電阻Rx的元件組連接于地電 位，源極經電壓分配模塊連接于地電位，且源極與MOSFET Ql的柵極相連；
所述MOSFET Ql-Qn均為V型槽場效應晶體管VM0S，以利用VMOS耐壓高，輸出電流 大等優(yōu)點。所述LED驅動芯片的電路結構還包括功率因數(shù)校正部分，所述功率因數(shù)校正部分 為一個三極管，其集電極通過一正向連接的二極管與基極連接，發(fā)射極通過一反向連接的 二極管與地電位連接；外部電壓輸入端串聯(lián)接入一電感后聯(lián)結至所述三極管的集電極上。通過上述的技術方案，使本發(fā)明所述LED驅動芯片裝置可完全替代現(xiàn)有的傳統(tǒng) LED驅動裝置電路，無需外接器件，大大縮小了 LED驅動電路模塊的體積，同時大大提升了 LED照明裝置的功率因數(shù)，降低了成本。


圖1為本發(fā)明所述LED驅動芯片裝置的內部電路圖。其中Q0_Q6、金屬-氧化層-半導體場效應晶體管MOSFET ；Qi、三極管
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明。參見附圖1所示，本發(fā)明的工作原理如下本發(fā)明的電壓輸入模塊為一增強型金屬-氧化層-半導體場效應晶體管MOSFET Q0，外部電壓輸入端VI N與QO的柵極連接，QO的漏極經一電阻Rx連接于地電位，QO的源 極經電壓分配模塊連接于地電位。本實施例中驅動的LED照明裝置為6個LED燈段，每段 LED由兩個LED燈組成，其中每個LED燈均由6個LED發(fā)光二極管串聯(lián)而成。每個LED的壓 降為3V，因此每個LED燈段全亮時兩端電壓為3X 12 = 36V。當線路電壓從VIN端輸入時，與VIN端口相連的QO的柵極電壓處于高電位，QO開 始導通，QO的源極之輸出電壓即VDD隨之上升；則晶體管MOSFET Ql的柵極電壓上升，Ql就 開始導通，LED1、LED2開始點亮發(fā)光；同時緩沖-電壓比較模塊1的輸入端IA為高電位；若 電壓輸入端VIN的電壓較低，緩沖-電壓比較模塊1的輸入端IB為低電位，緩沖-電壓比 較模塊1輸出低電位，Q2的柵極處于地電位，Q2處于截止狀態(tài)。以此類推，Q3-Q6也處于截 止狀態(tài)。隨著VIN端輸入電壓增加，Ql開始進入飽和狀態(tài)且電阻Rl分擔的電壓增加，IB端 點電壓逐漸升高達到施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓，施密特觸發(fā)器被觸發(fā)，緩沖-電壓比 較模塊2輸出高電位，此時Q2導通，當輸入電壓超過36V時LED3、LED4開始點亮發(fā)光。此 時預先設定的R3和R4的電阻值的比值，仍可使端點2B處的電壓低于緩沖-電壓比較模塊 2內的施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓，Q3-Q6仍處于截止狀態(tài)。隨著VIN端輸入電壓的繼續(xù)增加，Q2開始進入飽和狀態(tài)且電阻R3分擔的電壓增 加至緩沖-電壓比較模塊2內施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓，施密特觸發(fā)器被觸發(fā)，Q3導 通，當輸入電壓超過72V時LED5、LED6開始點亮發(fā)光，Q4-Q6截止。以此類推，隨著輸入電壓逐漸升高，當輸入電壓值超過180V時，Q6導通，LEDll和 LED 12點亮；當輸入電壓值超過216V時，此時Q6進入飽和狀態(tài)，整個LED照明裝置達到最
由以上的驅動方式可知，本專利表述的芯片，只要改變線路電壓就能實現(xiàn)調光。因 此，可以非常方便地使用普通的可控硅調光器且被實施。例中共驅動72粒LED發(fā)光二極管， 以每粒晶粒0. 065W計算，0. 065X72 = 4. 68W，可以組成最常用的家用照明燈具。如果需要 組成不同功率的照明燈具，只需要改變RX，很容易就能組成1W-7W不同種類的LED燈具。其中電感L的工作原理為LED半導體發(fā)光器件本身是一種二極管，點亮LED可以 是直流，也可以是單向脈動直流。當外部電源為交流電時，在注意避免交流電反向電壓將發(fā) 光器件擊穿損壞的前提下，也可以使用交流電。使用全波整流橋產生的IOOHz脈動直流點 亮LED，利用“脈動”這個特性，在輸入回路中，串入一個電感L。利用電流流過電感的滯后 特性，很方便地將功率因素提高到0.90以上。由于在芯片中沒有振蕩源，因此電磁兼容性 與電磁干擾的問題將是非常容易處理的。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限定。凡 本領域的技術人員利用本發(fā)明的技術方案對上述實施例做出的任何等同的變動、修飾或演 變等，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種LED驅動芯片，其特征在于內部電路結構包括電壓分配模塊，緩沖-電壓比較 模塊，電壓輸入模塊和半導體場效應晶體管MOSFET組成，其中MOSFET Ql的源極與地電位相連，柵極連接于緩沖-電壓比較模塊1的一個輸入端、同 時連接于電壓輸入模塊的輸出端，緩沖-電壓比較模塊1的另一個輸入端分別連接至串聯(lián) 電阻Rl和R2之間的連接點處，緩沖-電壓比較模塊1輸出端與MOSFET Q2的柵極相連， MOSFET Ql的漏極作為驅動裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線路上；MOSFET Qn(n> 1)的源極通過電阻或能夠等效為電阻的元件組與地電位相連，柵極 連接于緩沖-電壓比較模塊η的一個輸入端、同時連接于緩沖-電壓比較模塊η-1的輸出 端，緩沖-電壓比較模塊η的另一個輸入端連接至串聯(lián)電阻R2n-1和R2n之間的連接點處， MOSFETQn的漏極作為驅動裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線路上；所述外部LED的串聯(lián)線路的起始端連接于電壓輸入模塊的輸出端上；上述分別由Rl和R2，R2n-1和R2n組成的η條支路，并聯(lián)組成電壓分配模塊，所述電壓 輸入模塊的輸出端通過電壓分配模塊連接于地電位。
2.如權利要求1所述LED驅動芯片，其特征在于電壓輸入模塊為一增強型金屬-氧 化層-半導體場效應晶體管MOSFET Q0，其柵極與外部電壓輸入端連接，漏極經一電阻Rx或 能夠等效為電阻Rx的元件組連接于地電位，源極經電壓分配模塊連接于地電位，且源極與 MOSFET Ql的柵極相連。
3.如權利要求1所述LED驅動芯片，其特征在于所述MOSFETQl-Qn均為V型槽場效 應晶體管VMOS。
4.如權利要求1所述LED驅動芯片，其特征在于還包括功率因數(shù)校正部分，所述功率 因數(shù)校正部分為一個三極管，其集電極通過一正向連接的二極管與基極連接，發(fā)射極通過 一反向連接的二極管與地電位連接；外部電壓輸入端串聯(lián)接入一電感后聯(lián)結至所述三極管 的集電極上。
全文摘要
一種LED驅動芯片，其電路結構包含電壓分配模塊，緩沖-電壓比較模塊，電壓輸入模塊為一位于輸入端增強型金屬-氧化層-半導體場效應晶體管MOSFET，其源極經電壓分配模塊連接于地電位，緩沖-電壓比較模塊與電壓分配模塊內部相應節(jié)點連接，輸出端連接位于輸出端的場效應晶體管MOSFET，由輸出端的場效應晶體管MOSFET驅動外部的LED照明設備。本發(fā)明采用芯片驅動LED照明設備，極大的減小了傳統(tǒng)LED驅動電路的體積，同時大大提升了LED照明裝置的功率因數(shù)，降低了成本。
文檔編號H05B37/02GK102098849SQ201110029210
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權日2011年1月27日
發(fā)明者張高柏, 陳衛(wèi)平 申請人:陳衛(wèi)平