一種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的led驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的LED驅(qū)動器，驅(qū)動器包括LED驅(qū)動電路模塊和溫度控制信號發(fā)生電路；驅(qū)動電路模塊采用Buck結(jié)構(gòu)，給LED燈組提供最佳恒流源，溫度控制信號發(fā)生電路提供占空比隨溫度實時變化的脈沖，當(dāng)溫度上升時脈沖信號占空比下降，反之亦然。本發(fā)明采用占空比隨溫度變化的脈沖來改變LED燈組的發(fā)光時間，可有效地減少LED燈組過熱，節(jié)省散熱器制造成本，保持LED發(fā)光色溫，有效地延長LED燈組的使用壽命，實用性好。
【專利說明】—種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的LED驅(qū)動器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED驅(qū)動【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的LED驅(qū)動器。

【背景技術(shù)】
[0002]LED由于節(jié)能、環(huán)保、壽命長及高的發(fā)光效率等優(yōu)點被稱為第四代新型光源，并被廣泛的應(yīng)用于液晶顯示器背光源、交通燈、廣告牌和家居通用照明等諸多領(lǐng)域。
[0003]LED和傳統(tǒng)光源相比，有許多獨特的特征和性能。LED通常要工作在直流恒流狀態(tài)下，因此需要特殊的驅(qū)動電路將交流線電壓或者高的直流電壓轉(zhuǎn)換成較小直流電壓，并提供LED正常發(fā)光所需的最佳恒流源偏置。此外，LED的特性和壽命很大程度上取決于它的工作溫度和偏置電流。在偏置電流較大，外界溫度超過60°C的情況下，LED的亮度和壽命將嚴(yán)重退化。外界溫度較高時，即使偏置電流較小，LED的性能也會退化。因此，在LED驅(qū)動設(shè)計上散熱性能是優(yōu)先考慮的因素之一，設(shè)計一種溫控型LED驅(qū)動電路是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。
[0004]目前對于LED電源驅(qū)動器的溫度控制方法主要有以下三種:
[0005](I)電源驅(qū)動器與LED燈體分離；
[0006]由于電源本身產(chǎn)生一定的熱量，使得LED燈上的熱量來源增加。同時，電源與燈一體設(shè)計使得LED燈整體受熱不均，這些因素都會導(dǎo)致燈具發(fā)生疲勞和早期失效，而影響其壽命。所以設(shè)計時適當(dāng)增加電源與LED燈體的距離，可以部分緩解LED燈散熱問題。但這個問題有個很大的缺陷，就是在集成度越來越高的今天，將電源驅(qū)動器與LED分離不僅不利于集成，反而大大增加的整個LED驅(qū)動器系統(tǒng)的面積，這顯然不是未來發(fā)展的趨勢。
[0007](2)增大散熱器面積；
[0008]現(xiàn)在LED電源驅(qū)動器根據(jù)功率都有相應(yīng)散熱器，適當(dāng)?shù)卦黾由崞骺梢杂行У亟鉀Q散熱問題，但在LED電源驅(qū)動器中，散熱器的面積占絕大部分，散熱器的面積增加帶來的是成本的增加，這也是設(shè)計者們不愿看到的。
[0009](3)增加溫度控制系統(tǒng)；
[0010]當(dāng)下市場上帶有溫度控制系統(tǒng)的LED電源驅(qū)動器很少。其原理是在LED燈以額定功率工作產(chǎn)生的熱量超出其散熱能力時，可以在加強(qiáng)散熱的同時還采用控溫技術(shù)來進(jìn)行限制溫升。高溫時，溫控系統(tǒng)開始工作，適當(dāng)減少驅(qū)動器的輸出，達(dá)到了限制并降低溫升的目的；當(dāng)溫度降低時，恢復(fù)原工作狀態(tài)。而且這種設(shè)計可以將溫度控制系統(tǒng)集成到LED驅(qū)動器上，不僅其自身需求的面積很小，而且也可以在滿足設(shè)計要求的情況下適當(dāng)減少散熱器的面積，從而大大減少了成本。
[0011]傳統(tǒng)LED驅(qū)動器的溫度控制模式都是外接溫度傳感器，成本高并需另行設(shè)計調(diào)校。如現(xiàn)在市場上的BW9700熱保護(hù)器就是防止溫度過高時LED驅(qū)動器被燒壞。這種控制模式是遲滯型控制，即當(dāng)溫度超過T1時關(guān)斷LED驅(qū)動，當(dāng)溫度下降到T2時再重新開啟(T1)T2)。這種控制模式是為了避免產(chǎn)生自激振蕩。但缺點很明顯，就是不能實時的對溫度進(jìn)行偵測和控制，造成LED驅(qū)動器經(jīng)常因溫度過高而關(guān)閉，對使用者來說是很不希望看到的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的LED驅(qū)動器，使用壽命長、恒流效果好且具有實時溫度調(diào)節(jié)功能。
[0013]一種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的LED驅(qū)動器，包括:溫度反饋開關(guān)管、Buck電路、反饋電路和溫度控制信號發(fā)生電路；其中:
[0014]所述的溫度反饋開關(guān)管的漏極與LED的陰極相連，源極與反饋電路相連，柵極與溫度控制信號發(fā)生電路相連；
[0015]所述的Buck電路用于對直流輸入電壓進(jìn)行DC-DC降壓轉(zhuǎn)換，從而為LED提供恒流源偏置；
[0016]所述的反饋電路用于檢測LED的負(fù)載電流，并產(chǎn)生一路占空比與負(fù)載電流負(fù)相關(guān)的PWM信號，用以控制Buck電路中的開關(guān)器件；
[0017]所述的溫度控制信號發(fā)生電路用于檢測環(huán)境溫度，并產(chǎn)生一路占空比與環(huán)境溫度負(fù)相關(guān)的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。
[0018]所述的Buck電路包括一電感、一電容、一緩沖器、一反相器和兩個功率MOS管N1?N2 ;其中:功率MOS管N1的漏極接直流輸入電壓，源極與電感的一端以及功率MOS管N2的漏極相連，柵極與緩沖器的輸出端以及反相器的輸入端相連，反相器的輸出端與功率皿^管隊的柵極相連，功率MOS管N2的源極與電容的一端相連并接地，電容的另一端與電感的另一端以及LED的陽極相連，緩沖器的輸入端與反饋電路相連以接收所述的PWM信號。
[0019]所述的反饋電路包括一采樣電阻、一誤差放大器和一 RS觸發(fā)器；其中:誤差放大器的反相輸入端與采樣電阻的一端以及溫度反饋開關(guān)管的源極相連，采樣電阻的另一端接地，誤差放大器的正相輸入端接基準(zhǔn)電壓，誤差放大器的輸出端與RS觸發(fā)器的R端相連，RS觸發(fā)器的端接時鐘信號，RS觸發(fā)器的Q端與Buck電路相連并輸出所述的PWM信號。
[0020]所述的溫度控制信號發(fā)生電路包括:啟動模塊、溫度檢測模塊、降直模塊和脈沖信號發(fā)生模塊；其中:
[0021]所述的啟動模塊用于通電時當(dāng)溫度檢測模塊內(nèi)部節(jié)點電位不正常情況下，使其正常開啟；
[0022]所述的溫度檢測模塊用于感應(yīng)環(huán)境溫度，并產(chǎn)生與環(huán)境溫度正相關(guān)的電流信號；
[0023]所述的降直模塊用于降低所述電流信號的直流分量；
[0024]所述的脈沖信號發(fā)生模塊用于對經(jīng)降直模塊處理后輸出的電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一路占空比與環(huán)境溫度負(fù)相關(guān)的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。
[0025]所述的啟動模塊包括五個MOS管M9?M12、M27 ;其中:M0S管M27的漏極與MOS管M27的源極以及MOS管Mltl的源極相連并接電源電壓，MOS管M27的柵極與MOS管M9的柵極、MOS管Mltl的漏極、MOS管M12的柵極以及MOS管M11的漏極相連，MOS管M9的漏極與MOS管M9的源極、MOS管Mltl的柵極、MOS管M12的源極以及MOS管M11的源極相連并接地，MOS管M11的柵極作為啟動模塊的第一輸出端，MOS管M12的漏極作為啟動模塊的第二輸出端。
[0026]所述的溫度檢測模塊包括一電阻R1、八個MOS管M1?M8和兩個三極管Q1?Q2 ;其中:M0S管M1的源極與MOS管M2的源極相連并接電源電壓，MOS管M1的漏極與MOS管M3的源極、1?5管札的柵極以及皿^管仏的柵極相連并作為溫度檢測模塊的第一輸出端，MOS管M2的漏極與MOS管M4的源極相連，MOS管M3的漏極與MOS管M5的漏極、MOS管M3的柵極、MOS管M4的柵極以及啟動模塊的第二輸出端相連并作為溫度檢測模塊的第二輸出端，MOS管M4的漏極與MOS管M6的漏極、MOS管M6的柵極以及MOS管M5的柵極相連，MOS管M5的源極與MOS管M7的漏極相連，MOS管M6的源極與MOS管M8的漏極、MOS管M8的柵極、MOS管M7的柵極以及啟動模塊的第一輸出端相連，MOS管M7的源極與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端與三極管Q1的發(fā)射極相連，MOS管M8的源極與三極管Q2的發(fā)射極相連，三極管Q1的基極與三極管Q2的基極、三極管Q1的集電極以及三極管Q2的集電極相連并接地。
[0027]所述的三極管Q1與三極管Q2的面積比為8:1。
[0028]所述的降直模塊包括八個MOS管M13?M14、M21?M26 ;其中:M0S管M13的源極接電源電壓，MOS管M13的柵極與溫度檢測模塊的第一輸出端相連，MOS管M13的漏極與MOS管M14的源極相連，MOS管M14的柵極與溫度檢測模塊的第二輸出端相連，MOS管M14的漏極與MOS管M23的漏極、MOS管M25的漏極以及MOS管M25的柵極相連并作為降直模塊的第一輸出端，MOS管M23的柵極與MOS管M21的柵極以及MOS管M21的漏極相連并接收偏置電流，MOS管M21的源極與MOS管M22的漏極、MOS管M22的柵極以及MOS管M24的柵極相連，MOS管M23的源極與MOS管M24的漏極相連，MOS管M22的源極與MOS管M24的源極以及MOS管M26的源極相連并接地，MOS管M25的源極與MOS管M26的漏極以及MOS管M26的柵極相連并作為降直模塊的第二輸出端。
[0029]所述的脈沖信號發(fā)生模塊包括一電阻R2、一運算放大器和六個MOS管M15?M18、M19?M20 ;其中:M0S管M15的源極與MOS管M17的源極相連并接電源電壓，MOS管M15的漏極與MOS管M16的源極、MOS管M17的柵極以及MOS管M15的柵極相連，MOS管M17的漏極與MOS管M18的源極相連，MOS管M16的漏極與MOS管M19的漏極、MOS管M18的柵極以及MOS管M16的柵極相連，MOS管M19的柵極與降直模塊的第一輸出端相連，MOS管M19的源極與MOS管M20的漏極相連，MOS管M20的柵極與降直模塊的第二輸出端相連，MOS管M20的源極與電阻R2的一端相連并接地，電阻R2的另一端與MOS管M18的漏極以及運算放大器的正相輸入端相連，運算放大器的反相輸入端接收三角波電壓，運算放大器的輸出端與溫度反饋開關(guān)管的柵極相連并產(chǎn)生所述的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。
[0030]本發(fā)明LED驅(qū)動器不僅可以對環(huán)境溫度進(jìn)行檢測，并將環(huán)境溫度的變化反饋到溫度反饋開關(guān)管上，控制LED燈周期內(nèi)開啟和關(guān)斷時間，正如同【背景技術(shù)】中提到的第三種LED電源驅(qū)動器的溫度控制方法，可以有效地控制LED燈的溫度。此外，本發(fā)明溫度檢測模塊基本器件為CMOS，外加兩個電阻和兩個三極管，占用面積小且便于集成，成本低，符合未來發(fā)
展趨勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明LED驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2為溫度控制信號發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0033]為了更為具體地描述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034]如圖1所示，一種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的LED驅(qū)動器，包括:溫度反饋開關(guān)管、Buck電路、反饋電路和溫度控制信號發(fā)生電路；其中:
[0035]溫度反饋開關(guān)管的漏極與LED的陰極相連，源極與反饋電路相連，柵極與溫度控制信號發(fā)生電路相連。
[0036]反饋電路用于檢測LED的負(fù)載電流，并產(chǎn)生一路占空比與負(fù)載電流負(fù)相關(guān)的PWM信號，用以控制Buck電路中的開關(guān)器件。本實施方式反饋電路包括采樣電阻Rs、誤差放大器Error和RS觸發(fā)器；其中:誤差放大器Error的反相輸入端與采樣電阻Rs的一端以及溫度反饋開關(guān)管的源極相連，采樣電阻Rs的另一端接地，誤差放大器Eiror的正相輸入端接基準(zhǔn)電壓Vref，誤差放大器Error的輸出端與RS觸發(fā)器的R端相連，RS觸發(fā)器的端接時鐘信號CLK，RS觸發(fā)器的Q端與Buck電路相連并輸出PWM信號。
[0037]反饋電路工作原理為:采樣電阻Rs檢測LED負(fù)載上的電流，在通過誤差放大器Error與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓Vref比較后輸出到RS觸發(fā)器(低電平清零)上，再經(jīng)過緩沖器Buffer后輸出到功率開關(guān)管N1的柵端上，以調(diào)整輸出電壓V。。具體過程如下:啟動時，采樣電阻Rs端電壓為0，所以誤差放大器Error輸出電壓為高電平，此時RS觸發(fā)器輸出端是時鐘信號CLK，輸入電壓Vin對電感L和電容C充電，輸出端Vtj逐漸升高，最大值為Vin*D，其中D為CLK信號的占空比；當(dāng)\升高到一定值時，LED負(fù)載電流超過設(shè)定的預(yù)定值，誤差放大器Error輸出低電平，RS觸發(fā)器輸出端清零，N1柵壓為低電平，自動關(guān)斷，N2開啟，此時電感L提供負(fù)載電流，并逐漸減少，電容C可以減少電壓紋波，直到LED負(fù)載電流下降到低于預(yù)定值時，采樣電阻Rs端電壓低于基準(zhǔn)電壓Vref，誤差放大器Error輸出高電平，重新恢復(fù)第一個過程。如此往復(fù)，使LED負(fù)載電流穩(wěn)定在一個恒定值。
[0038]Buck電路用于對直流輸入電壓進(jìn)行DC-DC降壓轉(zhuǎn)換，從而為LED提供恒流源偏置。本實施方式Buck電路包括電感L、電容C、緩沖器Buffer、反相器Inv和兩個功率MOS管N1?N2 ;其中:功率MOS管N1的漏極接直流輸入電壓Vin，源極與電感L的一端以及功率皿05管隊的漏極相連，柵極與緩沖器Buffer的輸出端以及反相器Inv的輸入端相連，反相器Inv的輸出端與功率MOS管N2的柵極相連，功率MOS管N2的源極與電容C的一端相連并接地，電容C的另一端與電感L的另一端以及LED的陽極相連，緩沖器Buffer的輸入端與反饋電路相連以接收PWM信號；其中，N1?N2SNM0S。
[0039]Buck電路工作原理為:當(dāng)輸入電壓Vin接入Buck電路中，由于采樣電阻Rs端無電流流過，誤差放大器Error輸出為高電平，輸出到RS觸發(fā)器(低電平清零)上，Q端輸出只與CLK信號有關(guān)。功率開關(guān)管N1?N2同時只能有一個導(dǎo)通，當(dāng)N1導(dǎo)通時，輸入電壓Vin給LED負(fù)載供電同時對電容C充電，由于頻率很高，電感L中電流一直在變化，所以電感L中也儲存電能；當(dāng)N2導(dǎo)通時，輸入電壓Vin中斷對LED負(fù)載供電，只有電感L和電容C對LED負(fù)載供電。當(dāng)PWM控制信號占空比為D時，輸出電壓Vtj滿足Vtj = D*Vin。
[0040]溫度控制信號發(fā)生電路用于檢測環(huán)境溫度，并產(chǎn)生一路占空比與環(huán)境溫度負(fù)相關(guān)的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。本實施方式溫度控制信號發(fā)生電路包括:啟動模塊、溫度檢測模塊、降直模塊和脈沖信號發(fā)生模塊；如圖2所示，其中:
[0041]啟動模塊用于通電時當(dāng)溫度檢測模塊內(nèi)部節(jié)點電位不正常情況下，使其正常開啟，可以防止電路通電時出現(xiàn)異常情況無法完成自動啟動。本實施方式啟動模塊包括五個MOS管M9?M12、M27 ;其中:M0S管M27的漏極與MOS管M27的源極以及MOS管Mltl的源極相連并接電源電壓，MOS管M27的柵極與MOS管M9的柵極、MOS管Mltl的漏極、MOS管M12的柵極以及MOS管M11的漏極相連，MOS管M9的漏極與MOS管M9的源極、MOS管Mltl的柵極、MOS管M12的源極以及MOS管M11的源極相連并接地，MOS管M11的柵極作為啟動模塊的第一輸出端，MOS管M12的漏極作為啟動模塊的第二輸出端；其中，M9、Mn、M12為NMOS，M10^M27為PM0S。
[0042]啟動模塊工作原理如下:設(shè)計時M9的源漏相連，相當(dāng)于電容，同時Mltl的寬長比很小，M11的寬長比很大，所以M11相比于Mltl的阻抗很小。電路啟動時，Mltl先導(dǎo)通，對M9進(jìn)行充電，M11漏端電壓逐漸升高，直到M12導(dǎo)通，這樣電路完成了啟動，當(dāng)啟動完成后，M11也導(dǎo)通，由于M11阻抗遠(yuǎn)小于Mltl的阻抗，這樣拉低了 M11漏端的電壓，啟動電路關(guān)斷。
[0043]溫度檢測模塊用于感應(yīng)環(huán)境溫度，并產(chǎn)生與環(huán)境溫度正相關(guān)的電流信號。本實施方式溫度檢測模塊包括一電阻R1、八個MOS管M1?M8和兩個三極管Q1?Q2 ;其中:M0S管M1的源極與MOS管M2的源極相連并接電源電壓，MOS管M1的漏極與MOS管M3的源極、MOS管札的柵極以及皿^管仏的柵極相連并作為溫度檢測模塊的第一輸出端，MOS管M2的漏極與MOS管M4的源極相連，MOS管M3的漏極與MOS管M5的漏極、MOS管M3的柵極、MOS管M4的柵極以及啟動模塊的第二輸出端相連并作為溫度檢測模塊的第二輸出端，MOS管M4的漏極與MOS管M6的漏極、MOS管M6的柵極以及MOS管M5的柵極相連，MOS管M5的源極與MOS管M7的漏極相連，MOS管M6的源極與MOS管M8的漏極、MOS管M8的柵極、MOS管M7的柵極以及啟動模塊的第一輸出端相連，MOS管M7的源極與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端與三極管Q1的發(fā)射極相連，103管隊的源極與三極管Q2的發(fā)射極相連，三極管Q1的基極與三極管Q2的基極、三極管Q1的集電極以及三極管Q2的集電極相連并接地；其中，M5?M8為NMOS, M1?M4為PMOS, Q1?Q2為PNP型，Q1與Q2的面積比為8:1。
[0044]降直模塊用于降低電流信號的直流分量，其引入偏置電流1_3用以降低I2的直流偏置，提高其溫度敏感性。本實施方式降直模塊包括八個MOS管M13?M14、M21?M26 ;其中:MOS管M13的源極接電源電壓，MOS管M13的柵極與溫度檢測模塊的第一輸出端相連，MOS管M13的漏極與MOS管M14的源極相連，MOS管M14的柵極與溫度檢測模塊的第二輸出端相連，MOS管M14的漏極與MOS管M23的漏極、MOS管M25的漏極以及MOS管M25的柵極相連并作為降直模塊的第一輸出端，MOS管M23的柵極與MOS管M21的柵極以及MOS管M21的漏極相連并接收偏置電流IBIAS，MOS管M21的源極與MOS管M22的漏極、MOS管M22的柵極以及MOS管M24的柵極相連，MOS管M23的源極與MOS管M24的漏極相連，MOS管M22的源極與MOS管M24的源極以及MOS管M26的源極相連并接地，MOS管M25的源極與MOS管M26的漏極以及MOS管M26的柵極相連并作為降直模塊的第二輸出端；其中，M21?M26為NMOS，M13?M14為PM0S。
[0045]脈沖信號發(fā)生模塊用于對前一級處理后輸出的電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一路占空比與環(huán)境溫度負(fù)相關(guān)的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。本實施方式脈沖信號發(fā)生模塊包括一電阻R2、一運算放大器和六個MOS管M15?M18、M19?M2tl ;其中:M0S管M15的源極與MOS管M17的源極相連并接電源電壓，MOS管M15的漏極與MOS管M16的源極、MOS管M17的柵極以及MOS管M15的柵極相連，MOS管M17的漏極與MOS管M18的源極相連，MOS管M16的漏極與MOS管M19的漏極、MOS管M18的柵極以及MOS管M16的柵極相連，MOS管M19的柵極與降直模塊的第一輸出端相連，MOS管M19的源極與MOS管M20的漏極相連，MOS管M20的柵極與降直模塊的第二輸出端相連，MOS管M2tl的源極與電阻R2的一端相連并接地，電阻R2的另一端與MOS管M18的漏極以及運算放大器的正相輸入端相連，運算放大器的反相輸入端接收三角波電壓，運算放大器的輸出端與溫度反饋開關(guān)管的柵極相連并產(chǎn)生電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管；其中，M19?M20為NMOS，M15?M18為PM0S。
[0046]主電路(包括溫度檢測、降直模塊和脈沖信號發(fā)生)的工作原理如下=M1-M8組成鏡像電流鏡，保證電流I1和I2相等，利用三極管BE結(jié)的正溫度特性，產(chǎn)生與溫度正相關(guān)的電流I1，這里與帶隙基準(zhǔn)源原理相同；再通過M13和M14電流鏡將I1輸出，這里引入電流Ibias是為了分流降低I4的直流分量，提高其溫度敏感性；隨后通過寬長比為l:m的電流鏡將前一級電流I4放大m倍，最后流經(jīng)電阻R2得到的Vt是具有正溫度特性的電壓，與三角波電壓比較后得到占空比隨溫度實時變化的脈沖信號。
[0047]溫度控制信號發(fā)生電路接入到溫度反饋開關(guān)管柵端。當(dāng)電壓脈沖信號為高電平時，溫度反饋開關(guān)管開啟，整個電路正常工作；當(dāng)電壓脈沖信號為低電平時，溫度反饋開關(guān)管關(guān)閉，LED負(fù)載電流為0，不發(fā)光。因為電壓脈沖信號頻率基本上是10kHz以上，所以對LED照明幾乎沒有影響，而且電壓脈沖信號的存在可以改變LED周期內(nèi)發(fā)光時間，使得發(fā)光功率降低，溫度會逐漸下降，從而達(dá)到溫控的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自主溫度調(diào)控補(bǔ)償功能的LED驅(qū)動器，其特征在于，包括:溫度反饋開關(guān)管、Buck電路、反饋電路和溫度控制信號發(fā)生電路；其中: 所述的溫度反饋開關(guān)管的漏極與LED的陰極相連，源極與反饋電路相連，柵極與溫度控制信號發(fā)生電路相連； 所述的Buck電路用于對直流輸入電壓進(jìn)行DC-DC降壓轉(zhuǎn)換，從而為LED提供恒流源偏置； 所述的反饋電路用于檢測LED的負(fù)載電流，并產(chǎn)生一路占空比與負(fù)載電流負(fù)相關(guān)的PWM信號，用以控制Buck電路中的開關(guān)器件； 所述的溫度控制信號發(fā)生電路用于檢測環(huán)境溫度，并產(chǎn)生一路占空比與環(huán)境溫度負(fù)相關(guān)的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的Buck電路包括一電感、一電容、一緩沖器、一反相器和兩個功率MOS管N1?N2 ;其中:功率MOS管N1的漏極接直流輸入電壓，源極與電感的一端以及功率MOS管N2的漏極相連，柵極與緩沖器的輸出端以及反相器的輸入端相連，反相器的輸出端與功率MOS管N2的柵極相連，功率MOS管N2的源極與電容的一端相連并接地，電容的另一端與電感的另一端以及LED的陽極相連，緩沖器的輸入端與反饋電路相連以接收所述的PWM信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的反饋電路包括一采樣電阻、一誤差放大器和一 RS觸發(fā)器；其中:誤差放大器的反相輸入端與米樣電阻的一端以及溫度反饋開關(guān)管的源極相連，采樣電阻的另一端接地，誤差放大器的正相輸入端接基準(zhǔn)電壓，誤差放大器的輸出端與RS觸發(fā)器的R端相連，RS觸發(fā)器的端接時鐘信號，RS觸發(fā)器的Q端與Buck電路相連并輸出所述的PWM信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的溫度控制信號發(fā)生電路包括:啟動模塊、溫度檢測模塊、降直模塊和脈沖信號發(fā)生模塊；其中: 所述的啟動模塊用于通電時當(dāng)溫度檢測模塊內(nèi)部節(jié)點電位不正常情況下，使其正常開啟; 所述的溫度檢測模塊用于感應(yīng)環(huán)境溫度，并產(chǎn)生與環(huán)境溫度正相關(guān)的電流信號； 所述的降直模塊用于降低所述電流信號的直流分量； 所述的脈沖信號發(fā)生模塊用于對經(jīng)降直模塊處理后輸出的電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一路占空比與環(huán)境溫度負(fù)相關(guān)的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的啟動模塊包括五個MOS管M9?M12、M27 ;其中:M0S管M27的漏極與MOS管M27的源極以及MOS管Mltl的源極相連并接電源電壓，MOS管M27的柵極與MOS管M9的柵極、MOS管Mltl的漏極、MOS管M12的柵極以及MOS管M11的漏極相連，MOS管M9的漏極與MOS管M9的源極、MOS管Mltl的柵極、MOS管M12的源極以及MOS管M11的源極相連并接地，MOS管M11的柵極作為啟動模塊的第一輸出端，MOS管M12的漏極作為啟動模塊的第二輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的溫度檢測模塊包括一電阻R1、八個MOS管M1?M8和兩個三極管Q1?Q2 ;其中:M0S管M1的源極與MOS管M2的源極相連并接電源電壓，MOS管M1的漏極與MOS管M3的源極、MOS管M1的柵極以及MOS管M2的柵極相連并作為溫度檢測模塊的第一輸出端，MOS管M2的漏極與MOS管M4的源極相連，MOS管M3的漏極與MOS管M5的漏極、MOS管M3的柵極、MOS管M4的柵極以及啟動模塊的第二輸出端相連并作為溫度檢測模塊的第二輸出端，MOS管M4的漏極與MOS管M6的漏極、MOS管M6的柵極以及MOS管M5的柵極相連，MOS管M5的源極與MOS管M7的漏極相連，MOS管M6的源極與MOS管M8的漏極、MOS管M8的柵極、MOS管M7的柵極以及啟動模塊的第一輸出端相連，MOS管M7的源極與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端與三極管Q1的發(fā)射極相連，MOS管M8的源極與三極管Q2的發(fā)射極相連，三極管Q1的基極與三極管Q2的基極、三極管Q1的集電極以及三極管Q2的集電極相連并接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的三極管Q1與三極管Q2的面積比為8:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的降直模塊包括八個MOS管M13?M14、M21?M26 ;其中:M0S管M13的源極接電源電壓，MOS管M13的柵極與溫度檢測模塊的第一輸出端相連，MOS管M13的漏極與MOS管M14的源極相連，MOS管M14的柵極與溫度檢測模塊的第二輸出端相連，MOS管M14的漏極與MOS管M23的漏極、MOS管M25的漏極以及MOS管M25的柵極相連并作為降直模塊的第一輸出端，MOS管M23的柵極與MOS管M21的柵極以及MOS管M21的漏極相連并接收偏置電流，MOS管M21的源極與MOS管M22的漏極、MOS管M22的柵極以及MOS管M24的柵極相連，MOS管M23的源極與MOS管M24的漏極相連，MOS管M22的源極與MOS管M24的源極以及MOS管M26的源極相連并接地，MOS管M25的源極與MOS管M26的漏極以及MOS管M26的柵極相連并作為降直模塊的第二輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動器，其特征在于:所述的脈沖信號發(fā)生模塊包括一電阻R2、一運算放大器和六個MOS管M15?M18、M19?M20 ;其中:M0S管M15的源極與MOS管M17的源極相連并接電源電壓，MOS管M15的漏極與MOS管M16的源極、MOS管M17的柵極以及MOS管M15的柵極相連，MOS管M17的漏極與MOS管M18的源極相連，MOS管M16的漏極與MOS管M19的漏極、MOS管M18的柵極以及MOS管M16的柵極相連，MOS管M19的柵極與降直模塊的第一輸出端相連，MOS管M19的源極與MOS管M20的漏極相連，MOS管M20的柵極與降直模塊的第二輸出端相連，MOS管M20的源極與電阻R2的一端相連并接地，電阻R2的另一端與MOS管M18的漏極以及運算放大器的正相輸入端相連，運算放大器的反相輸入端接收三角波電壓，運算放大器的輸出端與溫度反饋開關(guān)管的柵極相連并產(chǎn)生所述的電壓脈沖信號，用以控制溫度反饋開關(guān)管。
【文檔編號】H05B37/02GK104302065SQ201410605422
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】查振旭, 王曦, 陳澤華, 馮煊, 虞丹群, 陳祥杰 申請人:浙江大學(xué)