提升退磁檢測精度的led恒流驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，包括控制驅(qū)動芯片，所述控制驅(qū)動芯片有且僅有電源VCC端、開關(guān)節(jié)點DRAIN端、GND端以及限流比較CS端；控制驅(qū)動芯片內(nèi)包括源極采樣組件，帶有諧振抑制電路和箝位電路的高精度諧振信號檢測電路，以及區(qū)分諧振信號與低電平信號的諧振判斷電路。根據(jù)本實用新型的LED恒流驅(qū)動電路能夠高精度地檢測出配不同功率管的退磁結(jié)束時間信號，省去了恒流邏輯控制電路，能夠以最簡單的電路結(jié)構(gòu)去實現(xiàn)輸出LED恒流驅(qū)動。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種LED恒流驅(qū)動電路，尤其是一種提升退磁檢測精度的LED恒 流驅(qū)動電路，具體地說是降壓型的LED恒流驅(qū)動電路，屬于LED驅(qū)動電路的【技術(shù)領(lǐng)域】。 提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，為LED提供電能的開關(guān)電源驅(qū)動電路得到了迅猛 發(fā)展。一般地，一個開關(guān)電源周期分為導(dǎo)通時間，退磁時間，和死區(qū)時間三個部分。開關(guān)電 源在電感退磁之后，進入死區(qū)時間時，開關(guān)節(jié)點會出現(xiàn)諧振信號，準(zhǔn)確地檢測出諧振信號是 實現(xiàn)恒流控制的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的LED驅(qū)動電路是通過過零比較器，對開關(guān)節(jié)點進行采樣，檢測 出開關(guān)節(jié)點信號的過零時刻，從而檢測出諧振。
[0003] 圖1為現(xiàn)有實現(xiàn)恒流功能的LED驅(qū)動電源電路原理圖，其主要包括第一整流二極 管101、第二整流二極管102、第三整流二極管103及第四整流二極管104,濾波電容105,供 電電阻106,供電電容107,輸出濾波電容108,輸出LED負(fù)載109,輸出整流二極管110,電感 111，限流電阻112,控制芯片113,片外調(diào)節(jié)電容117。
[0004] 上電之后，第一次開啟產(chǎn)生電路209產(chǎn)生第一次開啟信號，第一次開啟信號的高 電平使得與非門207輸出高電平，從而使得RS觸發(fā)器208被置位。電感111開始被輸入電 壓充電，電感111中電流線性上升。當(dāng)達到限流點后，過流比較器210檢測出來，產(chǎn)生高電 平，產(chǎn)生關(guān)斷信號，通過RS觸發(fā)器208使得功率管關(guān)斷。電感111中的電流不能突變，將會 通過輸出整流二極管110形成放電通路，放電到零后開關(guān)節(jié)點電壓將會出現(xiàn)諧振。
[0005] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，由于第一開關(guān)功率管202的源極與襯底連接，因此 第一開關(guān)功率管202的漏極到襯底間的寄生電容C db以及柵極到源極的寄生電容Cgs和柵極 到襯底的寄生電容Cgb形成一個分壓網(wǎng)絡(luò)，開關(guān)節(jié)點電壓被該分壓網(wǎng)絡(luò)采樣到第一開關(guān)功 率管202的源極。第一開關(guān)功率管202的源極通過第二采樣網(wǎng)絡(luò)115與過零比較器114的 負(fù)輸入端連接。內(nèi)部電源電壓VCC通過第一采樣網(wǎng)絡(luò)116與過零比較器114的正輸入端連 接。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在退磁時間內(nèi)，開關(guān)節(jié)點電壓為高電平，因此第一開關(guān)功 率管202的源極電壓也是高電平，高于電源電壓VCC，過零比較器114輸出低電平。當(dāng)退磁 結(jié)束后，開關(guān)節(jié)點開始出現(xiàn)諧振，相應(yīng)的第一開關(guān)功率管202的源極會出現(xiàn)諧振導(dǎo)致的低 電平，因此過零比較器114會翻轉(zhuǎn)為高電平。諧振信號被過零比較器114檢測出來，因此退 磁時間就被檢測出來了。然后通過恒流邏輯控制電路117根據(jù)退磁時間和導(dǎo)通時間的關(guān)系 去控制死區(qū)時間，從而實現(xiàn)恒流控制。
[0006] 傳統(tǒng)的源極驅(qū)動結(jié)構(gòu)的LED恒流驅(qū)動電路的第一個缺點是源極采樣電路可靠性 低，由于開關(guān)節(jié)點信號的采樣僅僅依靠第一開關(guān)功率管202的寄生電容所建立的電容分壓 網(wǎng)絡(luò)，采樣比依賴于第一開關(guān)功率管202的尺寸和工藝、溫度等。因此，為了提高開關(guān)節(jié)點 源極采樣的精度，現(xiàn)有的電路均是把第一開關(guān)功率管202的源極留一個引腳SOURCE，從而 可以在片外增加片外調(diào)節(jié)電容117去調(diào)節(jié)開關(guān)節(jié)點源極采樣的分壓網(wǎng)絡(luò)。這樣多了一個引 腳并且多了 一個外圍電容，設(shè)計成本較高。
[0007] 傳統(tǒng)的源極驅(qū)動結(jié)構(gòu)的LED恒流驅(qū)動電路的第二個缺點是過零比較器114的對諧 振信號檢測的精度低，檢測精度取決于第一采樣網(wǎng)絡(luò)115和第二采樣網(wǎng)絡(luò)116的設(shè)計。倘 若采樣網(wǎng)絡(luò)設(shè)計不合理，較小幅度的諧振沒法被檢測出來，則諧振檢測精度會很低。另外， 諧振幅度會隨第一開關(guān)功率管202的尺寸、溫度、工藝以及外圍參數(shù)的變化而變化，因此固 定的第一采樣網(wǎng)絡(luò)115和第二采樣網(wǎng)絡(luò)116是無法對諧振信號進行精確采樣的。
[0008] 傳統(tǒng)的源極驅(qū)動結(jié)構(gòu)的LED恒流驅(qū)動電路的第三個缺點是過零比較器114在開 關(guān)節(jié)點信號為低電平時翻轉(zhuǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，開關(guān)節(jié)點電壓為低電平可能有 兩種情況，一是進入死區(qū)時間開始諧振的諧振信號，二是進入導(dǎo)通時間后的低電平信號，僅 僅依靠過零比較器114無法將這兩個信號區(qū)分開來。尤其是在功率管第一次開啟時沒有諧 振，過零比較器114也會翻轉(zhuǎn)。這樣可能會導(dǎo)致后續(xù)電路誤判斷。
[0009] 傳統(tǒng)的源極驅(qū)動結(jié)構(gòu)的LED恒流驅(qū)動電路的第四個缺點是恒流邏輯控制電路117 過于復(fù)雜，增加設(shè)計成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種提升退磁檢測精度的 LED恒流驅(qū)動電路，其能夠高精度、高可靠性地檢測出諧振信號，不依賴于功率管的尺寸、 溫度和工藝，同時省去了傳統(tǒng)電路中的SOURCE引腳和外圍調(diào)節(jié)電容，并且通過諧振判斷信 號去屏蔽第一次開啟時開關(guān)節(jié)點低電平所產(chǎn)生的諧振誤判斷信號，從而提升了芯片的穩(wěn)定 性，結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)恒流控制，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
[0011] 按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路， 包括控制驅(qū)動芯片，所述控制驅(qū)動芯片有且僅有電源VCC端、開關(guān)節(jié)點DRAIN端、GND端以 及限流比較CS端；
[0012] 所述控制驅(qū)動芯片內(nèi)包括第一開關(guān)功率管以及第二開關(guān)功率管，所述第一開關(guān)功 率管的源極端與第二開關(guān)功率管的漏極端連接；第一開關(guān)功率管的柵極端、第一開關(guān)功率 管的柵極端均與控制驅(qū)動芯片內(nèi)的源極采樣組件連接；所述源極采樣組件還與控制驅(qū)動芯 片的電源VCC端連接，控制驅(qū)動芯片的電源VCC端還與VCC箝位電路、諧振檢測電路連接， 所述諧振檢測電路與第一開關(guān)功率管的源極端、諧振判斷電路、第二開關(guān)功率管的柵極端、 第一 RS觸發(fā)器的Q端以及第一次導(dǎo)通電路連接；諧振判斷電路也與第二開關(guān)功率管的柵極 端、第一 RS觸發(fā)器的Q端以及第一次導(dǎo)通電路連接；
[0013] 諧振判斷電路的輸出端、第一次導(dǎo)通電路的輸出端均與或門電路的輸出端連接， 或門電路的輸出端與第一 RS觸發(fā)器的置位端連接，第一 RS觸發(fā)器的復(fù)位端與過流比較器 的輸出端連接，第一 RS觸發(fā)器的Q端與第二開關(guān)功率管的柵極端連接，第二開關(guān)功率管的 源極端與過流比較器的同相端以及控制驅(qū)動芯片的限流比較CS端連接。
[0014] 所述源極采樣組件包括第一片內(nèi)二極管、第二片內(nèi)二極管以及第一片內(nèi)電阻；所 述第一片內(nèi)二極管的陽極端、第一片內(nèi)電阻的一端均與第一開關(guān)功率管的柵極端連接，第 二片內(nèi)二極管的陽極端與第一開關(guān)功率管的源極端連接，第二片內(nèi)二極管的陰極端與第一 片內(nèi)電阻的另一端以及第一片內(nèi)二極管的陰極端連接。
[0015] 所述諧振檢測電路包括諧振抑制電路、第一采樣電路、第二采樣電路、諧振箝位電 路以及比較器；所述諧振抑制電路與第一次通道電路、第一 RS觸發(fā)器的Q端、第二開關(guān)功 率管的柵極端以及諧振判斷電路連接，諧振抑制電路與第一采樣電路以及第二采樣電路連 接，第一采樣電路還與第一開關(guān)功率管的源極端連接，第二采樣電路還與控制驅(qū)動芯片的 電源VCC端連接，第一采樣電路分別與諧振箝位電路以及比較器的反相端，第二采樣電路 分別與諧振箝位電路以及比較器的同相端連接，比較器的輸出端與諧振判斷電路連接。
[0016] 所述諧振抑制電路包括反相器，所述反相器的輸出端與第一開關(guān)管的柵極端連 接，第一開關(guān)管的漏極端與第二采樣電路以及控制驅(qū)動芯片的電源VCC端連接，第二開關(guān) 管的源極端通過第二片內(nèi)電阻與第一功率開關(guān)管的源極端以及第一采樣電路連接。
[0017] 所述諧振箝位電路包括第二開關(guān)管以及第三開關(guān)管，所述第二開關(guān)管的柵極端與 所述第二開關(guān)管的漏極端連接，第二開關(guān)管的漏極端與第三開關(guān)管的源極端連接，第三開 關(guān)管的漏極端接地，第三開關(guān)管的柵極端與第二采樣電路以及比較器的同相端連接，第二 開關(guān)管的源極端與第一采樣電路以及比較器的反相端連接。
[0018] 所述諧振判斷電路包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端與第二RS觸 發(fā)器的置位端連接，第二RS觸發(fā)器的復(fù)位端與第二功率開關(guān)管的柵極端、第一 RS觸發(fā)器的 Q端、諧振檢測電路以及第一次導(dǎo)通電路連接，第二RS觸發(fā)器的Q端與或門電路的輸入端連 接。
[0019] 所述控制驅(qū)動芯片的限流比較CS端通過限流電阻接地，控制驅(qū)動芯片的開關(guān)節(jié) 點DRAIN端與輸出整流二極管的陽極端以及電感的一端連接，電感的另一端與輸出LED負(fù) 載的陰極端以及輸出濾波電容的一端連接，輸出整流二極管的陰極端與輸出LED負(fù)載的陽 極端以及輸出濾波電容的另一端連接；
[0020] 控制驅(qū)動芯片的電源VCC端與供電電容的一端以及供電電阻的一端連接，供電電 容的另一端與第三整流二極管的陽極端以及第四整流二極管的陽極端連接，供電電容的另 一端、第三整流二極管的陽極端以及第四整流二極管的陽極端均接地；供電電阻的另一端 與第一整流二極管的陰極端、第二整流二極管的陰極端、濾波電容的一端以及輸出整流二 極管的陰極端連接，濾波電容的另一端接地，第一整流二極管的陽極端與第三整流二極管 的陰極端連接，第二整流二極管的陽極端與第四整流二極管的陰極端連接。
[0021] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，主要有如下四個優(yōu)點：一、增加去源極采樣組件， 能夠更高可靠性地采樣出開關(guān)節(jié)點DRAIN端的信號，從而省去了一個SOURCE引腳和片外調(diào) 節(jié)電容，提高可靠性的同時使得成本大大降低。二、使用帶諧振抑制電路和箝位電路的諧振 檢測電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)電路中的過零比較器，使得諧振信號檢測精度大大提高。三、使用諧振判 斷電路去屏蔽第一次開啟時的開關(guān)節(jié)點低電平信號引起的諧振信號誤判斷，提升了電路的 穩(wěn)定性。四、恒流控制簡單，省去了專門的恒流邏輯控制電路，使得芯片設(shè)計成本大大降低， 結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)恒流控制，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為現(xiàn)有源極驅(qū)動的LED恒流驅(qū)動電源電路的電路原理圖。
[0023] 圖2為本實用新型控制驅(qū)動芯片的一種實施結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3為本實用新型的源極采樣電路。
[0025] 圖4為本實用新型的帶抑制抑制電路和箝位電路的諧振檢測電路。
[0026] 圖5為諧振抑制電路原理圖及波形圖。
[0027] 圖6為本實用新型的箝位電路原理圖。
[0028] 圖7為本實用新型的諧振判斷電路原理圖。
[0029] 圖8為本實用新型的諧振判斷電路主要波形圖

【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0031] 如圖2所示：為了能夠高精度、高可靠性地檢測出諧振信號，不依賴于功率管的尺 寸、溫度和工藝，同時省去了傳統(tǒng)電路中的SOURCE引腳和外圍調(diào)節(jié)電容，并且通過諧振判 斷信號去屏蔽第一次開啟時開關(guān)節(jié)點低電平所產(chǎn)生的諧振誤判斷信號，本實用新型包括控 制驅(qū)動芯片201，所述控制驅(qū)動芯片201有且僅有電源VCC端、開關(guān)節(jié)點DRAIN端、GND端以 及限流比較CS端；
[0032] 所述控制驅(qū)動芯片201內(nèi)包括第一開關(guān)功率管202以及第二開關(guān)功率管203,所述 第一開關(guān)功率管202的源極端與第二開關(guān)功率管203的漏極端連接；第一開關(guān)功率管202 的柵極端、第一開關(guān)功率管202的柵極端均與控制驅(qū)動芯片201內(nèi)的源極采樣組件204連 接；所述源極采樣組件204還與控制驅(qū)動芯片201的電源VCC端連接，控制驅(qū)動芯片201的 電源VCC端還與VCC箝位電路211、諧振檢測電路205連接，所述諧振檢測電路205與第一 開關(guān)功率管202的源極端、諧振判斷電路206、第二開關(guān)功率管203的柵極端、第一 RS觸發(fā) 器208的Q端以及第一次導(dǎo)通電路209連接；諧振判斷電路206也與第二開關(guān)功率管203 的柵極端、第一 RS觸發(fā)器208的Q端以及第一次導(dǎo)通電路209連接；
[0033] 諧振判斷電路206的輸出端、第一次導(dǎo)通電路209的輸出端均與或門電路207的 輸出端連接，或門電路207的輸出端與第一 RS觸發(fā)器208的置位端連接，第一 RS觸發(fā)器 208的復(fù)位端與過流比較器210的輸出端連接，第一 RS觸發(fā)器208的Q端與第二開關(guān)功率 管203的柵極端連接，第二開關(guān)功率管203的源極端與過流比較器210的同相端以及控制 驅(qū)動芯片201的限流比較CS端連接。
[0034] 具體地，第一開關(guān)功率管202的漏極端與第一開關(guān)功率管202的源極端通過寄生 電容C db連接，第一開關(guān)管202的柵極端與第一開關(guān)功率管202間具有寄生電容Cgb以及寄 生電容C gs。過流比較器210的反相端與參考電壓VKEF1連接，所述參考電&VKEF1由控制驅(qū)動 芯片201的基準(zhǔn)電壓提供，一般為400mv?500mv。
[0035] 本實用新型實施例中，通過高可靠性、高精度的諧振檢測電路205檢測出諧振信 號，諧振檢測電路205在開關(guān)節(jié)點DRAIN端出現(xiàn)諧振時翻轉(zhuǎn)，諧振檢測電路205經(jīng)過諧振判 斷電路206后輸出信號的上升沿去產(chǎn)生開啟信號，觸發(fā)第一開關(guān)功率管202、第二開關(guān)功率 管203的開啟。諧振檢測信號的精度越高會使得諧振時間越短，也就是死區(qū)時間可以控制 得極短，跟導(dǎo)通時間和退磁時間相比可以忽略，使得系統(tǒng)工作于近似臨界導(dǎo)通模式（BCM)。
[0036] 由于控制驅(qū)動芯片201應(yīng)用于工作在臨界導(dǎo)通模式（BCM)的降壓型變換器，變換 器的輸出平均電流I QUT可以表不成： , 1 r
[0037] I om =pk
[0038] 其中，IPK為輸出LED負(fù)載109電流峰值，由上面的公式可以看到，臨界導(dǎo)通模式下 輸出電流恒定為峰值電流的1/2。因此，在電感退磁剛結(jié)束，進入死區(qū)時間，開關(guān)節(jié)點DRAIN 端電壓剛開始出現(xiàn)諧振，開關(guān)節(jié)點DRAIN端的電壓被第一開關(guān)功率管202的寄生電容和源 極采樣組件204組合采樣，諧振信號即被諧振檢測電路205檢測出來，諧振信號通過后續(xù)電 路產(chǎn)生開啟信號使得功率管開啟。死區(qū)時間被控制得極短，跟一個開關(guān)周期相比可以忽略， 因此可以認(rèn)為系統(tǒng)工作于臨界導(dǎo)通模式，恒流精度取決于諧振檢測精度。這樣省去了現(xiàn)有 LED恒流驅(qū)動電路中的恒流邏輯控制電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)恒流控制， 適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
[0039] 本實用新型實施例中，主要利用融合源極采樣組件204,諧振檢測電路205和諧振 判斷電路206,精確地檢測出諧振信號，并且利用被檢測出現(xiàn)的諧振信號快速開啟第一開關(guān) 功率管202以及第二開關(guān)功率管203,使得輸出平均電流為峰值電流的1/2,從而實現(xiàn)LED 恒流驅(qū)動。
[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)不同的是：本實用新型增加了源極采樣組件204,利用源極采樣組件 204去提升開關(guān)節(jié)點DRAIN端的源極采樣的可靠性，相應(yīng)地省去了現(xiàn)有技術(shù)中的片外調(diào)節(jié) 電容117以及相對應(yīng)的用于調(diào)節(jié)開關(guān)節(jié)點源極采樣效果的SOURCE引腳。本實用新型采用 帶有諧振抑制電路和箝位電路的諧振檢測電路205代替現(xiàn)有技術(shù)中的過零比較器115。本 實用新型還增加了諧振判斷電路206,通過諧振判斷電路206屏蔽開關(guān)第一次開啟時開關(guān) 節(jié)點低電平引起的諧振信號誤判斷。本實用新型省去了恒流邏輯控制電路112。
[0041] 具體地，源極采樣組件204的一端與第一開關(guān)功率管202的柵極端連接，另一端與 第一開關(guān)功率管202的源極端連接，源極采樣組件204還與電源VCC端連接，電源VCC端在 VCC箝位電路211作用下產(chǎn)生VCC信號212。諧振檢測電路205的一個輸入端用于接收上 述VCC信號212,另一個輸入端與第一開關(guān)功率管202的源極端連接，諧振檢測電路205的 輸出端與諧振判斷電路206的一個輸入端連接。諧振判斷電路206的另一個輸入端與第二 開關(guān)功率管203的柵極端連接，且所述諧振判斷電路206的另一個輸入端還與諧振檢測電 路205、第一 RS觸發(fā)器208的Q端以及第一次導(dǎo)通電路209連接，諧振判斷電路206的輸出 端與或門電路207的一個輸入端連接。或門電路207的另一個輸入端與第一次開啟產(chǎn)生電 路209的輸出端連接，或門電路207的輸出端與第一 RS觸發(fā)器208的置位端連接。第一 RS 觸發(fā)器208的復(fù)位端與過流比較器210的輸出端連接，第一 RS觸發(fā)器的輸出端與第二開關(guān) 功率管203的柵極端連接。第一次導(dǎo)通電路209以及VCC箝位電路211均采用本【技術(shù)領(lǐng)域】 常用的電路結(jié)構(gòu)，此處不再贅述。
[0042] 本實用新型要解決的第一個問題是通過芯片內(nèi)部電路提升開關(guān)節(jié)點源極采樣的 可靠性，在不需要片外調(diào)節(jié)電容117的情況下實現(xiàn)不隨功率管尺寸、工藝、溫度變化的開關(guān) 節(jié)點源極采樣。
[0043] 如圖3所示，為本實用新型的一種源極采樣組件204和第一開關(guān)功率管202的寄 生電容所組成的高可靠性源極采樣電路。所述源極采樣組件204包括第一片內(nèi)二極管301、 第二片內(nèi)二極管302以及第一片內(nèi)電阻303 ;所述第一片內(nèi)二極管301的陽極端、第一片內(nèi) 電阻303的一端均與第一開關(guān)功率管202的柵極端連接，第二片內(nèi)二極管302的陽極端與 第一開關(guān)功率管202的源極端連接，第二片內(nèi)二極管302的陰極端與第一片內(nèi)電阻303的 另一端以及第一片內(nèi)二極管301的陰極端連接。
[0044] 采用由第一開關(guān)功率管202和第二開關(guān)功率管203構(gòu)成的源極驅(qū)動結(jié)構(gòu)，通過增 加源極采樣組件204,配合第一開關(guān)功率管202的寄生電容C db、寄生電容Cgs和寄生電容Cgb 形成一個高可靠性的源極采樣電路，對開關(guān)節(jié)點DRAIN端信號進行采樣。如圖3a所示，為 源極采樣組件204與第一開關(guān)功率管202配合形成源極采樣電路的原理圖，第一開關(guān)功率 管202的漏極端通過開關(guān)節(jié)點DRAIN端與電感111連接，第一開關(guān)功率管202的源極端與 第二開關(guān)功率管203的漏極端連接，第一開關(guān)功率管202的源極端同時與源極采樣組件204 的另一個輸入端連接。源極采樣組件204的輸出端與電源VCC端連接。源極采樣組件204 與電源VCC端之間并聯(lián)第一片內(nèi)電阻303與第一片內(nèi)二極管301。第一開關(guān)功率管202的 源極端與電源VCC端直接用第二片內(nèi)二極管302連接。源極采樣組件204與第一開關(guān)功率 管202的寄生電容配合一起構(gòu)成了源極采樣電路。圖3b所示為該實際電路的等效電路圖。
[0045] 在傳統(tǒng)的由寄生電容形成的分壓網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)之上加入了第一片內(nèi)二極管301 以及第二片內(nèi)二極管302,使得第一開關(guān)功率管202源極端的SOURCE電壓被箝位住，當(dāng) SOURCE電壓比電源VCC端的電壓高出0.7V以上時，第二片內(nèi)二極管302會放電，使得 S0URECE電壓下降，因此SOURCE電壓被箝位，SOURCE電壓不會比電源VCC端的電壓高出 0.7V以上。因此該源極采樣電路的采樣結(jié)果不依賴于分壓網(wǎng)絡(luò)的取值。因此可以省去傳統(tǒng) 電路中用于片外調(diào)節(jié)的電容和相應(yīng)的SOURCE引腳，省了外圍和一個引腳，使得設(shè)計成本大 大降低。
[0046] 本實用新型要解決的第二個技術(shù)問題是通過使用帶有諧振抑制電路和箝位電路 的諧振檢測電路205代替過零比較器114從而提升諧振信號的檢測精度。該諧振檢測電路 205包括可以防止源極信號諧振幅度過大導(dǎo)致箝位功能失效的諧振抑制電路410(該電路 的存在能夠防止諧振信號過大時、被箝位后，都是低電平，這樣輸出端就無法區(qū)分諧振與功 率管導(dǎo)通時的低電平了）。
[0047] 如圖4所示，為本實用新型的帶有諧振抑制電路和箝位電路的諧振檢測電路205， 所述諧振檢測電路205包括諧振抑制電路410、第一采樣電路401、第二采樣電路402、諧振 箝位電路411以及比較器405 ;所述諧振抑制電路410與第一次通道電路209、第一 RS觸 發(fā)器208的Q端、第二開關(guān)功率管203的柵極端以及諧振判斷電路206連接，諧振抑制電路 410與第一米樣電路401以及第二米樣電路402連接，第一米樣電路401還與第一開關(guān)功 率管202的源極端連接，第二采樣電路402還與控制驅(qū)動芯片201的電源VCC端連接，第一 采樣電路401分別與諧振箝位電路411以及比較器405的反相端，第二采樣電路402分別 與諧振箝位電路411以及比較器405的同相端連接，比較器405的輸出端與諧振判斷電路 206連接。
[0048] 具體地，第一開關(guān)功率管202源極端的SOURCE信號213與第一米樣電路401的輸 入端連接，SOURCE信號213還與諧振抑制電路410的一端連接。第一采樣電路401的輸出 端與比較器405的反相端端連接，第一采樣電路401的輸出端還與諧振箝位電路411連接。 電源VCC端的VCC信號212與第二采樣電路402的輸入端連接，VCC信號212還與諧振抑制 電路410的另一端連接。第二采樣電路402的輸出端與比較器405的同相端端連接，第二 采樣電路402的輸出端還與諧振箝位電路411的另一端連接。比較器405的工作電壓VDD 由控制驅(qū)動芯片201內(nèi)的電壓基準(zhǔn)提供。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，第一采樣電路401 與第二采樣電路402均是常用的分壓采樣電路。
[0049] 如圖5所示和圖6所示，所述諧振抑制電路410包括反相器406,所述反相器406 的輸出端與第一開關(guān)管407的柵極端連接，第一開關(guān)管407的漏極端與第二采樣電路402 以及控制驅(qū)動芯片201的電源VCC端連接，第二開關(guān)管407的源極端通過第二片內(nèi)電阻405 與第一功率開關(guān)管202的源極端以及第一采樣電路401連接。
[0050] 所述諧振箝位電路411包括第二開關(guān)管403以及第三開關(guān)管404,所述第二開關(guān)管 403的柵極端與所述第二開關(guān)管403的漏極端連接，第二開關(guān)管403的漏極端與第三開關(guān)管 404的源極端連接，第三開關(guān)管404的漏極端接地，第三開關(guān)管404的柵極端與第二采樣電 路402以及比較器405的同相端連接，第二開關(guān)管403的源極端與第一采樣電路401以及 比較器405的反相端連接。第二開關(guān)管403與第三開關(guān)管404采用同一襯底制成，且第二 開關(guān)管403的源極端與襯底等電位連接。
[0051] 第二片內(nèi)電阻415的一端與SOURCE信號213連接，第二片內(nèi)電阻415的另一端與 第一開關(guān)管407的源極端連接，第一開關(guān)管407采用PM0S管。第一開關(guān)管407的漏極端與 VCC信號212連接，第一開關(guān)管407的柵極端與反相器406的輸出端連接，反相器406的輸 入端與驅(qū)動信號215連接。驅(qū)動信號215為高電平的時候，第一開關(guān)管407被打開。由于本 系統(tǒng)被控制于臨界導(dǎo)通模式（BCM)，因此驅(qū)動信號215。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解， 由于PM0S源極與漏極是對稱的，源極漏極的關(guān)系是由電壓決定的，可以互換。因此該電路 具有雙向充電的功能。當(dāng)SOURCE信號213過低時，VCC信號212對第一開關(guān)功率管202的 源極端充電，當(dāng)SOURCE信號213過高時，SOURCE信號對電源VCC端充電。
[0052] 當(dāng)SOURCE信號213出現(xiàn)諧振的時候，該通路被打開，VCC信號212對第一開關(guān)功率 管202的源極端，使得諧振不會太低，當(dāng)諧振過大時，SOURCE信號會反過來對電源VCC端充 電。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，由于M0S管的源和漏具有對稱性，該電路可以雙向充電。
[0053] 第二開關(guān)管403以及第三開關(guān)管404均采用PM0S管，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理 解，第二開關(guān)管403源極端的開關(guān)管源極信號408被第三開關(guān)管404柵極端的開關(guān)管柵極 信號409箝位，開關(guān)管源極信號408可以低于開關(guān)管柵極信號409,但是倘若開關(guān)管源極信 號408高出開關(guān)管柵極信號409過大后，會對開關(guān)管柵極信號409放電，降低到適當(dāng)?shù)闹怠?由于開關(guān)管柵極信號409與第三開關(guān)管404的柵極端連接，只有開關(guān)管柵極信號409電壓 低于開關(guān)管源極信號408時該箝位電路才會導(dǎo)通，因此該電路是單向充電的，確保只有開 關(guān)管源極信號408高于開關(guān)管柵極信號409時，該通路才會打開。本實用新型實施例中，開 關(guān)管柵極信號409由第一米樣電路402提供。
[0054] 本實用新型要解決的第三個問題使用諧振判斷電路206去屏蔽在功率管第一次 開啟時開關(guān)節(jié)點的低電平信號所產(chǎn)生的諧振信號誤判斷。如圖7所示為本實用新型的諧振 判斷電路206的結(jié)構(gòu)圖，所述諧振判斷電路206包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器501，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 501的輸出端與第二RS觸發(fā)器502的置位端連接，第二RS觸發(fā)器502的復(fù)位端與第二功率 開關(guān)管203的柵極端、第一 RS觸發(fā)器208的Q端、諧振檢測電路205以及第一次導(dǎo)通電路 209連接，第二RS觸發(fā)器502的Q端與或門電路207的輸入端連接。
[0055] 如圖8所示，為本實用新型的諧振判斷電路的主要波形圖，在第一個周期時，諧振 檢測信號214與驅(qū)動信號215是同相的。因此在第一個周期里信號，第二RS觸發(fā)器502的 輸出為低電平，諧振檢測214被完全屏蔽了。在第二個周期以及后面的N次周期里，諧振檢 測信號214高電平比驅(qū)動信號215早，因此可以產(chǎn)生高電平，也就是可以產(chǎn)生驅(qū)動信號。本 實用新型實施例中，諧振檢測信號214由諧振檢測電路205輸出，驅(qū)動信號215由第一 RS 觸發(fā)器208的Q端輸出。
[0056] 如圖2所示，利用控制芯片201去驅(qū)動輸出LED負(fù)載109時，所述控制驅(qū)動芯片 201的限流比較CS端通過限流電阻112接地，控制驅(qū)動芯片201的開關(guān)節(jié)點DRAIN端與輸 出整流二極管110的陽極端以及電感111的一端連接，電感111的另一端與輸出LED負(fù)載 109的陰極端以及輸出濾波電容108的一端連接，輸出整流二極管110的陰極端與輸出LED 負(fù)載109的陽極端以及輸出濾波電容108的另一端連接；
[0057] 控制驅(qū)動芯片201的電源VCC端與供電電容107的一端以及供電電阻106的一端 連接，供電電容107的另一端與第三整流二極管103的陽極端以及第四整流二極管104的 陽極端連接，供電電容107的另一端、第三整流二極管103的陽極端以及第四整流二極管 104的陽極端均接地；供電電阻106的另一端與第一整流二極管101的陰極端、第二整流二 極管102的陰極端、濾波電容105的一端以及輸出整流二極管110的陰極端連接，濾波電容 105的另一端接地，第一整流二極管101的陽極端與第三整流二極管103的陰極端連接，第 二整流二極管102的陽極端與第四整流二極管104的陰極端連接。
[0058] 當(dāng)控制驅(qū)動芯片201完成上電啟動后，第一次開啟產(chǎn)生電路209產(chǎn)生第一次開啟 信號，輸入電壓開始對電感111充電，電感111中電流線性上升。當(dāng)電感電流上升到限流點 之后，限流比較器210輸出高電平，產(chǎn)生關(guān)斷信號。第一開關(guān)功率管202以及第二開關(guān)功率 管203隨之被關(guān)斷。由于電感111中的電流不能突變，將會通過輸出整流二極管110形成 放電通路，電感開始退磁，電感中電流線性下降。放電到零后開關(guān)節(jié)點DRAIN端的電壓將會 出現(xiàn)諧振。
[0059] 開關(guān)節(jié)點DRAIN端的信號被本實用新型的源極采樣組件204和第一開關(guān)功率 管202所組成的高可靠性的開關(guān)節(jié)點源極采樣電路采樣到諧振檢測電路205的輸入端。 SOURCE信號213經(jīng)過諧振檢測電路205中的諧振抑制電路410和采樣電路、箝位電路411、 比較器405處理后，SOURCE信號213幅度很小的諧振就能被高精度地檢測出來并且使得諧 振檢測電路205輸出高電平。諧振檢測電路205的輸出端與諧振判斷電路206的一個輸入 端連接，諧振判斷電路206的另一個輸入端與驅(qū)動信號215連接。諧振檢測電路205輸出的 諧振檢測信號214經(jīng)過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器501處理后輸出信號與第二RS觸發(fā)器502的置位端 連接，第二RS觸發(fā)器502的輸出端信號216是屏蔽了第一次開啟時高電平信號引起諧振誤 判斷的諧振信號。該信號經(jīng)過或門電路207,或門電路207的輸出端與第一 RS觸發(fā)器208 的置位端連接。第一 RS觸發(fā)器208輸出端產(chǎn)生開啟信號，驅(qū)動第一開關(guān)功率管203工作。
[0060] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，主要有如下四個優(yōu)點：一、增加了源極采樣組件 204,能夠更高可靠性地采樣出開關(guān)節(jié)點DRAIN端的信號，從而省去了一個SOURCE引腳和片 外調(diào)節(jié)電容117,提高可靠性的同時使得成本大大降低。二、使用帶諧振抑制電路和箝位電 路的諧振檢測電路205代替?zhèn)鹘y(tǒng)電路中的過零比較器114,使得諧振信號檢測精度大大提 高。三、使用諧振判斷電路206去屏蔽第一次開啟時的開關(guān)節(jié)點低電平信號引起的諧振信 號誤判斷，提升了電路的穩(wěn)定性。四、恒流控制簡單，省去了專門的恒流邏輯控制電路，使得 芯片設(shè)計成本大大降低，結(jié)構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)恒流控制，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
【權(quán)利要求】
1. 一種提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，其特征是：包括控制驅(qū)動芯片（201)， 所述控制驅(qū)動芯片（201)有且僅有電源VCC端、開關(guān)節(jié)點DRAIN端、GND端以及限流比較CS 端； 所述控制驅(qū)動芯片（201)內(nèi)包括第一開關(guān)功率管（202)以及第二開關(guān)功率管（203)，所 述第一開關(guān)功率管（202)的源極端與第二開關(guān)功率管（203)的漏極端連接；第一開關(guān)功率 管（202)的柵極端、第一開關(guān)功率管（202)的柵極端均與控制驅(qū)動芯片（201)內(nèi)的源極采樣 組件（204)連接；所述源極采樣組件（204)還與控制驅(qū)動芯片（201)的電源VCC端連接，控 制驅(qū)動芯片（201)的電源VCC端還與VCC箝位電路（211)、諧振檢測電路（205)連接，所述 諧振檢測電路（205)與第一開關(guān)功率管（202)的源極端、諧振判斷電路（206)、第二開關(guān)功 率管（203)的柵極端、第一 RS觸發(fā)器（208)的Q端以及第一次導(dǎo)通電路（209)連接；諧振判 斷電路（206)也與第二開關(guān)功率管（203)的柵極端、第一 RS觸發(fā)器（208)的Q端以及第一 次導(dǎo)通電路（209)連接； 諧振判斷電路（206)的輸出端、第一次導(dǎo)通電路（209)的輸出端均與或門電路（207)的 輸出端連接，或門電路（207)的輸出端與第一 RS觸發(fā)器（208)的置位端連接，第一 RS觸發(fā) 器（208)的復(fù)位端與過流比較器（210)的輸出端連接，第一 RS觸發(fā)器（208)的Q端與第二 開關(guān)功率管（203)的柵極端連接，第二開關(guān)功率管（203)的源極端與過流比較器（210)的同 相端以及控制驅(qū)動芯片（201)的限流比較CS端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，其特征是：所述源 極采樣組件（204)包括第一片內(nèi)二極管（301)、第二片內(nèi)二極管（302)以及第一片內(nèi)電阻 (303);所述第一片內(nèi)二極管（301)的陽極端、第一片內(nèi)電阻（303)的一端均與第一開關(guān)功 率管（202)的柵極端連接，第二片內(nèi)二極管（302)的陽極端與第一開關(guān)功率管（202)的源極 端連接，第二片內(nèi)二極管（302)的陰極端與第一片內(nèi)電阻（303)的另一端以及第一片內(nèi)二 極管（301)的陰極端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，其特征是：所述諧 振檢測電路（205)包括諧振抑制電路（410)、第一采樣電路（401 )、第二采樣電路（402)、諧 振箝位電路（411)以及比較器（405);所述諧振抑制電路（410)與第一次通道電路（209)、 第一 RS觸發(fā)器（208)的Q端、第二開關(guān)功率管（203)的柵極端以及諧振判斷電路（206)連 接，諧振抑制電路（410 )與第一采樣電路（401)以及第二采樣電路（402 )連接，第一采樣電 路（401)還與第一開關(guān)功率管（202)的源極端連接，第二采樣電路（402)還與控制驅(qū)動芯 片（201)的電源VCC端連接，第一采樣電路（401)分別與諧振箝位電路（411)以及比較器 (405)的反相端，第二采樣電路（402)分別與諧振箝位電路（411)以及比較器（405)的同相 端連接，比較器（405)的輸出端與諧振判斷電路（206)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，其特征是：所述諧 振抑制電路（410)包括反相器（406)，所述反相器（406)的輸出端與第一開關(guān)管（407)的柵 極端連接，第一開關(guān)管（407)的漏極端與第二采樣電路（402)以及控制驅(qū)動芯片（201)的 電源VCC端連接，第二開關(guān)管（407)的源極端通過第二片內(nèi)電阻（405)與第一功率開關(guān)管 (202)的源極端以及第一采樣電路（401)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，其特征是：所述諧 振箝位電路（411)包括第二開關(guān)管（403)以及第三開關(guān)管（404)，所述第二開關(guān)管（403)的 柵極端與所述第二開關(guān)管（403)的漏極端連接，第二開關(guān)管（403)的漏極端與第三開關(guān)管 (404)的源極端連接，第三開關(guān)管（404)的漏極端接地，第三開關(guān)管（404)的柵極端與第二 采樣電路（402)以及比較器（405)的同相端連接，第二開關(guān)管（403)的源極端與第一采樣電 路（401)以及比較器（405)的反相端連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，其特征是：所述諧 振判斷電路（206)包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（501)，所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（501)的輸出端與第二RS觸 發(fā)器（502)的置位端連接，第二RS觸發(fā)器（502)的復(fù)位端與第二功率開關(guān)管（203)的柵極 端、第一 RS觸發(fā)器（208)的Q端、諧振檢測電路（205)以及第一次導(dǎo)通電路（209)連接，第 二RS觸發(fā)器（502)的Q端與或門電路（207)的輸入端連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升退磁檢測精度的LED恒流驅(qū)動電路，其特征是：所述控 制驅(qū)動芯片（201)的限流比較CS端通過限流電阻（112)接地，控制驅(qū)動芯片（201)的開關(guān) 節(jié)點DRAIN端與輸出整流二極管（110 )的陽極端以及電感（111)的一端連接，電感（111)的 另一端與輸出LED負(fù)載（109)的陰極端以及輸出濾波電容（108)的一端連接，輸出整流二 極管（110)的陰極端與輸出LED負(fù)載（109)的陽極端以及輸出濾波電容（108)的另一端連 接； 控制驅(qū)動芯片（201)的電源VCC端與供電電容（107)的一端以及供電電阻（106)的一 端連接，供電電容（107)的另一端與第三整流二極管（103)的陽極端以及第四整流二極管 (104)的陽極端連接，供電電容（107)的另一端、第三整流二極管（103)的陽極端以及第四 整流二極管（104)的陽極端均接地；供電電阻（106)的另一端與第一整流二極管（101)的陰 極端、第二整流二極管（102)的陰極端、濾波電容（105)的一端以及輸出整流二極管（110) 的陰極端連接，濾波電容（105)的另一端接地，第一整流二極管（101)的陽極端與第三整流 二極管（103)的陰極端連接，第二整流二極管（102)的陽極端與第四整流二極管（104)的陰 極端連接。
【文檔編號】H05B37/02GK203884058SQ201420309713
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】葛亮, 黃飛明, 趙文遐, 丁國華, 勵曄, 吳霖, 朱勤為 申請人:無錫硅動力微電子股份有限公司