退磁檢測(cè)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種退磁檢測(cè)電路（10），包括：壓降單元（11），參考電平發(fā)生單元（12）和比較單元（13），其中，壓降單元（11）與被測(cè)功率開(kāi)關(guān)管（M1）的漏極端（DRAIN）連接，用于降低來(lái)自該漏極端（DRAIN）的信號(hào)的電壓，并將降壓后的漏極信號(hào)（Vx）發(fā)送給所述比較單元（13）；參考電平發(fā)生單元（12）生成參考閾值（Vref_DM），并將該參考閾值（Vref_DM）發(fā)送給所述比較單元（13）；所述比較單元（13）的不同輸入端分別接收所述降壓后的漏極信號(hào)（Vx）和所述參考閾值（Vref_DM），并且所述比較單元（13）將所述降壓后的漏極信號(hào)（Vx）和所述參考閾值（Vref_DM）進(jìn)行比較，來(lái)檢測(cè)退磁結(jié)束時(shí)間點(diǎn)。應(yīng)用該電路可以在恒流驅(qū)動(dòng)電路中的功率開(kāi)關(guān)管的漏極端檢測(cè)電感退磁時(shí)間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】退磁檢測(cè)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種退磁檢測(cè)電路，具體而言，涉及一種用于恒流驅(qū)動(dòng)的電感退磁時(shí)間檢測(cè)電路，以及應(yīng)用該電路的控制電路和包括了該控制電路的恒流驅(qū)動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(light-emitting diode, LED)因其發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，目前越來(lái)越多地被用于照明光源。商用或家用的照明設(shè)備往往由市電(高壓工頻交流電)來(lái)驅(qū)動(dòng)，這就需要通過(guò)AC-DC轉(zhuǎn)換來(lái)為L(zhǎng)ED提供恒定電流。
[0003]AC-DC LED驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)器)實(shí)際上就是LED的恒流電源電路，該電路將市電轉(zhuǎn)換為特定的輸出電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光，并且利用器件對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)制，以使得輸出平均電流保持恒定，及輸出電流不隨輸入電壓的波動(dòng)而波動(dòng)。AC-DC LED驅(qū)動(dòng)電路分為非隔離型和隔尚型兩種。
[0004]中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)N0.200910246151.4公開(kāi)了一種“輸出電壓及電感量變化保持恒流的源級(jí)驅(qū)動(dòng)LED驅(qū)動(dòng)電路”。在該專(zhuān)利申請(qǐng)所公開(kāi)的LED驅(qū)動(dòng)電路中，第二開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)啟時(shí)通過(guò)比較器設(shè)定輸出電流的峰值；關(guān)斷時(shí)通過(guò)電感電流過(guò)零檢測(cè)器檢測(cè)電感電流，從而在輸出電流到零時(shí)使得第二開(kāi)關(guān)晶體管重新開(kāi)啟，保證系統(tǒng)工作在臨界連續(xù)模式下，輸出電流僅由峰值電流確定。在該電路中，采用源極驅(qū)動(dòng)，將第一開(kāi)關(guān)MOS晶體管的柵極固定在一個(gè)較低的電壓，從而將其源極最高電壓限制在一個(gè)較低的電平，以采用低壓工藝檢測(cè)第一開(kāi)關(guān)MOS晶體管的源極的波形，找出電流臨界的工作點(diǎn)，保證驅(qū)動(dòng)電路工作在臨界連續(xù)模式。
[0005]在類(lèi)似于中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)N0.200910246151.4所公開(kāi)的LED驅(qū)動(dòng)電路中，由于被檢測(cè)的功率開(kāi)關(guān)管的漏極最高電壓比母線電壓還高一個(gè)二極管壓降，高達(dá)幾百伏，直接在漏極檢測(cè)退磁結(jié)束點(diǎn)非常困難，既不經(jīng)濟(jì)，也不便于實(shí)現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種退磁檢測(cè)電路，應(yīng)用該電路可以在恒流驅(qū)動(dòng)電路中的功率開(kāi)關(guān)管的漏極端檢測(cè)電感退磁時(shí)間。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種退磁檢測(cè)電路，包括:壓降單元，參考電平發(fā)生單元和比較單元，其中，壓降單元與被測(cè)功率開(kāi)關(guān)管的漏極端連接，用于降低來(lái)自該漏極端的信號(hào)的電壓，并將降壓后的漏極信號(hào)發(fā)送給比較單元；參考電平發(fā)生單元生成參考閾值，并將該參考閾值發(fā)送給比較單元；比較單元的不同輸入端分別接收降壓后的漏極信號(hào)和參考閾值，并且比較單元將降壓后的漏極信號(hào)和參考閾值進(jìn)行比較，來(lái)檢測(cè)退磁結(jié)束時(shí)間點(diǎn)。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路，可選地，壓降單元進(jìn)一步連接在被測(cè)功率開(kāi)關(guān)管的漏極端和內(nèi)部電源端之間，當(dāng)漏極端的電壓為高電平時(shí)，該漏極端通過(guò)壓降單元為內(nèi)部電源端供電。[0009]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路，可選地，壓降單元包括壓降元件，該壓降元件的輸入端與被測(cè)功率開(kāi)關(guān)管的漏極端連接，其輸出端連接到比較單元的一個(gè)輸入端，并且在壓降元件的輸出端和內(nèi)部電源端之間進(jìn)一步串聯(lián)有二極管和/或電阻，其中二極管的正極連接到壓降元件一側(cè)，其負(fù)極連接到內(nèi)部電源端一側(cè)。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路，可選地，壓降元件是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路，可選地，參考閾值是恒定的參考電平或者是浮動(dòng)的參考電平。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路，可選地，在壓降元件的輸入端和輸出端之間并聯(lián)有電容。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種用于恒流驅(qū)動(dòng)器的控制電路，包括:上述的退磁檢測(cè)電路，恒流算法控制器，PWM控制器，峰值檢測(cè)器和驅(qū)動(dòng)級(jí)，其中，退磁檢測(cè)電路與恒流驅(qū)動(dòng)器的功率開(kāi)關(guān)管的漏極連接，以接收功率開(kāi)關(guān)管的漏極信號(hào)，并且該退磁檢測(cè)電路在檢測(cè)到退磁結(jié)束時(shí)間點(diǎn)后發(fā)送信號(hào)給恒流算法控制器；恒流算法控制器基于退磁檢測(cè)電路檢測(cè)到的退磁結(jié)束時(shí)間點(diǎn)向PWM控制器發(fā)出第一控制信號(hào)；峰值電流檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)恒流驅(qū)動(dòng)器的采樣電阻的電壓來(lái)檢測(cè)功率開(kāi)關(guān)管的源漏極電流，并根據(jù)該電流檢測(cè)結(jié)果向PWM控制器發(fā)出第二控制信號(hào)；PWM控制器基于第一控制信號(hào)和/或第二控制信號(hào)生成PWM信號(hào)，并將該P(yáng)WM信號(hào)發(fā)送給驅(qū)動(dòng)級(jí)；驅(qū)動(dòng)級(jí)的輸出端與功率開(kāi)關(guān)管的柵極連接，以根據(jù)PWM信號(hào)導(dǎo)通或關(guān)斷該功率開(kāi)關(guān)管。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)方面，提供了一種恒流驅(qū)動(dòng)器，其包括:電阻，電容，續(xù)流二極管，電感，功率開(kāi)關(guān)管和采樣電阻，其中，電阻和電容串聯(lián)在母線與地之間；續(xù)流二極管的負(fù)極連接到負(fù)載發(fā)光二極管的正極和母線；電感的一端連接到續(xù)流二極管的正極，另一端連接到負(fù)載發(fā)光二極管的負(fù)極；功率開(kāi)關(guān)管連接在電感和采樣電阻之間，其漏極連接到續(xù)流二極管的正極，源極連接到采樣電阻；采樣電阻的一端與功率開(kāi)關(guān)管的源極連接，另一端接地，以及驅(qū)動(dòng)器還包括前述的控制電路。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)器，可選地，如果該恒流驅(qū)動(dòng)器工作于電感電流斷續(xù)模式，當(dāng)PWM控制器的PWM信號(hào)為高時(shí)，驅(qū)動(dòng)級(jí)驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，功率開(kāi)關(guān)管的漏極電壓為低電平，電流從母線經(jīng)發(fā)光二極管、電感、功率開(kāi)關(guān)管、采樣電阻到地，電感的電流逐漸增大，相應(yīng)地采樣電阻的電壓也逐漸增大，采樣電阻電壓達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)，峰值電流檢測(cè)器向PWM控制器發(fā)出第二控制信號(hào)，PWM控制器將PWM信號(hào)拉低，使得功率開(kāi)關(guān)管截止，PWM信號(hào)為低的時(shí)間點(diǎn)為退磁時(shí)間的起始點(diǎn)；功率開(kāi)關(guān)管截止后，其漏極電壓升高，電感與續(xù)流二極管和發(fā)光二極管串聯(lián)形成一個(gè)環(huán)路，電感電流逐漸降低；當(dāng)電感電流降低到零時(shí)，在功率開(kāi)關(guān)管的漏極產(chǎn)生振鈴信號(hào)，退磁檢測(cè)電路檢測(cè)到該振鈴信號(hào)，從而檢測(cè)到退磁時(shí)間的結(jié)束點(diǎn)；在檢測(cè)到退磁結(jié)束后，退磁檢測(cè)電路輸出信號(hào)至恒流算法控制器；在電感電流保持為零一段時(shí)間后，恒流算法控制器向PWM控制器發(fā)出第一控制信號(hào)，使得PWM信號(hào)為高，開(kāi)始下一個(gè)周期。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)器，可選地，退磁檢測(cè)電路被設(shè)置為，在PWM信號(hào)為低后，經(jīng)過(guò)一段延遲再開(kāi)始檢測(cè)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的恒流驅(qū)動(dòng)器，可選地，如果該恒流驅(qū)動(dòng)器在電感電流臨界模式，控制電路被設(shè)置為，當(dāng)檢測(cè)到電感的電流為零，立即將PWM信號(hào)設(shè)置為高，開(kāi)始下一個(gè)周期。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)方面，提供了一種恒流驅(qū)動(dòng)器，包括:電阻，電容，續(xù)流二極管，功率開(kāi)關(guān)管，采樣電阻和隔離變壓器，其中，電阻和電容串聯(lián)在母線與地之間；隔離變壓器的初級(jí)繞組連接在母線和功率開(kāi)關(guān)管之間，其次級(jí)繞組與續(xù)流二極管的正極相連接；續(xù)流二極管的負(fù)極連接到負(fù)載發(fā)光二極管的正極；功率開(kāi)關(guān)管連接在隔離變壓器的初級(jí)繞組和采樣電阻之間，其漏極連接到隔離變壓器的初級(jí)繞組，源極連接到采樣電阻；采樣電阻的一端與功率開(kāi)關(guān)管的源極連接，另一端接地，以及驅(qū)動(dòng)器還包括前述的控制電路。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0020]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路的原理圖；
[0021]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路的原理圖；
[0022]圖3示出了基于圖2所示的退磁檢測(cè)電路原理的一個(gè)例子；
[0023]圖4示出了基于圖2所示的退磁檢測(cè)電路原理的另一個(gè)例子；
[0024]圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的非隔離AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器的原理電路圖；
[0025]圖6的時(shí)序圖示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器在電感電流斷續(xù)模式下的工作情況；
[0026]圖7的時(shí)序圖示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器在電感電流臨界模式下的工作情況；
[0027]圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的隔離AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器的原理電路圖。【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；谒枋龅谋緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0029]除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求書(shū)中使用的“第一”、“第二”以及類(lèi)似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來(lái)區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個(gè)”或者“一”等類(lèi)似詞語(yǔ)也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。
[0030]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路。圖1所示的退磁檢測(cè)電路10包括壓降單元11，參考電平發(fā)生單元12和比較器13。在圖1中，DRAIN表示被測(cè)開(kāi)關(guān)管的漏極端，VDD為芯片內(nèi)部電源端。如圖1所示，壓降單元11的輸入端與DRAIN連接，其輸出端連接到比較器13的反相輸入端；參考電平發(fā)生單元12的輸入端連接到VDD，其輸出端連接到比較器13的正相輸入端。可選地，也可以采用這樣的連接方式，壓降單元11的輸出端連接到比較器13的正相輸入端，而參考電平發(fā)生單元12的輸出端連接到比較器13的反相輸入端。
[0031]如前所述，DRAIN端的電壓可以達(dá)到幾百伏。由于降壓?jiǎn)卧?1的降壓作用，在降壓?jiǎn)卧?1的輸出端(Vx端)產(chǎn)生幾十伏左右的低電壓信號(hào)。當(dāng)電感電流降低為零后，DRAIN出現(xiàn)振鈴信號(hào)，在降壓?jiǎn)卧?1的作用下，在Vx端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電壓幅度降低了的振鈴信號(hào)。當(dāng)電壓Vx低于由參考電平發(fā)生單元12生成的閾值Vref_DM時(shí)，表示退磁結(jié)束點(diǎn)檢測(cè)到了，比較器13輸出信號(hào)Vout。其中，Vref_DM可以是恒定的參考電平，也可以是內(nèi)部經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生的浮動(dòng)的參考電平。
[0032]由于降壓?jiǎn)卧?1的降壓作用，參考電平發(fā)生單元12和比較器13都可以是低壓電路，便于實(shí)現(xiàn)，成本也低。
[0033]此外，圖1所示實(shí)施例中的比較器13為電壓型比較器，其也可以是電流型比較器。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路。與圖1所示的實(shí)施例不同，圖2所示的退磁檢測(cè)電路10中，壓降單元11的一個(gè)輸出端(不同于Vx端的輸出端)連接到VDD。具體而言，壓降單元11的輸入端與DRAIN連接，壓降單元11的一個(gè)輸出端和參考電平發(fā)生單元12的輸入端連接到VDD，參考電平發(fā)生單元12的輸出端連接到比較器13的正相輸入端，以及壓降單元11的另一個(gè)輸出端(Vx端)連接到比較器13的反相輸入端?？蛇x地，也可以采用這樣的連接方式，壓降單元11的Vx端連接到比較器13的正相輸入端，而參考電平發(fā)生單元12的輸出端連接到比較器13的反相輸入端。
[0034]根據(jù)圖2的實(shí)施例，當(dāng)被測(cè)開(kāi)關(guān)管的漏極端DRAIN電壓Vd為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管的漏極通過(guò)降壓?jiǎn)卧?1向VDD端供電。由于降壓?jiǎn)卧?1的降壓作用，在降壓?jiǎn)卧?1的輸出端(Vx端)產(chǎn)生幾十伏左右的低電壓信號(hào)。當(dāng)電感電流降低為零后，DRAIN出現(xiàn)振鈴信號(hào)，在降壓?jiǎn)卧?1的作用下，在Vx端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電壓幅度降低了的振鈴信號(hào)。當(dāng)電壓Vx低于由參考電平發(fā)生單元12生成的閾值Vref_DM時(shí)，表示退磁結(jié)束點(diǎn)檢測(cè)到了，比較器13輸出信號(hào)Vout。其中，Vref_DM可以是恒定的參考電平，也可以是內(nèi)部經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生的浮動(dòng)的參考電平。
[0035]由于降壓?jiǎn)卧?1的降壓作用，參考電平發(fā)生單元12和比較器13都可以是低壓電路，便于實(shí)現(xiàn)，成本也低。
[0036]此外，圖2所示實(shí)施例中的比較器13為電壓型比較器，其也可以是電流型比較器。
[0037]圖2所示的退磁檢測(cè)電路，可以在DRAIN為高電平時(shí)，為VDD供電；由于降壓?jiǎn)卧慕祲鹤饔?，將DRAIN的高壓信號(hào)降低為Vx端的低壓信號(hào)，為檢測(cè)電路的實(shí)現(xiàn)提供了條件；用低壓電路實(shí)現(xiàn)了退磁結(jié)束點(diǎn)的檢測(cè)。
[0038]圖3示出了基于圖2所示的退磁檢測(cè)電路原理的一個(gè)例子。與圖2對(duì)比，圖3所示的退磁檢測(cè)電路IOa包括了壓降單元IIa(如虛線方框所示)。在圖3的例子中，壓降單元Ila包括耐高壓的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET，并且在JFET和VDD之間串聯(lián)了二極管D。其中，JFET的輸入端與開(kāi)關(guān)管DRAIN連接，JFET的輸出端與二極管D的正極連接，二極管D的負(fù)極和參考電平發(fā)生單元12的輸入端連接到VDD，參考電平發(fā)生單元12的輸出端連接到比較器13的正相輸入端，JFET的輸出端連接到比較器13的反相輸入端。由于二極管的阻止作用(單向?qū)ㄐ?，當(dāng)被測(cè)開(kāi)關(guān)管的漏極端電壓Vd為低電平時(shí)，VDD不會(huì)對(duì)DRAIN反向供電，這樣可以更好地保持VDD恒定。類(lèi)似地，也可以用電阻或者電阻與二極管的串聯(lián)組合來(lái)
代替二極管D。
[0039]可選地，也可以采用這樣的連接方式，JFET的輸出端連接到比較器13的正相輸入端，而參考電平發(fā)生單元12的輸出端連接到比較器13的反相輸入端。
[0040]由于JFET的漏極、源極可以互換，因此如果將其源極作為其輸入端，則其漏極為輸出端，若將其漏極作為輸入端，則其源極為輸出端。
[0041]此外，如圖2所示，JFET的柵極接地。可選地，JFET的柵極接至某個(gè)固定的偏置電壓。
[0042]當(dāng)DRAIN為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管的漏極通過(guò)JFET和二極管D給VDD供電。由于JFET的降壓作用，在JFET的輸出端(Vx端)產(chǎn)生幾十伏左右的低電壓信號(hào)。當(dāng)電感電流降低為零后，DRAIN出現(xiàn)振鈴信號(hào)，由于JFET的源級(jí)與漏極之間的寄生電容Cds的耦合作用，在Vx端也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)幅度降低了振鈴信號(hào)。當(dāng)電壓Vx低于由參考電平發(fā)生單元12生成的閾值Vref_DM時(shí)，表示退磁結(jié)束點(diǎn)檢測(cè)到了，比較器13輸出信號(hào)Vout。其中，Vref_DM可以是恒定的參考電平，也可以是經(jīng)內(nèi)部計(jì)算產(chǎn)生的浮動(dòng)的參考電平。這樣可以更加靈活地進(jìn)行信號(hào)的比較。
[0043]如前所述，可選地，二極管D也可以是二極管與電阻的串聯(lián)。該串聯(lián)電阻還起到限流的作用，防止DRAIN為高電平時(shí)，由DRAIN端往VDD端的正向電流過(guò)大。
[0044]可選地，為增強(qiáng)耦合作用，也可以在JFET的漏極與源級(jí)并聯(lián)一個(gè)外部電容。
[0045]圖3所示的壓降單元Ila也可以應(yīng)用于圖1所示的退磁檢測(cè)電路方案中。也就是說(shuō)，將二極管D的負(fù)極連接到地或者低電壓偏置，而不連接到VDD端。
[0046]圖4不出了基于圖2所不的退磁檢測(cè)電路原理的另Iv例子。與圖2對(duì)比，圖4所示的退磁檢測(cè)電路IOb包括了壓降單元Ilb (如虛線方框所示)。相比圖3的例子中用耐高壓的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，圖4的例子使用了絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管M0S。如前述原理，在MOS和VDD之間串聯(lián)了電阻R。其中，MOS的輸入端與DRAIN連接，MOS的Vx端與R的一端連接，R的另一端和參考電平發(fā)生單元12的輸入端連接到VDD，參考電平發(fā)生單元12的輸出端連接到比較器13的正相輸入端，MOS的輸出端連接到比較器13的反相輸入端。
[0047]可選地，也可以采用這樣的連接方式，MOS的輸出端連接到比較器13的正相輸入端，而參考電平發(fā)生單元12的輸出端連接到比較器13的反相輸入端。
[0048]由于對(duì)于襯底不與源極相連的MOS管而言，漏極、源極可以互換，因此如果將其源極作為其輸入端，則其漏極為輸出端，若將其漏極作為輸入端，則其源極為輸出端。
[0049]此外，如圖4所示，MOS的柵極接至某個(gè)固定的偏置電壓Vb。
[0050]當(dāng)DRAIN為高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管的漏極通過(guò)MOS和電阻R給VDD供電。由于MOS的降壓作用，在MOS的輸出端(Vx端)產(chǎn)生幾十伏左右的低電壓信號(hào)。當(dāng)電感電流降低為零后，DRAIN出現(xiàn)振鈴信號(hào)，由于MOS的源級(jí)與漏極之間的寄生電容Cds的耦合作用，在Vx端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)幅度降低了振鈴信號(hào)。當(dāng)電壓Vx低于由參考電平發(fā)生單元12生成的閾值Vref_DM時(shí)，表示退磁結(jié)束點(diǎn)檢測(cè)到了，比較器13輸出信號(hào)Vout。其中，Vref_DM可以是恒定的參考電平，也可以是經(jīng)內(nèi)部計(jì)算產(chǎn)生的浮動(dòng)的參考電平。
[0051]如前所述，串聯(lián)的電阻R可以起到限流的作用，一方面防止DRAIN為高電平時(shí)，由DRAIN端往VDD端的正向電流過(guò)大；另一方面當(dāng)被測(cè)開(kāi)關(guān)管的漏極端電壓Vd為低電平時(shí)，減少VDD對(duì)DRAIN的供電，這樣可以更好地保持VDD恒定?？蛇x地，電阻R也可以是二極管或者二極管與電阻的串聯(lián)。
[0052]此外，如前所述，圖4所示的壓降單元Ilb也可以應(yīng)用于圖1所示的退磁檢測(cè)電路方案中。也就是說(shuō)，將電阻R的一端連接到MOS管的輸出端，另一端連接到地或者低電壓偏置，而不連接到VDD端。
[0053]可選地，為增強(qiáng)耦合作用，也可以在MOS的漏極與源級(jí)并聯(lián)一個(gè)外部電容。
[0054]圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的非隔離AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器的原理電路圖。如圖5所示，驅(qū)動(dòng)器IA包括:電阻Rl，電容Cl，續(xù)流二極管Dl，電感LI，功率MOS管Ml和采樣電阻Rs。其中，VM為市電經(jīng)過(guò)整流橋整流后得到的母線電壓。電阻Rl和電容Cl串聯(lián)在VM(母線)與地之間；續(xù)流二極管Dl的負(fù)極連接到負(fù)載LED的正極和VM ；電感LI的一端連接到續(xù)流二極管Dl的正極，另一端連接到負(fù)載LED的負(fù)極；功率MOS管Ml連接在電感LI和采樣電阻Rs之間，其漏極連接到續(xù)流二極管Dl的正極，源極連接到采樣電阻Rs ;采樣電阻Rs的一端與功率MOS管Ml的源極連接，另一端接地。
[0055]驅(qū)動(dòng)器IA還包括控制電路，如圖5中的方框內(nèi)的部分所示。該控制電路包括:退磁檢測(cè)器10，恒流算法控制器20，PWM控制器30，峰值檢測(cè)器40和驅(qū)動(dòng)級(jí)50。該控制電路中的各個(gè)單元部分可以集成于一個(gè)芯片，如圖5所示?？蛇x地，這些單元部分中的一個(gè)、多個(gè)或者全部為分立器件。
[0056]在圖5中，VDD為芯片內(nèi)部電源(管腳)，DRV為Ml的驅(qū)動(dòng)信號(hào)管腳，DRAIN為Ml的漏極端電壓管腳，以及CS為參考電壓管腳。具體而言，電阻Rl與電容Cl連接的一端與VDD連接，從而為控制電路供電，而電容Cl用于芯片電源濾波；DRV與Ml的柵極相連接，用于驅(qū)動(dòng)Ml ;采樣電阻Rs與Ml的源極連接的一端(非接地端)與CS相連接，為控制電路提供電流采樣信號(hào)。
[0057]當(dāng)驅(qū)動(dòng)器IA開(kāi)始工作后，功率管Ml導(dǎo)通，電流從VM，經(jīng)過(guò)LED、Ll、Ml、Rs流到地，并且電流逐漸增大，當(dāng)電流的峰值達(dá)到設(shè)定的閾值(Vref)時(shí)，通過(guò)峰值電流檢測(cè)模塊、PWM控制器等模塊的控制，關(guān)斷Ml，此時(shí)，電感LI通過(guò)D1、LED進(jìn)行續(xù)流，當(dāng)電感電流降到零時(shí)，通過(guò)退磁檢測(cè)電路檢測(cè)到電感LI的退磁時(shí)間，然后經(jīng)由恒流算法控制器、PWM控制器等模塊的控制，在特定的時(shí)間，使Ml重新導(dǎo)通，開(kāi)始新的周期。如此循環(huán)，從而使得輸出LED的平均電流保持恒定。功率MOS管Ml實(shí)際上起到了開(kāi)關(guān)管的作用。
[0058]圖6的時(shí)序圖示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器在電感電流斷續(xù)模式下的工作情況。
[0059]如圖6所示，當(dāng)PWM控制器30的控制信號(hào)PWM為高時(shí)，驅(qū)動(dòng)級(jí)50通過(guò)驅(qū)動(dòng)管腳DRV驅(qū)動(dòng)功率MOS管Ml導(dǎo)通，Ml的漏極端DRAIN電壓Vd為低電平，電流從VM經(jīng)LED、電感L1、功率管Ml、電阻Rs到地。電感電流IL逐漸增大，相應(yīng)地電阻Rs的電壓CS也逐漸增大。當(dāng)CS腳電壓CS達(dá)到預(yù)定的閾值Vref時(shí)，峰值電流檢測(cè)器40發(fā)出信號(hào)，將PWM拉低，最終功率管Ml截止。在此，閾值Vref可以是恒定的參考電平，也可以是經(jīng)恒流算法控制器20計(jì)算后產(chǎn)生的參考電平。
[0060]開(kāi)關(guān)管Ml截止后，其漏極端DRAIN電壓Vd升高到比母線電壓VM還高一個(gè)二極管的正向電壓，電感LI通過(guò)續(xù)流二極管D1、LED串聯(lián)形成一個(gè)環(huán)路，電感電流IL逐漸降低。
[0061]如前所述，當(dāng)電感電流IL降低到零時(shí)，由于電感LI與控制電路中的退磁檢測(cè)電路(退磁檢測(cè)器)10的寄生電容的諧振，會(huì)在Ml的漏極端DRAIN產(chǎn)生振鈴信號(hào)(反映在漏極端DRAIN電壓Vd)。在退磁檢測(cè)器10的降壓?jiǎn)卧?1的作用下，將漏極端DRAIN電壓Vd轉(zhuǎn)換為降壓?jiǎn)卧?1的輸出端(Vx端)電壓Vx，從而在降壓?jiǎn)卧?1的輸出端產(chǎn)生電壓幅度降低了的振鈴信號(hào)，如圖5中Vx波形所示。Vx開(kāi)始起振的時(shí)間點(diǎn)，就是退磁時(shí)間的結(jié)束點(diǎn)。
[0062]當(dāng)退磁結(jié)束后，退磁檢測(cè)器10的比較器13的輸出信號(hào)輸入至恒流算法控制器20，經(jīng)恒流算法控制器20控制，電感電流保持為零一段時(shí)間后，再使PWM信號(hào)為高，開(kāi)始下一個(gè)周期。
[0063]在PWM為低的瞬間，開(kāi)關(guān)管Ml截止，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)為退磁時(shí)間的起始點(diǎn)，如圖6中退磁信號(hào)DM所示，退磁時(shí)間Tdm的左上升沿即對(duì)應(yīng)PWM為低的瞬間。
[0064]同時(shí)，由于開(kāi)關(guān)管的一些寄生參數(shù)的影響，Vd可能出現(xiàn)一些異常的毛刺，相應(yīng)地Vx也可能出現(xiàn)這些毛刺，見(jiàn)圖6中的Vx波形，該波形在退磁時(shí)間Tdm的起始一部分存在毛刺現(xiàn)象。由此，可選地，為防止退磁檢測(cè)器10的誤觸發(fā)，將退磁檢測(cè)器10設(shè)置為，在PWM為低后，經(jīng)過(guò)一段延遲再開(kāi)始檢測(cè)。該延遲即為前沿消隱時(shí)間，如圖6的STB波形中的LEB部分所示。STB信號(hào)即為退磁檢測(cè)器10的比較器13的檢測(cè)時(shí)間窗口。
[0065]圖7的時(shí)序圖示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的AC-DC LED驅(qū)動(dòng)器在電感電流臨界模式下的工作情況。
[0066]與圖6的斷續(xù)模式相比，圖7的在電感電流臨界模式下的工作情況的區(qū)別在于，LED驅(qū)動(dòng)器IA的控制電路被設(shè)置為，當(dāng)檢測(cè)到電感電流為零，即退磁時(shí)間結(jié)束點(diǎn)時(shí)，立即將PWM設(shè)置為高，開(kāi)始下一個(gè)周期。因而電感電流沒(méi)有保持為零的一段時(shí)間，而是降低到零后，馬上開(kāi)始增長(zhǎng)。在電感電流臨界模式下，控制電路部分的退磁檢測(cè)電路10與前述斷續(xù)模式下的退磁檢測(cè)電路10相同。
[0067]包括了圖1、圖2、圖3或圖4的退磁檢測(cè)電路的控制電路如前所述可以應(yīng)用于圖5所示的非隔離AC-DC LED電路，同樣也適用于圖8所示的隔離反激式AC-DC LED電路。
[0068]圖8所示的LED驅(qū)動(dòng)電路IB與圖5的LED驅(qū)動(dòng)電路IA的主要區(qū)別在于，用變壓器T實(shí)現(xiàn)了電路驅(qū)動(dòng)側(cè)(原邊)和負(fù)載側(cè)(副邊)的隔離。具體而言，如圖8所示，LED驅(qū)動(dòng)電路IB在變壓器T的次級(jí)線圈側(cè)包括續(xù)流二極管D1，可選地，還包括濾波電容C2 ;控制電路(芯片)的退磁檢測(cè)器(電路)檢測(cè)變壓器T的電感退磁時(shí)間。
[0069]可選地，在變壓器T的初級(jí)線圈側(cè)的接地電平與其次級(jí)線圈側(cè)的接地電平不同，如圖8所示。由于初級(jí)線圈接在市電高壓端，次級(jí)線圈接在輸出LED端，如果采用兩者不共地的方案，這樣在次級(jí)(通常為低電壓)更加安全。
[0070]可選地，功率管Ml可以是高壓功率開(kāi)關(guān)管，其源漏極對(duì)稱(chēng)，源極或者漏極中的一個(gè)與變壓器T的初級(jí)線圈相連接，另一個(gè)與采樣電阻Rs連接。這樣功率管Ml可以承受更高的電壓。
[0071]可選地，變壓器T是N:1的隔離變壓器，其中N為自然數(shù)。
[0072]LED驅(qū)動(dòng)電路IB同樣可以工作于電感電流斷續(xù)模式和電感電流連續(xù)模式，其工作原理時(shí)序可以與圖6和圖7所示類(lèi)似。
[0073]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的退磁檢測(cè)方法、退磁檢測(cè)電路及應(yīng)用了該退磁檢測(cè)電路的恒流驅(qū)動(dòng)電路(包括LED驅(qū)動(dòng)電路)，可以實(shí)現(xiàn):由于退磁檢測(cè)電路的降壓作用，將功率管漏極的高壓信號(hào)，降低為低壓信號(hào)，為退磁時(shí)間檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)提供了條件；用低壓器件組成的電路實(shí)現(xiàn)了退磁結(jié)束點(diǎn)的檢測(cè)?？蛇x地，還可以實(shí)現(xiàn)在被測(cè)功率管的漏極為高電平時(shí)，為控制電路(芯片)供電。
[0074]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的退磁檢測(cè)電路，由諸如JFET管或MOS管等器件實(shí)現(xiàn)，易于集成在集成電路芯片中，從而作為驅(qū)動(dòng)電路的控制芯片的一部分，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本。
[0075]以上所述僅是本實(shí)用新型的示范性實(shí)施方式，而非用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求確定。
【權(quán)利要求】
1.一種退磁檢測(cè)電路(10)，其特征在于，包括:壓降單元(11)，參考電平發(fā)生單元(12)和比較單元(13)，其中， 壓降單元(11)與被測(cè)功率開(kāi)關(guān)管(Ml)的漏極端(DRAIN)連接，用于降低來(lái)自該漏極端(DRAIN)的信號(hào)的電壓，并將降壓后的漏極信號(hào)(Vx)發(fā)送給所述比較單元(13)； 參考電平發(fā)生單元(12)生成參考閾值(Vref_DM)，并將該參考閾值(Vref_DM)發(fā)送給所述比較單元(13)； 所述比較單元(13)的不同輸入端分別接收所述降壓后的漏極信號(hào)(Vx)和所述參考閾值(Vref_DM)，并且所述比較單元(13)將所述降壓后的漏極信號(hào)(Vx)和所述參考閾值(Vref_DM)進(jìn)行比較，來(lái)檢測(cè)退磁結(jié)束時(shí)間點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退磁檢測(cè)電路(10)，其特征在于，所述壓降單元(11)進(jìn)一步連接在被測(cè)功率開(kāi)關(guān)管(Ml)的漏極端(DRAIN)和內(nèi)部電源端(VDD)之間，當(dāng)所述漏極端(DRAIN)的電壓為高電平時(shí)，該漏極端(DRAIN)通過(guò)所述壓降單元(11)為所述內(nèi)部電源端(VDD)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的退磁檢測(cè)電路(10)，其特征在于，所述壓降單元(11)包括壓降元件(JFET，MOS)，該壓降元件(JFET，M0S)的輸入端與被測(cè)功率開(kāi)關(guān)管(Ml)的所述漏極端(DRAIN)連接，其輸出端連接到所述比較單元(13)的一個(gè)輸入端，并且在所述壓降元件(JFET，M0S)的輸出端和所述內(nèi)部電源端(VDD)之間進(jìn)一步串聯(lián)有二極管⑶和/或電阻(R)，其中所述二極管(D)的正極連接到所述壓降元件(JFET，M0S) —側(cè)，其負(fù)極連接到所述內(nèi)部電源端(VDD) —側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的退磁檢測(cè)電路(10)，其特征在于，所述壓降元件(JFET，M0S)是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)或絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管(MOS)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的退磁檢測(cè)電路(10)，其特征在于，在所述壓降元件(JFET，M0S)的輸入端和輸出端之間并聯(lián)有電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的退磁檢測(cè)電路(10)，其特征在于，所述參考閾值(Vref_DM)是恒定的參考電平或者是浮動(dòng)的參考電平。
【文檔編號(hào)】G01R33/12GK203759231SQ201320760002
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】劉柳勝, 牟在鑫, 郭越勇 申請(qǐng)人:美芯晟科技（北京）有限公司