本發(fā)明涉及集成電路設計領域，特別涉及一種BUCK型(降壓變換型電路)LED(發(fā)光二極管)驅(qū)動芯片。

背景技術：

BUCK型LED驅(qū)動芯片需要短路保護功能以避免外部引腳短路造成LED驅(qū)動芯片損壞。如圖1至圖3所示，通常BUCK型LED驅(qū)動芯片內(nèi)部設有短路保護電路，該電路包括一個短路保護比較器11，檢測FB輸出與一個固定參考電壓比較，當FB輸出低于參考電壓并維持一段設定時間后，開啟MOS管(金屬(metal)—氧化物(oxid)—半導體(semiconductor)場效應晶體管，或者稱是金屬—絕緣體(insulator)—半導體)M1，輸出不再向VCC提供續(xù)流，VCC會被其他內(nèi)部模塊電流拉低，VCC降低至欠壓保護值時，系統(tǒng)重新啟動。這樣的短路保護檢測方法在啟動時會產(chǎn)生問題。

如果LED驅(qū)動芯片內(nèi)部沒有短路保護電路，不具有短路保護功能，那么在系統(tǒng)上電后，母線電壓通過啟動電阻給VCC引腳的電容充電，當VCC電壓上升到啟動閾值電壓VCC_ON后，芯片內(nèi)部控制電路開始工作，COMP電壓被快速上拉到輸出開啟閾值V1。然后LED驅(qū)動芯片開始輸出脈沖信號，系統(tǒng)剛開始工作在比較低的開關頻率，COMP電壓從啟動閾值V1開始逐漸緩慢上升，電感峰值電流隨之上升，從而實現(xiàn)輸出LED電流的軟啟動，輸出脈沖信號頻率也會慢慢增大直至正常工作。

當LED驅(qū)動芯片有短路保護功能時，在系統(tǒng)上電啟動后，母線電壓通過啟動電阻給VCC引腳的電容充電，當VCC電壓上升到啟動閾值電壓VCC_ON后，芯片內(nèi)部控制電路開始工作，COMP電壓被快速上拉到輸出開啟V1，然后芯片開始輸出較低頻率的脈沖信號，F(xiàn)B端電壓隨輸出緩慢上升。FB電壓低于固定參考電壓值VRS，短路比較器11輸出經(jīng)過一段設定時 間延遲Td后會通過SHORT信號打開MOS管M1，VCC通過R2、M1放電，VCC電壓逐漸下降直到欠壓保護閾值VCC_OFF，觸發(fā)欠壓保護，欠壓保護信號會關斷其他模塊，系統(tǒng)開始重新啟動過程。當VCC再次上升到啟動閾值電壓VCC_ON后，芯片內(nèi)部控制電路又開始工作，COMP電壓被快速上拉到V1，然后芯片開始輸出較低頻率的脈沖信號，短路保護比較器又開始工作，F(xiàn)B電壓仍低于固定參考電壓值VRS，短路比較器11輸出經(jīng)過設定延遲后再次打開MOS管M1，VCC通過R2、M1放電，VCC電壓再次下降到欠壓保護閾值VCC_OFF，欠壓保護信號再次關斷其他模塊，系統(tǒng)再次開始重新啟動過程。系統(tǒng)這樣反復重啟，如圖3所示，VCC會在VCC_OFF和VCC_ON之間反復充電，直至FB上升至固定參考電壓值VRS后，短路保護比較器11不再通過開啟M1拉低VCC電壓，系統(tǒng)開始正常工作。在此過程中，輸出波形時斷時續(xù)，VCC反復重新啟動，不但會延緩系統(tǒng)啟動過程，浪費能量，還會增加系統(tǒng)不穩(wěn)定性，增加啟動時閃燈可能性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中BUCK型LED驅(qū)動芯片上電啟動時，芯片內(nèi)短路保護電路會引起系統(tǒng)反復重新啟動，導致芯片啟動速度慢、費電、多次不必要的閃燈及降低芯片的使用壽命的缺陷，提供一種能加快芯片啟動速度、提高使用壽命的BUCK型LED驅(qū)動芯片。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種BUCK型LED驅(qū)動芯片，包括輸出MOS管和短路保護電路，所述短路保護電路包括短路保護比較器，其特點在于，所述BUCK型LED驅(qū)動芯片還包括啟動預判模塊，所述啟動預判模塊的輸入信號為所述輸出MOS管的柵極信號，所述啟動預判模塊的輸出信號用于控制所述短路保護比較器的使能，所述啟動預判模塊用于控制當所述輸出MOS管的柵極信號的頻率低于預定頻率時關斷所述短路保護比較器，當所述輸出MOS管的柵極信號的頻率大于或等于所述預定頻率時打開所述短路保護比較器。

本方案中，輸出MOS管為現(xiàn)有BUCK型LED驅(qū)動芯片內(nèi)部的一個器件，其柵極信號同芯片輸出信號頻率一致，只是電平不同，在芯片輸出信號穩(wěn)定之前，將輸出MOS管的柵極信號作為啟動預判模塊的輸入信號，經(jīng)過啟動預判模塊內(nèi)部電路處理后使得啟動預判模塊的輸出信號控制短路保護比較器的打開和關斷。也就是在BUCK型LED驅(qū)動芯片上電啟動后芯片輸出不穩(wěn)定期間，關斷短路保護比較器，芯片正常工作后，開啟短路保護比較器，恢復芯片的短路保護功能，使之恢復正常工作。

較佳地，所述啟動預判模塊包括電平預處理模塊、電平保持模塊和電平比較模塊；所述電平預處理模塊、所述電平保持模塊和所述電平比較模塊依次電連接，所述電平預處理模塊的輸入信號為所述輸出MOS管的柵極信號，所述電平比較模塊的輸出信號用于控制所述短路保護比較器的使能；所述電平預處理模塊用于調(diào)整所述輸出MOS管的柵極信號的電平；所述電平保持模塊用于根據(jù)所述電平預處理模塊的輸出信號的電平和頻率控制輸出至所述電平比較模塊的信號的電平；所述電平比較模塊用于比較所述電平保持模塊的輸出電平與參考電平并輸出比較結果。

本方案中，電平預處理模塊的輸入電平一般較高，經(jīng)過電平預處理模塊降壓并根據(jù)需要進行相位調(diào)整后輸出供電平保持模塊使用。電平保持模塊用于控制在芯片的輸出信號的頻率沒有達到預定值前保持電平保持模塊的輸出電平不超過電平比較模塊的參考電平。

較佳地，所述電平保持模塊包括充放電控制模塊和充放電模塊，所述充放電控制模塊與所述充放電模塊電連接；所述充放電控制模塊用于根據(jù)所述電平預處理模塊的輸出信號的電平控制所述充放電模塊充電或放電；所述電平比較模塊用于比較所述充放電模塊的輸出電平與參考電平并輸出比較結果。

較佳地，所述充放電控制模塊包括PMOS管和NMOS管，所述電平預處理模塊輸出至所述NMOS管的柵極和所述PMOS管的柵極，所述NMOS管的漏極和所述PMOS管的漏極與所述充放電模塊電連接，所述NMOS管 用于控制所述充放電模塊放電，所述PMOS管用于控制所述充放電模塊充電。

本方案中，當電平預處理模塊的輸出為高電平時，NMOS管導通，PMOS管斷開，使得充放電模塊的輸入為低，此時控制充放電模塊放電；當電平預處理模塊的輸出為低電平時，PMOS管導通，NMOS管斷開，使得充放電模塊的輸入為高，此時控制充放電模塊充電。

較佳地，所述充放電模塊包括電阻和電容，所述電阻的一端與所述充放電控制模塊電連接，所述電阻的另一端與所述電容的一端電連接并輸出至所述電平比較模塊；所述電容的另一端接地。

較佳地，所述電平比較模塊為施密特觸發(fā)器。

較佳地，所述預定頻率為10KHz。

本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明提供的BUCK型LED驅(qū)動芯片在現(xiàn)有芯片基礎上增加了啟動預判模塊，在芯片上電啟動過程中，通過該啟動預判模塊可以控制短路保護比較器在芯片的輸出頻率達到預定值前停止工作，芯片啟動結束后恢復短路保護比較器正常工作，從而解決了系統(tǒng)反復重新啟動的問題，進而加快芯片啟動速度，減少功率浪費，消除啟動時閃燈可能性，提高了芯片的使用壽命。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的常用BUCK型LED驅(qū)動芯片內(nèi)部模塊示意圖。

圖2為現(xiàn)有的常用BUCK型LED驅(qū)動芯片典型應用圖。

圖3為圖2電路中常用BUCK型LED驅(qū)動芯片啟動時波形示意圖。

圖4為本發(fā)明一較佳實施例的BUCK型LED驅(qū)動芯片內(nèi)部模塊示意圖。

圖5為圖4中啟動預判模塊電路模塊示意圖。

圖6為圖4中啟動預判模塊電路結構示意圖。

圖7為圖4的BUCK型LED驅(qū)動芯片啟動時波形示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

如圖4所示，一種BUCK型LED驅(qū)動芯片，包括輸出MOS管M8、帶有短路保護比較器11的短路保護電路和啟動預判模塊100，啟動預判模塊100的輸入信號為輸出MOS管M8的柵極信號DRN，啟動預判模塊100的輸出信號用于控制短路保護比較器11的使能，啟動預判模塊100用于控制當輸出MOS管M8的柵極信號DRN的頻率低于預定頻率10KHz時關斷短路保護比較器11，當輸出MOS管M8的柵極信號DRN的頻率大于或等于預定頻率10KHz時打開短路保護比較器11。

如圖5所示，本實施例中，啟動預判模塊100包括電平預處理模塊501、電平保持模塊502和電平比較模塊503，其中電平保持模塊502塊包括充放電控制模塊5021和充放電模塊5022。如圖6所示，其中電平比較模塊503為施密特觸發(fā)器構，充放電控制模塊5021包括PMOS管M2和NMOS管M3，充放電模塊5022包括電阻R1和電容C1。其中電平預處理模塊501將輸入DRN信號進行電平調(diào)整后并反向生成DRNL信號輸出至PMOS管M2和NMOS管M3的柵極，M2和M3的漏極與R1電連接，M3的源極接地，M2的源極接VDD。電阻R1的另外一端和C1的一端連接后生成VRC信號作為施密特觸發(fā)器的輸出信號，施密特觸發(fā)器輸出ENS信號作為短路保護比較器11的使能信號使用。

本實施例中BUCK型LED驅(qū)動芯片啟動過程中具體工作過程如下：

BUCK型LED驅(qū)動芯片啟動時，剛開始輸出脈沖信號時頻率較低，脈沖信號占空比也很小。輸出MOS管M8的柵極驅(qū)動信號DRN經(jīng)過電平預處理模塊501變換后生成DRNL，電平由VCC轉(zhuǎn)換為內(nèi)部低壓電平VDD，其中DRN與DRNL反相。利用輸出MOS管M8的柵極信號DRN經(jīng)過電平位移變換后的DRNL對電平保持模塊502進行充放電，用電平保持模塊502的輸出作為施密特觸發(fā)器的輸入。當系統(tǒng)剛開始啟動時，輸出MOS管M8 的柵極信號DRN初始為0，充放電模塊5022的輸出也就是VRC為0，施密特觸發(fā)器輸出為1，短路保護比較器11關閉；當COMP達到內(nèi)部設定比較電壓，軟啟動過程開始后，輸出MOS管M8的柵極信號DRN為較低頻率脈沖開關信號且脈沖信號占空比很小，充放電模塊5022輸出VRC電壓較低不足以達到施密特觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)值，施密特觸發(fā)器輸出保持為1，短路保護比較器11保持關閉。當啟動完成，系統(tǒng)開始正常工作，輸出MOS管M8的柵極信號的頻率增大至正常，充放電模塊5022輸出超過施密特觸發(fā)器閾值，施密特觸發(fā)器輸出翻轉(zhuǎn)為0，短路保護比較器11開始正常工作，也就是可以檢測BUCK型LED驅(qū)動芯片輸出是否短路。

如圖7所示，為本實施例的BUCK型LED驅(qū)動芯片啟動時波形示意圖，通過啟動預判模塊100避免了芯片啟動時反復重新啟動的問題，加快了芯片啟動速度，減少功率浪費，消除了啟動時閃燈可能性，提高芯片的使用壽命。

本實施例中，充放電模塊5022并不限于RC充放電電路，也可以單獨由電容實現(xiàn)，也可以是其它具有充放電功能的電路。

本實施例中，電平比較模塊503不僅限于施密特觸發(fā)器，只要能實現(xiàn)電壓比較功能的電路模塊就可以。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。