本實用新型涉及LED驅(qū)動芯片領(lǐng)域，尤其涉及一種具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片及其電路系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的LED芯片的補償量無法隨溫度變化，不具備自動修正功率補償量的功能。導致LED芯片在高溫環(huán)境下，功率補償量會產(chǎn)生過大的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生LED系統(tǒng)在高溫環(huán)境下亮度會減小的問題。

請參見圖1，一種現(xiàn)有的LED驅(qū)動芯片的電路圖，其功率補償電路3’通過一芯片輸入端1’和一芯片輸出端2’連接一外圍電路5’。其中，功率補償電路3’包括相連的一運算放大器31’和一MOS管Q1’，外圍電路5’包括一整流橋51’、一LED燈組52’和一采樣電阻R_cs’。相互串聯(lián)的補償電阻R1、R2為外接電阻，其與功率補償電路3’并聯(lián)。運算放大器31’的正相輸入端接收一參考電壓V_REF，運算放大器31’的反相輸入端連接于補償電阻R1、R2之間，運算放大器31’的輸出端連接MOS管Q1’的柵極，MOS管Q1的漏極連接LED燈組52’的電壓輸出端并接收LED燈組52’輸出端的電壓V_out，MOS管Q1’的源極通過采樣電阻R_cs’接地。當加載在整流橋51’輸入端的交流電源輸入電壓V_in變大，且LED跨壓V_F不變的情況下，會使得V_out變大，V_CS變大，I_LED變小，I_in變小。該電路是一種普遍的在LED芯片外連接補償電阻來做補償?shù)姆椒ǎ捎贚ED跨壓V_F會因為溫度變高而降低，使得LED在持續(xù)發(fā)光一段時間后，跨壓V_F下降，電壓V_out上升，電壓V_CS上升，I_LED變小，I_in變小。輸入功率會因溫度升高而再更低，使得LED燈的輸出亮度不足。

可見，現(xiàn)有的LED驅(qū)動芯片雖然可以通過輸入電壓的變化來調(diào)節(jié)輸入功率，但卻無法克服溫度變化所導致的輸入功率的改變，從而具有LED燈開啟一段時間后，LED燈的亮度會減小，輸出亮度不足的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供一種具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片及電路系統(tǒng)，其輸入功率補償量可隨溫度自動調(diào)整，有效解決了LED在高溫環(huán)境下亮度會減小、輸出亮度不足的問題，使得用戶擁有更好的LED使用體驗。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片，包括：

一芯片輸入端；一芯片輸出端；和

一功率補償電路本體，所述功率補償電路本體包括串聯(lián)的第一運算放大器和一第一MOS管，所述第一運算放大器的正相輸入端連接一參考電壓輸入端，所述第一運算放大器的輸出端連接所述第一MOS管的柵極，所述第一MOS管的漏極連接所述芯片輸入端，所述第一MOS管的源極連接所述芯片輸出端，功率補償電路本體還包括一補償電阻，所述補償電阻連接于所述第一運算放大器的反相輸入端與所述芯片輸出端之間；所述功率補償電路本體并聯(lián)一調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊的輸入端連接所述芯片輸入端，所述調(diào)整模塊的輸出端連接所述第一運算放大器的反相輸入端，所述調(diào)整模塊為隨著電路溫度和所述芯片輸入端的電壓的變化而調(diào)整其輸出電流的模塊。

優(yōu)選地，所述調(diào)整模塊包括：

一電壓傳感器，所述電壓傳感器連接所述芯片輸入端；

一與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器，所述與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器用于產(chǎn)生與電路溫度變化呈正比例的一參考電位；和

一調(diào)整電路，所述調(diào)整電路的輸入端連接所述電壓傳感器和所述與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器的輸出端，所述調(diào)整電路的輸出端連接所述第一運算放大器的反相輸入端。

優(yōu)選地，所述調(diào)整電路包括：

一第二運算放大器，所述第二運算放大器的正相輸入端連接所述電壓傳感器的輸出端，所述第二運算放大器的反相輸入端連接所述與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器的輸出端；

一第一電壓控制電流源，所述第一電壓控制電流源的第一輸入端連接所述電壓傳感器的輸出端，所述第一電壓控制電流源的第二輸入端連接所述第二運算放大器的輸出端，所述第一電壓控制電流源的輸出端連接一等電位端；以及

一第二電壓控制電流源，所述第二電壓控制電流源的第一輸入端連接一電源，所述第二電壓控制電流源的第二輸入端連接所述第二運算放大器的輸出端，所述第二電壓控制電流源的輸出端連接所述第一運算放大器的反相輸入端。

優(yōu)選地，所述電壓傳感器包括：

一第一測量電阻，所述第一測量電阻的第一端連接所述芯片輸入端，所述第一測量電阻的輸出端連接所述電壓傳感器的輸出端；和

一第二測量電阻，所述第二測量電阻的第一端連接所述第一測量電阻的第二端，所述第二測量電阻的第二端連接所述等電位端。

優(yōu)選地，所述與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器包括：

一第二MOS管，所述第二MOS管的源極連接所述電源；

一第一三極管，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述第二MOS管的漏極，所述第一三極管的集電極連接所述等電位端；

一第三MOS管，所述第三MOS管的源極連接所述電源，所述第三MOS管的柵極連接所述第二MOS管的柵極；

一第一限流電阻；

一第二三極管，所述第二三極管的發(fā)射極通過所述第一限流電阻連接所述第三MOS管的漏極，所述第二三極管的集電極連接所述等電位端，所述第二三極管的基極連接所述第一三極管的基極并連接所述等電位端；

一第三運算放大器，所述第三運算放大器的正相輸入端連接所述第三MOS管的漏極，所述第三運算放大器的反相輸入端連接所述第二MOS管的漏極；

一第四MOS管，所述第四MOS管的源極連接所述電源，所述第四MOS管的柵極連接所述第三MOS管的柵極并連接所述第三運算放大器的輸出端，所述第四MOS管的漏極連接所述第二運算放大器的反相輸入端；以及

一第二限流電阻，所述第二限流電阻的第一端連接所述第四MOS的漏極和所述第二運算放大器的反相輸入端，所述第二限流電阻的第二端連接所述等電位端。

本實用新型的一種具有功率補償功能的LED電路系統(tǒng)，包括本實用新型所述的具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片和一外圍電路。

優(yōu)選地，所述外圍電路包括：

一整流橋，所述整流橋的輸入端連接外部一交流電源，所述整流橋的負極輸出端接地；

一LED燈組，所述LED燈組的輸入端連接所述整流橋的正極輸出端，所述LED燈組的輸出端連接所述芯片輸入端；以及

一采樣電阻，所述采樣電阻第一端連接所述芯片輸出端，所述采樣電阻第二端連接所述整流橋的負極輸出端并接地。

本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：

由于調(diào)整模塊的采用，使得本實用新型的具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片可以隨著電路溫度和芯片輸入端的電壓的變化調(diào)整其輸出的補償電流的大小，進而實現(xiàn)補償量依溫度而調(diào)整，溫度越高，補償量會越小。且該功能直接在本實用新型的具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片內(nèi)自動實現(xiàn)，不需要再連接額外的外部器件，可以大幅度降低外部器件的需求。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的一種LED驅(qū)動芯片的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例的一種具有功率補償功能的LED電路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例的調(diào)整模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例的絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面根據(jù)附圖2-4，給出本實用新型的較佳實施例，并予以詳細描述，使能更好地理解本實用新型的功能、特點。

請參閱圖2，本實用新型的一種具有功率補償功能的LED電路系統(tǒng)，包括相互連接的一外圍電路5和本實施例中的具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片6，外圍電路5的具體結(jié)構(gòu)不限，在其他實施例中可根據(jù)需要調(diào)整。本實用新型的一種具有功率補償功能的LED驅(qū)動芯片6，包括：一芯片輸入端1、一芯片輸出端2、一功率補償電路本體3和與功率補償電路本體3并聯(lián)的一調(diào)整模塊4。其中功率補償電路本體3連接芯片輸入端1和芯片輸出端2，調(diào)整模塊4連接功率補償電路本體3和芯片輸入端1。

本實施例中，功率補償電路本體3包括：串聯(lián)的一第一運算放大器31、一第一MOS管Q1和一補償電阻R_cmp。其中，第一運算放大器31的正相輸入端連接一參考電壓輸入端并通過參考電壓輸入端接收一內(nèi)部參考電壓V_REF；第一運算放大器31的反相輸入端連接調(diào)整模塊4的輸出端并接收該調(diào)整模塊4輸出的補償電流I_cmp，調(diào)整模塊4的輸入端連接芯片輸入端1，其為隨著電路溫度和芯片輸入端1的電壓V_out的變化而調(diào)整其輸出電流的模塊，該輸出電流為補償電流I_cmp。芯片輸入端1的電壓V_out越高，補償電流I_cmp越大；電路溫度越高，補償電流I_cmp越小。第一運算放大器31的輸出端連接第一MOS管Q1的柵極。第一MOS管Q1的漏極連接芯片輸入端1，第一MOS管Q1的源極連接芯片輸出端2。補償電阻R_cmp連接于第一運算放大器31的反相輸入端與芯片輸出端2之間。

本實施例中，外圍電路5包括：一整流橋51、一LED燈組52和一采樣電阻R_cs。其中，整流橋51的輸入端連接外部一交流電源(圖中未示)，整流橋51的負極輸出端接地。LED燈組52的輸入端連接整流橋51的正極輸出端，LED燈組52的輸出端連接芯片輸入端1。采樣電阻R_cs第一端連接芯片輸出端2，采樣電阻R_cs第二端連接整流橋51的負極輸出端并接地。

另外，本實施例的具有功率補償功能的LED電路系統(tǒng)中的部分參數(shù)關(guān)系如下：

V_cmp＝I_cmp×R_cmp (1)；

V_REXT＝I_LED×R_cs (2)；

V_REF＝V_cmp+V_REXT (3)；

由公式(1)～(3)可得公式(4)：

其中，V_cmp為補償電阻R_cmp上的電壓。I_cmp為調(diào)整模塊4輸出的補償電流。V_REXT為采樣電阻R_cs上的電壓。I_LED為LED燈組52上的電流。V_REF為參考電壓。通過公式(4)可見，補償電流I_cmp越大，I_LED就越小，輸入功率變小。

請參見圖3，調(diào)整模塊4包括：一電壓傳感器41、一與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器42和一調(diào)整電路43，其中電壓傳感器41的輸入端連接接芯片輸入端1，并接收芯片輸入端1的電壓V_out，電壓傳感器41和絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器42的輸出端連接調(diào)整電路43的輸入端，調(diào)整電路43的輸出端連接調(diào)整模塊4的輸出端。

本實施例中，電壓傳感器41包括串聯(lián)的一第一測量電阻411和一第二測量電阻412，其中第一測量電阻411的第一端連接芯片輸入端1，第一測量電阻411的輸出端連接電壓傳感器41的輸出端；第二測量電阻412的第一端連接第一測量電阻411的第二端，第二測量電阻412的第二端連接等電位端。

調(diào)整電路43包括一第二運算放大器431、一第一電壓控制電流源432和一第二電壓控制電流源433。

其中，電壓傳感器41的輸出端通過第一電壓控制電流源432連接一等電位端，用于感測芯片輸入端1的電壓變化，并通過第一電壓控制電流源432來調(diào)節(jié)電壓傳感器41輸出端的電壓V_{OUT_SEN}。

絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器42用于產(chǎn)生與電路溫度變化呈正比例的一參考電位V_PTAT，該參考電位V_PTAT會隨著溫度變化而變化，溫度越高參考電位越高，即參考電位V_PTAT與電路溫度保持正溫度系數(shù)的函數(shù)關(guān)系。當電路溫度固定時，參考電位V_PTAT不變。

第二運算放大器431的正相輸入端連接電壓傳感器41的輸出端，第二運算放大器431的反相輸入端連接與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器42的輸出端。第一電壓控制電流源432的第二輸入端連接第二運算放大器431的輸出端。第二電壓控制電流源433的第一輸入端連接電源V_CC，電源V_CC為區(qū)別于外部一交流電源的另一電源。第二電壓控制電流源433的第二輸入端連接第二運算放大器431的輸出端，第二電壓控制電流源433的輸出端為調(diào)整模塊4的輸出端。第二運算放大器431的基本動作，會使得電壓傳感器41輸出端的電壓V_{OUT_EN}與參考電位V_PTAT相等。因此，假使參考電位V_PTAT不變，芯片輸入端1的電壓V_out升高，則電壓傳感器41輸出端的電壓V_{OUT_SEN}變高；由于第二運算放大器431的正相輸入端電壓大于反相輸入端電壓，使得第二運算放大器431的輸出端的電壓變高，第一電壓控制電流源432電流將變大，使得電壓傳感器41輸出端的電壓V_{OUT_SEN}下降，以維持電壓傳感器41輸出端的電壓V_{OUT_SEN}與參考電位V_PTAT相等。

此外，因參考電位V_PTAT會隨溫度變化，故第一電壓控制電流源432和第二電壓控制電流源433的電流也會因溫度不同而變化。

當電路溫度升高時，參考電位V_PTAT升高，第二運算放大器431的反相輸入端電壓大于正相輸入端電壓，使得第二運算放大器431的輸出端電壓降低，第一電壓控制電流源432和第二電壓控制電流源433的電流變小。

當電路溫度降低時，參考電位V_PTAT降低，第二運算放大器431的反相輸入端電壓小于正相輸入端電壓，使得第二運算放大器431的輸出端電壓升高，第一電壓控制電流源432和第二電壓控制電流源433的電流變大。

其中，第二電壓控制電流源433的電流即補償電流I_cmp，當補償電流I_cmp增大，則意味著功率補償量增大，且補償電流I_cmp會依溫度而調(diào)整。

請參閱圖4，與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器42包括：一第二MOS管M1、一第一三極管Q2、一第三MOS管M2、一第一限流電阻R3、一第二三極管Q3、一第三運算放大器421、一第四MOS管M3和一第二限流電阻R4。

其中，第二MOS管M1、第三MOS管M2和第四MOS管M3的源極連接電源V_CC。第二MOS管M1、第三MOS管M2和第四MOS管M3的柵極相互相連。第一三極管Q2的發(fā)射極連接第二MOS管M1的漏極，第一三極管Q2的集電極連接等電位端。第二三極管Q3的發(fā)射極通過第一限流電阻R3連接第三MOS管M2的漏極，第二三極管Q3的集電極連接等電位端，第二三極管Q3的基極連接第一三極管Q2的基極并連接等電位端。第三運算放大器421的正相輸入端連接第三MOS管M2的漏極，第三運算放大器421的反相輸入端連接第二MOS管M1的漏極，第三運算放大器421的輸出端連接第四MOS管M3的柵極。第四MOS管M3的漏極連接與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器42的輸出端。第二限流電阻R4的第一端連接第四MOS的漏極和與絕對溫度成正比的電壓發(fā)生器42的輸出端，第二限流電阻R4的第二端連接等電位端。

第三運算放大器421會讓電位V1等于電位V2，電位V1與電位V2的差值即為第一三極管Q2和第二三極管Q3兩者V_EB的壓差。根據(jù)第一三極管Q2和第二三極管Q3的特性，兩電壓的差值會隨溫度升高而變大。

以上記載的，僅為本實用新型的較佳實施例，并非用以限定本實用新型的范圍，本實用新型的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本實用新型申請的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本實用新型專利的權(quán)利要求保護范圍。