專利名稱：Led驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種LED驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：
現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路為電流?；螂妷耗？刂骗h(huán)的升降壓電路，需要對其進(jìn)行補(bǔ)償。假若進(jìn)行對其實(shí)施內(nèi)部補(bǔ)償，當(dāng)所述LED驅(qū)動電路在環(huán)境惡劣的情況下工作，內(nèi)部補(bǔ)償這種方式非常容易不穩(wěn)定；假若采用外部補(bǔ)償方案，會極大的增加工作難度。
為避免現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路出現(xiàn)上述的問題，一般采用開關(guān)架構(gòu)的降壓電路替代電流模或電壓?？刂骗h(huán)的升降壓電路，作為LED驅(qū)動電路。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括采樣電阻101、儲能電感102、二極管103、負(fù)載LED 104、跨導(dǎo)放大器105、電流調(diào)整(DIM)線性放大器106、電流加法器107、加法電阻108、開關(guān)比較器及驅(qū)動109、功率MOS管110和負(fù)載電容111。其中，由采樣電阻101、跨導(dǎo)放大器105、加法電阻108、電流加法器107、開關(guān)比較器及驅(qū)動109、功率MOS管110、儲能電感102、二極管103、負(fù)載LED 104和負(fù)載電容111構(gòu)成回路，完成對負(fù)載LED104的持續(xù)供電。
在充電周期內(nèi)，輸入電流經(jīng)采樣電阻101進(jìn)入所述開關(guān)架構(gòu)的降壓電路，經(jīng)過采樣電阻101后的電壓經(jīng)跨導(dǎo)放大器105后被線性放大，與DIM線性調(diào)整放大器106產(chǎn)生的電流在電流加法器107處相加，并流過加法電阻108。此時，加法電阻108上的電壓降與內(nèi)部參考源相比較低，開關(guān)比較器及驅(qū)動109的輸出高信號，功率MOS管110導(dǎo)通。輸入電流流過采樣電阻101、儲能電感102，功率MOS管110后到地，儲能電感102儲蓄電能。
當(dāng)電流加法器107的電壓高于內(nèi)部參考源的電壓，就進(jìn)入放電周期。此時，開關(guān)比較器及驅(qū)動109輸出為低電平信號，功率MOS管110不導(dǎo)通。儲能電感102上儲蓄的電能經(jīng)過二極管103、負(fù)載LED 104、負(fù)載電容111和采樣電阻101放電。在放電周期內(nèi)，負(fù)載電容111上存儲電荷，負(fù)載LED 104被儲能電感102續(xù)流。由于電感電流不能突變，所以采樣電阻101上電壓降逐漸降低，直至電流加法器107上電壓高于內(nèi)部參考源的電壓值，又重新進(jìn)入充電周期。在充電周期，負(fù)載LED 104由負(fù)載電容111續(xù)流。
在所述開關(guān)架構(gòu)的降壓電路中，不需要單獨(dú)地進(jìn)行補(bǔ)償，解決了電流?；螂妷耗？刂骗h(huán)的升降壓電路需要進(jìn)行補(bǔ)償時的問題。但是所述開關(guān)架構(gòu)的降壓電路負(fù)載LED 104的驅(qū)動電流會根據(jù)輸入、輸出電壓的波動而波動，易受其影響，不能恒定，這樣，負(fù)載LED104容易損壞。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種LED驅(qū)動電路，以解決現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路中，負(fù)載LED的驅(qū)動電流會根據(jù)輸入、輸出電壓的波動而波動進(jìn)而對負(fù)載LED造成損壞的問題。
具體的，在所述驅(qū)動電路的輸入端以及負(fù)載電容端均增加通過兩個接地電阻接地的支路，在所述驅(qū)動電路中串聯(lián)電流乘除法器， 其中，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路輸入端兩個接地電阻之間，還連接在所述驅(qū)動電路負(fù)載電容兩個接地電阻之間，并且，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路的跨導(dǎo)放大器和電流加法器之間。
優(yōu)選地，當(dāng)所述驅(qū)動電路的電流調(diào)整線性放大器連接在所述驅(qū)動電路輸入端兩個接地電阻之間時，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路負(fù)載電容兩個接地電阻之間，并且，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路的跨導(dǎo)放大器和電流加法器之間。
優(yōu)選地，還包括與所述驅(qū)動電路的功率MOS管并聯(lián)的二極管，以及與所述二極管相連的用于檢測功率MOS管電壓的檢測單元。
優(yōu)選地，所述電流乘除法器為由NPN晶體管構(gòu)成的電流乘除法器。
優(yōu)選地，所述電流乘除法器為由PNP或SPNP晶體管構(gòu)成的電流乘除法器。
優(yōu)選地，所述電流乘除法器為雙極型電流乘除法器。
從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的LED驅(qū)動電路中串聯(lián)了電流乘除法器，改變了所述LED驅(qū)動電路的跨導(dǎo)放大器輸出電流與輸入電流的線性關(guān)系，這樣，無論輸入、輸出電壓如何波動都不會影響負(fù)載LED的驅(qū)動電流，解了決現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路中，負(fù)載LED的驅(qū)動電流會根據(jù)輸入、輸出電壓的波動而波動進(jìn)而對負(fù)載LED造成損壞的問題。



為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路的示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種LED驅(qū)動電路的示意圖； 圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種LED驅(qū)動電路的示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的電流乘除法器電路的示意圖； 圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的電流乘除法器電路的示意圖； 圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的電流乘除法器電路的示意圖； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例公開的電流乘除法器的電壓電流轉(zhuǎn)換單元的示意圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例公開的電流乘除法器的電壓電流轉(zhuǎn)換單元具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明公開了一種LED驅(qū)動電路，以解決現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路中，負(fù)載LED的驅(qū)動電流會根據(jù)輸入、輸出電壓的波動而波動進(jìn)而對負(fù)載LED造成損壞的問題。
以下通過兩個實(shí)施例具體說明LED驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個實(shí)施例公開的LED驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括采樣電阻101、儲能電感102、二極管103、負(fù)載LED 104、跨導(dǎo)放大器105、線性放大器106、電流加法器107、加法電阻108、開關(guān)比較器及驅(qū)動109、功率MOS管110和負(fù)載電容111，還包括串聯(lián)在所述驅(qū)動電路中的電流乘除法器114，并且，在所述驅(qū)動電路輸入端以及負(fù)載電容111端均增加接地電阻支路。
具體的，所述驅(qū)動電路輸入端經(jīng)過接地電阻R1和R2接地，電流乘除法器114連接在接地電阻R1和R2之間，同時，所述驅(qū)動電路負(fù)載電容111經(jīng)接地電阻R3和R4接地，電流乘除法器連接在接地電阻R3和R4之間，并且，電流乘除法器114連接在跨導(dǎo)放大器105和電流加法器107之間。
由于高電壓轉(zhuǎn)電流比較困難，而對地電阻R1和R3有分壓作用，可以將外部高壓順利轉(zhuǎn)換為低壓后，所以，在本實(shí)施例中，輸入端的電流進(jìn)入電流乘除法器114前先經(jīng)過接地電阻R1和R3的降壓。
在本實(shí)施例中，采樣電阻101采樣輸入電流，并將其上電壓降轉(zhuǎn)換為可操作的內(nèi)部電流，其經(jīng)過電流乘除法器114，實(shí)現(xiàn)表達(dá)式如下 其中，結(jié)合圖2所示的電路圖，I1代表跨導(dǎo)放大器105輸出電流，I2電流與I3匹配，I3代表輸入電壓Vin加負(fù)載LED電壓Vload的和相關(guān)的線性電流，I2為輸入電壓Vin的相關(guān)線性電流。
輸出電流被寫作為輸入電壓Vin、輸入調(diào)光電壓Vdim、輸出LED負(fù)載Vload和效率η的表達(dá)式。其中，Vdim由外部提供的直流電壓經(jīng)DIM管腳進(jìn)入，其線性調(diào)整輸出LED的亮度，或者進(jìn)行脈寬調(diào)制控制，η代表轉(zhuǎn)換器效率。其表達(dá)式如下 將I2與Vin對應(yīng)，將I3與(Vin+Vload)對應(yīng)，則可以得到與Vin和Vload不相關(guān)的Iout，其表達(dá)式為 在本實(shí)施例公開的LED驅(qū)動電路中為了實(shí)現(xiàn)對功率MOS管110的過電壓保護(hù)，在功率MOS管110上并聯(lián)二極管112，同時，在二極管112上連接檢測單元113。當(dāng)檢測單元113檢測到功率MOS 110上的電壓過高，立即發(fā)送一個低電平信號通過二極管112的傳輸至功率MOS管110，關(guān)閉功率MOS管110。
當(dāng)Vdim設(shè)置為Vin的分壓，I2設(shè)為恒定值，則可以得到新的表達(dá)式，如下 如圖3所示，本發(fā)明另一個實(shí)施例也公開了一種LED驅(qū)動電路，當(dāng)電流調(diào)整線性放大器106連接在所述驅(qū)動電路輸入端接地電阻R1和R2之間時，電流乘除法器114連接在負(fù)載電容111接地電阻R3和R4之間，并且，電流乘除法器114連接在跨導(dǎo)放大器105和電流加法器107之間。即電流通過負(fù)載電容111端接地電阻R3的降壓后進(jìn)入電流乘除法器114，并且，電流驅(qū)經(jīng)跨導(dǎo)放大器105后進(jìn)入電流乘除法器114。
所述驅(qū)動電路采用此種結(jié)構(gòu)的原因如下 Vdim為對輸出電流的線性調(diào)節(jié)，即Vdim線性調(diào)節(jié)采樣電阻101兩端電壓。
假設(shè)V101＝K1×Vdim 由LED驅(qū)動電路得 L×I＝Vin×D×T 其中，I為電感電流，D為充電占空比。
L×I＝Vout×T×(1-D) 則 根據(jù)功率守恒定律其中，

為效率。
帶入D后，得 如果要使Iout恒定，則 即經(jīng)過變換得到的Vsense，即新的采樣電阻101控制電壓 從圖3中知道V101＝K×Vdim＝K1×K2×Vin，也可以將舊采樣電阻101電壓表述為Vsense-old， 只要使電流乘除法器114完成就可以了，因此只有Vin+Vout分壓輸入到電流乘除法器114，即 同樣，在本實(shí)施例公開的LED驅(qū)動電路中，為實(shí)現(xiàn)對功率MOS管110的過電壓保護(hù)，在功率MOS管110上并聯(lián)二極管112，同時，在二極管112上連接檢測單元113。其工作原理與上述實(shí)施例公開的內(nèi)容相同，此處不再贅述。
本發(fā)明兩個實(shí)施例公開的LED驅(qū)動電路中的電流乘除法器114可以為由NPN晶體管構(gòu)成的電流乘除法器；由PNP或SPNP晶體管構(gòu)成的電流乘除法器或雙極型電流乘除法器。
如圖4所示，電流乘除法器114為由NPN晶體管構(gòu)成的電流乘除法器，其中，NPN晶體管402、NPN晶體管403、NPN晶體管404和NPN晶體管405組成了P-N結(jié)電壓環(huán)，NPN晶體管402和NPN晶體管404均與電壓電流轉(zhuǎn)換單元相連，PMOS管407和408匹配后，再與NPN晶體管405的集電極相連。
電流I1通過NPN晶體管403的集電極進(jìn)入電流乘除法器，電流I2和I3分別進(jìn)入電壓電流轉(zhuǎn)換單元406，電流I4通過NPN晶體管405的集電極進(jìn)入電流乘除法器。
本電流乘除法器使用雙極工藝，速度快。并且，晶體管均為NPN管，互相之間的匹配好。但本電流乘除法器的與CMOS工藝不兼容。
如圖5所示，電流乘除法器114為由PNP或SPNP晶體管構(gòu)成的電流乘除法器，是一種與純CMOS工藝兼容的電流乘除法器。其中，SPNP晶體管502，SPNP晶體管503，SPNP晶體管504，SPNP晶體管505同樣組成了P-N結(jié)電壓環(huán)。
與圖4的電流乘除器不同的是運(yùn)算放大器507和PMOS管508組成了電流調(diào)整器，運(yùn)算放大器507使SPNP晶體管502和SPNP晶體管504的發(fā)射極端電壓相等。因此，輸出電流可以通過PMOS管509輸出，PMOS管509與PMOS管508匹配。
電流I2和I3由電壓電流轉(zhuǎn)換單元506分別流入SPNP晶體管503和SPNP晶體管505的發(fā)射級。
當(dāng)然，在上述的電流乘除法器中可以將SPNP換成PNP管。
本電流乘除法器的缺點(diǎn)為使用運(yùn)算放大器507保證SPNP晶體管502和SPNP晶體管504的發(fā)射極電位一致，有失配，其計算精度也會受影響。
如圖6所示，電流乘除法器114為雙極型電流乘除法器，可以有效避免圖5中的電流乘除法器的失配問題。其中，NPN晶體管602和NPN晶體管604，PNP管603和PNP管605組成結(jié)電壓環(huán)。MOS管607提高了NPN晶體管602和NPN晶體管604的源極電壓，因此提高了電壓電流轉(zhuǎn)換單元606的電壓閾度。
與圖4和圖5不相同的是，電流I2和I3分別通過PNP管603和PNP管605進(jìn)入電壓電流轉(zhuǎn)換單元606。
本電流乘除法器的缺點(diǎn)為同時有NPN管和PNP管，BE結(jié)既有橫向結(jié)又有縱向結(jié)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并且，與CMOS工藝不兼容。
圖4中的電壓電流轉(zhuǎn)換單元406、圖5中的電壓電流轉(zhuǎn)換單元506和圖6中的電壓電流轉(zhuǎn)換單元606均包含兩個相同的拓?fù)洳糠?，如圖7所示，示出電壓電流轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)。
其中，拓?fù)洳糠值木唧w的結(jié)構(gòu)如圖8所示，輸入電壓701經(jīng)過電阻分壓器702和703而降低到芯片內(nèi)部可識別電平。運(yùn)算放大器704和PMOS管707，電阻706組成了一個電壓調(diào)整器，PMOS管708與PMOS管707匹配。
其中，PMOS管707流過的電流為運(yùn)算放大器704輸入電壓與電阻706的積。PMOS 708將PMOS管707電流匹配到輸出端。
對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED驅(qū)動電路，其特征在于，在所述驅(qū)動電路的輸入端以及負(fù)載電容端均增加通過兩個接地電阻接地的支路，在所述驅(qū)動電路中串聯(lián)電流乘除法器，
其中，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路輸入端兩個接地電阻之間，還連接在所述驅(qū)動電路負(fù)載電容兩個接地電阻之間，并且，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路的跨導(dǎo)放大器和電流加法器之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其特征在于，當(dāng)所述驅(qū)動電路的電流調(diào)整線性放大器連接在所述驅(qū)動電路輸入端兩個接地電阻之間時，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路負(fù)載電容兩個接地電阻之間，并且，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路的跨導(dǎo)放大器和電流加法器之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動電路，其特征在于，還包括與所述驅(qū)動電路的功率MOS管并聯(lián)的二極管，以及與所述二極管相連的用于檢測功率MOS管電壓的檢測單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述電流乘除法器為由NPN晶體管構(gòu)成的電流乘除法器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述電流乘除法器為由PNP或SPNP晶體管構(gòu)成的電流乘除法器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動電路，其特征在于，所述電流乘除法器為雙極型電流乘除法器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED驅(qū)動電路，在所述驅(qū)動電路的輸入端以及負(fù)載電容端均增加通過兩個接地電阻接地的支路，在所述驅(qū)動電路中串聯(lián)電流乘除法器，其中，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路輸入端兩個接地電阻之間，還連接在所述驅(qū)動電路負(fù)載電容兩個接地電阻之間，并且，所述電流乘除法器連接在所述驅(qū)動電路的跨導(dǎo)放大器和電流加法器之間。所述電流乘除法器，通過改變所述LED驅(qū)動電路的跨導(dǎo)放大器輸出電流與輸入電流的線性關(guān)系，進(jìn)而解決負(fù)載LED的驅(qū)動電流會根據(jù)輸入、輸出電壓的波動而波動對負(fù)載LED造成損壞的問題。
文檔編號H05B37/02GK101711081SQ20091026058
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者杜紅越, 劉新峰, 張煒, 章久生, 張洪波 申請人:Bcd半導(dǎo)體制造有限公司