專(zhuān)利名稱(chēng)：一種led驅(qū)動(dòng)芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED照明設(shè)備的驅(qū)動(dòng)部件，尤其是可調(diào)LED照明設(shè)備的驅(qū)動(dòng)芯片部件。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)今電子技術(shù)和電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，LED照明設(shè)備已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于人們的 生活和生產(chǎn)中，同時(shí)LED照明設(shè)備因其低能耗、環(huán)保，控制方便等優(yōu)點(diǎn)，具有極好的市場(chǎng)前 景。但目前，在照明領(lǐng)域內(nèi)，LED在技術(shù)上仍存在一些不盡如人意的弊端，在傳統(tǒng)的LED相 關(guān)驅(qū)動(dòng)電路方面，仍存在以下不足(1)傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電路體積仍不夠小巧，其內(nèi)部通常有20多件無(wú)源元件，插件與 裝配相對(duì)繁瑣，且這些內(nèi)部電子元件的使用壽命限制了 LED照明裝置的整體使用壽命，例 如傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路中的電解電容的壽命在高溫105°C情況下，均在5000小時(shí)以下，因此 LED照明設(shè)備常隨著電解電容的失效而無(wú)法使用。(2)傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電路功率因數(shù)PF通常小于85%，仍有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電路的缺陷，提供一種新型的LED驅(qū)動(dòng) 芯片作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)裝置取代傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)芯片體積小巧，使用穩(wěn)定，大大 提升了 LED照明裝置的性能，同時(shí)降低了成本。為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案—種LED驅(qū)動(dòng)芯片，其特征在于內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)包括電壓分配模塊，緩沖-電壓比 較模塊，電壓輸入模塊和半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET組成，其中MOSFET Ql的源極與地電位相連，柵極連接于緩沖-電壓比較模塊1的一個(gè)輸入 端、同時(shí)連接于電壓輸入模塊的輸出端，緩沖-電壓比較模塊1的另一個(gè)輸入端分別連接至 串聯(lián)電阻Rl和R2之間的連接點(diǎn)處，緩沖-電壓比較模塊1輸出端與MOSFET Q2的柵極相 連，MOSFET Ql的漏極作為驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線(xiàn)路上；MOSFET Qn(η > 1)的源極通過(guò)電阻或能夠等效為電阻的元件組與地電位相連，柵 極連接于緩沖-電壓比較模塊η的一個(gè)輸入端、同時(shí)連接于緩沖-電壓比較模塊η-1的輸 出端，緩沖-電壓比較模塊η的另一個(gè)輸入端連接至串聯(lián)電阻R2n-1和R2n之間的連接點(diǎn) 處，MOSFETQn的漏極作為驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線(xiàn)路上；所述外部LED的串聯(lián)線(xiàn)路的起始端連接于電壓輸入模塊的輸出端上；上述分別由Rl和R2，R2n-l和R2n組成的η條支路，并聯(lián)組成電壓分配模塊，所述 電壓輸入模塊的輸出端通過(guò)電壓分配模塊連接于地電位。本發(fā)明還可采用以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)所述電壓輸入模塊為一增強(qiáng)型金屬-氧化層-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET Q0，其 柵極與外部電壓輸入端連接，漏極經(jīng)一電阻Rx或能夠等效為電阻Rx的元件組連接于地電 位，源極經(jīng)電壓分配模塊連接于地電位，且源極與MOSFET Ql的柵極相連；
所述MOSFET Ql-Qn均為V型槽場(chǎng)效應(yīng)晶體管VM0S，以利用VMOS耐壓高，輸出電流 大等優(yōu)點(diǎn)。所述LED驅(qū)動(dòng)芯片的電路結(jié)構(gòu)還包括功率因數(shù)校正部分，所述功率因數(shù)校正部分 為一個(gè)三極管，其集電極通過(guò)一正向連接的二極管與基極連接，發(fā)射極通過(guò)一反向連接的 二極管與地電位連接；外部電壓輸入端串聯(lián)接入一電感后聯(lián)結(jié)至所述三極管的集電極上。通過(guò)上述的技術(shù)方案，使本發(fā)明所述LED驅(qū)動(dòng)芯片裝置可完全替代現(xiàn)有的傳統(tǒng) LED驅(qū)動(dòng)裝置電路，無(wú)需外接器件，大大縮小了 LED驅(qū)動(dòng)電路模塊的體積，同時(shí)大大提升了 LED照明裝置的功率因數(shù)，降低了成本。


圖1為本發(fā)明所述LED驅(qū)動(dòng)芯片裝置的內(nèi)部電路圖。其中Q0_Q6、金屬-氧化層-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET ；Qi、三極管
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。參見(jiàn)附圖1所示，本發(fā)明的工作原理如下本發(fā)明的電壓輸入模塊為一增強(qiáng)型金屬-氧化層-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET Q0，外部電壓輸入端VI N與QO的柵極連接，QO的漏極經(jīng)一電阻Rx連接于地電位，QO的源 極經(jīng)電壓分配模塊連接于地電位。本實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)的LED照明裝置為6個(gè)LED燈段，每段 LED由兩個(gè)LED燈組成，其中每個(gè)LED燈均由6個(gè)LED發(fā)光二極管串聯(lián)而成。每個(gè)LED的壓 降為3V，因此每個(gè)LED燈段全亮?xí)r兩端電壓為3X 12 = 36V。當(dāng)線(xiàn)路電壓從VIN端輸入時(shí)，與VIN端口相連的QO的柵極電壓處于高電位，QO開(kāi) 始導(dǎo)通，QO的源極之輸出電壓即VDD隨之上升；則晶體管MOSFET Ql的柵極電壓上升，Ql就 開(kāi)始導(dǎo)通，LED1、LED2開(kāi)始點(diǎn)亮發(fā)光；同時(shí)緩沖-電壓比較模塊1的輸入端IA為高電位；若 電壓輸入端VIN的電壓較低，緩沖-電壓比較模塊1的輸入端IB為低電位，緩沖-電壓比 較模塊1輸出低電位，Q2的柵極處于地電位，Q2處于截止?fàn)顟B(tài)。以此類(lèi)推，Q3-Q6也處于截 止?fàn)顟B(tài)。隨著VIN端輸入電壓增加，Ql開(kāi)始進(jìn)入飽和狀態(tài)且電阻Rl分擔(dān)的電壓增加，IB端 點(diǎn)電壓逐漸升高達(dá)到施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓，施密特觸發(fā)器被觸發(fā)，緩沖-電壓比 較模塊2輸出高電位，此時(shí)Q2導(dǎo)通，當(dāng)輸入電壓超過(guò)36V時(shí)LED3、LED4開(kāi)始點(diǎn)亮發(fā)光。此 時(shí)預(yù)先設(shè)定的R3和R4的電阻值的比值，仍可使端點(diǎn)2B處的電壓低于緩沖-電壓比較模塊 2內(nèi)的施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓，Q3-Q6仍處于截止?fàn)顟B(tài)。隨著VIN端輸入電壓的繼續(xù)增加，Q2開(kāi)始進(jìn)入飽和狀態(tài)且電阻R3分擔(dān)的電壓增 加至緩沖-電壓比較模塊2內(nèi)施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓，施密特觸發(fā)器被觸發(fā)，Q3導(dǎo) 通，當(dāng)輸入電壓超過(guò)72V時(shí)LED5、LED6開(kāi)始點(diǎn)亮發(fā)光，Q4-Q6截止。以此類(lèi)推，隨著輸入電壓逐漸升高，當(dāng)輸入電壓值超過(guò)180V時(shí)，Q6導(dǎo)通，LEDll和 LED 12點(diǎn)亮；當(dāng)輸入電壓值超過(guò)216V時(shí)，此時(shí)Q6進(jìn)入飽和狀態(tài)，整個(gè)LED照明裝置達(dá)到最
由以上的驅(qū)動(dòng)方式可知，本專(zhuān)利表述的芯片，只要改變線(xiàn)路電壓就能實(shí)現(xiàn)調(diào)光。因 此，可以非常方便地使用普通的可控硅調(diào)光器且被實(shí)施。例中共驅(qū)動(dòng)72粒LED發(fā)光二極管， 以每粒晶粒0. 065W計(jì)算，0. 065X72 = 4. 68W，可以組成最常用的家用照明燈具。如果需要 組成不同功率的照明燈具，只需要改變RX，很容易就能組成1W-7W不同種類(lèi)的LED燈具。其中電感L的工作原理為L(zhǎng)ED半導(dǎo)體發(fā)光器件本身是一種二極管，點(diǎn)亮LED可以 是直流，也可以是單向脈動(dòng)直流。當(dāng)外部電源為交流電時(shí)，在注意避免交流電反向電壓將發(fā) 光器件擊穿損壞的前提下，也可以使用交流電。使用全波整流橋產(chǎn)生的IOOHz脈動(dòng)直流點(diǎn) 亮LED，利用“脈動(dòng)”這個(gè)特性，在輸入回路中，串入一個(gè)電感L。利用電流流過(guò)電感的滯后 特性，很方便地將功率因素提高到0.90以上。由于在芯片中沒(méi)有振蕩源，因此電磁兼容性 與電磁干擾的問(wèn)題將是非常容易處理的。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限定。凡 本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)上述實(shí)施例做出的任何等同的變動(dòng)、修飾或演 變等，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED驅(qū)動(dòng)芯片，其特征在于內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)包括電壓分配模塊，緩沖-電壓比較 模塊，電壓輸入模塊和半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET組成，其中MOSFET Ql的源極與地電位相連，柵極連接于緩沖-電壓比較模塊1的一個(gè)輸入端、同 時(shí)連接于電壓輸入模塊的輸出端，緩沖-電壓比較模塊1的另一個(gè)輸入端分別連接至串聯(lián) 電阻Rl和R2之間的連接點(diǎn)處，緩沖-電壓比較模塊1輸出端與MOSFET Q2的柵極相連， MOSFET Ql的漏極作為驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線(xiàn)路上；MOSFET Qn(n> 1)的源極通過(guò)電阻或能夠等效為電阻的元件組與地電位相連，柵極 連接于緩沖-電壓比較模塊η的一個(gè)輸入端、同時(shí)連接于緩沖-電壓比較模塊η-1的輸出 端，緩沖-電壓比較模塊η的另一個(gè)輸入端連接至串聯(lián)電阻R2n-1和R2n之間的連接點(diǎn)處， MOSFETQn的漏極作為驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端連接至外部LED的串聯(lián)線(xiàn)路上；所述外部LED的串聯(lián)線(xiàn)路的起始端連接于電壓輸入模塊的輸出端上；上述分別由Rl和R2，R2n-1和R2n組成的η條支路，并聯(lián)組成電壓分配模塊，所述電壓 輸入模塊的輸出端通過(guò)電壓分配模塊連接于地電位。
2.如權(quán)利要求1所述LED驅(qū)動(dòng)芯片，其特征在于電壓輸入模塊為一增強(qiáng)型金屬-氧 化層-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET Q0，其柵極與外部電壓輸入端連接，漏極經(jīng)一電阻Rx或 能夠等效為電阻Rx的元件組連接于地電位，源極經(jīng)電壓分配模塊連接于地電位，且源極與 MOSFET Ql的柵極相連。
3.如權(quán)利要求1所述LED驅(qū)動(dòng)芯片，其特征在于所述MOSFETQl-Qn均為V型槽場(chǎng)效 應(yīng)晶體管VMOS。
4.如權(quán)利要求1所述LED驅(qū)動(dòng)芯片，其特征在于還包括功率因數(shù)校正部分，所述功率 因數(shù)校正部分為一個(gè)三極管，其集電極通過(guò)一正向連接的二極管與基極連接，發(fā)射極通過(guò) 一反向連接的二極管與地電位連接；外部電壓輸入端串聯(lián)接入一電感后聯(lián)結(jié)至所述三極管 的集電極上。
全文摘要
一種LED驅(qū)動(dòng)芯片，其電路結(jié)構(gòu)包含電壓分配模塊，緩沖-電壓比較模塊，電壓輸入模塊為一位于輸入端增強(qiáng)型金屬-氧化層-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET，其源極經(jīng)電壓分配模塊連接于地電位，緩沖-電壓比較模塊與電壓分配模塊內(nèi)部相應(yīng)節(jié)點(diǎn)連接，輸出端連接位于輸出端的場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET，由輸出端的場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET驅(qū)動(dòng)外部的LED照明設(shè)備。本發(fā)明采用芯片驅(qū)動(dòng)LED照明設(shè)備，極大的減小了傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路的體積，同時(shí)大大提升了LED照明裝置的功率因數(shù)，降低了成本。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102098849SQ201110029210
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者張高柏, 陳衛(wèi)平 申請(qǐng)人:陳衛(wèi)平