一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，主要由開關(guān)電流源，變壓器T，驅(qū)動芯片M，串接于驅(qū)動芯片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極管D1，串接于驅(qū)動芯片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C3，串接于驅(qū)動芯片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R7，串接于開關(guān)電流源與驅(qū)動芯片M之間的開關(guān)功率放大電路，以及基極與驅(qū)動芯片M的TG管腳相連接等特征構(gòu)成。本發(fā)明不僅具有短路保護(hù)、過壓保護(hù)及開路保護(hù)的功能，而且其功耗較低，其啟動時間僅為傳統(tǒng)柵極驅(qū)動電路啟動時間的1/4。同時，本發(fā)明設(shè)有開關(guān)功率放大電路，因此能確保輸入驅(qū)動芯片M中的功率信號不會產(chǎn)生衰減，進(jìn)而確保整體的性能穩(wěn)定。
【專利說明】一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED驅(qū)動電路，具體是指一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，由于LED燈具有能耗低、使用壽命長以及安全環(huán)保等特點，其已經(jīng)成為了人們生活照明的主流產(chǎn)品之一。由于LED燈不同于傳統(tǒng)的白熾燈，因此其需要由專用的驅(qū)動電路來進(jìn)行驅(qū)動。然而，當(dāng)前人們廣泛使用的柵極驅(qū)動電路由于其設(shè)計結(jié)構(gòu)的不合理性，導(dǎo)致了目前柵極驅(qū)動電路存在能耗較高、電流噪音較大以及啟動時間較長等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服目前柵極驅(qū)動電路存在的能耗較高、電流噪音較大以及啟動時間較長的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能有效降低能耗和電流噪音，明顯縮短啟動時間的一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)，主要由開關(guān)電流源，變壓器T，驅(qū)動芯片M，串接于驅(qū)動芯片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極管Dl，串接于驅(qū)動芯片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C3，串接于驅(qū)動芯片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R7，串接于開關(guān)電流源與驅(qū)動芯片M之間的開關(guān)功率放大電路，以及基極與驅(qū)動芯片M的TG管腳相連接、集電極順次經(jīng)電容C4和電容C5后接地、而發(fā)射極接地的晶體管Q4組成；所述開關(guān)功率放大電路則由功率放大器P1，功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器Pl的輸出端與負(fù)極輸入端之間的電阻R9和電容C6，串接在功率放大器P2的輸出端與正極輸入端之間的電阻RlO和電容C7，基極與功率放大器Pl的輸出端相連接、集電極經(jīng)電阻Rll后與功率放大器P3的正極輸入端相連接的三極管Q5，基極與三極管Q5的發(fā)射極相連接、集電極經(jīng)電阻R12后與功率放大器P3的負(fù)極輸入端相連接的三極管Q6，基極經(jīng)電阻R14后與功率放大器P2的輸出端相連接、集電極經(jīng)電阻R13后與三極管Q6的基極相連接的三極管Q7，正極與功率放大器P3的負(fù)極輸入端相連接、而負(fù)極與三極管Q6的發(fā)射極相連接并接地的電容C8，與電阻R14相并聯(lián)的電容C9，一端與三極管Q7的基極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R15，一端與三極管Q7的發(fā)射極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R16，與電阻R16相并聯(lián)的電容C10，以及N極與三極管Q5的集電極相連接、P極外接-4V電壓的二極管D2組成；所述功率放大器Pl的負(fù)極輸入端與功率放大器P2的正極輸入端相連接，功率放大器P3的輸出端與驅(qū)動芯片M的VCC管腳相連接，三極管Q7的集電極與驅(qū)動芯片M的INP管腳相連接，而功率放大器Pl的正極輸入端和功率放大器P2的負(fù)極輸入端則均與開關(guān)電流源相連接。
[0005]所述變壓器T的原邊線圈的同名端與電容C4和電容C5的連接點相連接，其非同名端則與晶體管Q4的發(fā)射極相連接后接地；同時，晶體管Q4的發(fā)射極還與驅(qū)動芯片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設(shè)有抽頭Yl和抽頭Y2。
[0006]所述的開關(guān)電流源由晶體管Q1，晶體管Q2，晶體管Q3，直流電源S，串接在晶體管Ql的集電極與晶體管Q2的集電極之間的電阻R1，串接在晶體管Ql的發(fā)射極與直流電源S的負(fù)極之間的RC濾波電路，串接在晶體管Ql的基極與直流電源S的負(fù)極之間的電阻R2，與直流電源S相并聯(lián)的電阻R5，串接在晶體管Q3的發(fā)射極與直流電源S的負(fù)極之間的電阻R6，串接在晶體管Q3的集電極與晶體管Q2的集電極之間的電阻R4，以及正極與晶體管Q2的集電極相連接、負(fù)極與直流電源S的負(fù)極相連接的極性電容C2組成；所述晶體管Q2的基極還與晶體管Ql的集電極相連接，而晶體管Q3的基極則分別與晶體管Q2的發(fā)射極和直流電源S的正極相連接；所述極性電容C2的正極與功率放大器Pl的正極輸入端相連接，其負(fù)極則與功率放大器P2的負(fù)極輸入端相連接。
[0007]為確保使用效果，所述驅(qū)動芯片M優(yōu)先采用LTC4440A集成芯片來實現(xiàn)。
[0008]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0009](I)本發(fā)明不僅具有短路保護(hù)、過壓保護(hù)及開路保護(hù)的功能，而且其功耗較低，其啟動時間僅為傳統(tǒng)柵極驅(qū)動電路啟動時間的1/4。
[0010](2)本發(fā)明設(shè)有自帶的開關(guān)電流源，因此能有效的避免外部電磁干擾，同時，能顯著的降低電流噪音。
[0011](3)本發(fā)明設(shè)有開關(guān)功率放大電路，因此能確保輸入驅(qū)動芯片M中的功率信號不會產(chǎn)生衰減，進(jìn)而確保整體的性能穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0014]實施例
[0015]如圖1所示，本發(fā)明由晶體管Q4、變壓器T、驅(qū)動芯片M、開關(guān)電流源、二極管D1、電容C3、電阻R7、電容C4、電容C5，以及開關(guān)功率放大電路組成。連接時，開關(guān)電流源的輸出端需要與開關(guān)功率放大電路的輸入端相連接，而開關(guān)功率放大電路的輸出端則需要與驅(qū)動芯片M相連接。所述的二極管Dl串接于驅(qū)動芯片M的VCC管腳與BOOST管腳之間，以確保當(dāng)變壓器T損壞時，其外部電流不會對驅(qū)動芯片M造成損害。電容C3串接于驅(qū)動芯片M的BOOST管腳與TG管腳之間，而電阻R7則串接于驅(qū)動芯片M的TG管腳與TS管腳之間。
[0016]所述晶體管Q4的基極與驅(qū)動芯片M的TG管腳相連接，其集電極順次經(jīng)電容C4和電容C5后接地，其發(fā)射極接地。同時，該晶體管Q4的集電極還需要外接+6V的驅(qū)動電壓，以確保晶體管Q4能正常運行。
[0017]其中，變壓器T的原邊線圈的同名端與電容C4和電容C5的連接點相連接，其非同名端則與晶體管Q4的發(fā)射極相連接后接地。同時，晶體管Q4的發(fā)射極還與驅(qū)動芯片M的TS管腳相連接。
[0018]變壓器T的副邊線圈上設(shè)有抽頭Yl和抽頭Y2，即通過該抽頭Yl和抽頭Y2，本發(fā)明在變壓器T的副邊線圈上形成有4個輸出端，即副邊線圈的同名端，Yl抽頭、Y2抽頭和副邊線圈的非同名端。
[0019]所述的開關(guān)功率放大電路，主要由功率放大器Pl，功率放大器P2，功率放大器P3，三極管Q5，三極管Q6，三極管Q7，串接在功率放大器Pl的輸出端與負(fù)極輸入端之間的一級RC濾波電路，串接在功率放大器P2的輸出端與正極輸入端之間的二級RC濾波電路，以及電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電容C8、電容C9、電容ClO及二極管D2組成。
[0020]其中，所述的一級RC濾波電路由電阻R9和電容C6并聯(lián)而成，即電阻R9和電容C6均串接在功率放大器Pl的負(fù)極輸入端與輸出端之間；所述的二級RC濾波電路則由電阻RlO和電容C7并聯(lián)而成，即電阻RlO和電容C7均串接在功率放大器P2的正極輸入端與輸出端之間。同時，功率放大器Pl的負(fù)極輸入端還與功率放大器P2的正極輸入端相連接。
[0021]三極管Q5的基極與功率放大器Pl的輸出端相連接，其集電極經(jīng)電阻Rll后與功率放大器P3的正極輸入端相連接，其發(fā)射極則與三極管Q6的基極相連接；三極管Q6的集電極經(jīng)電阻R12后與功率放大器P3的負(fù)極輸入端相連接，同時，該三極管Q6的集電極還外接+1V電壓。
[0022]三極管Q7的基極經(jīng)電阻R14后與功率放大器P2的輸出端相連接，其集電極則經(jīng)電阻R13后與三極管Q6的基極相連接。電容C9則與電阻R14相并聯(lián)，為確保效果，該電容C9優(yōu)先采用電解電容來實現(xiàn)。連接時，電容C9的負(fù)極與三極管Q7的基極相連接，其正極則與功率放大器P2的輸出端相連接。電容C8的正極與功率放大器P3的負(fù)極輸入端相連接，其負(fù)極則與三極管Q6的發(fā)射極相連接。同時，該電容C8的負(fù)極和三極管Q6的發(fā)射極均接地。
[0023]電阻R15的一端與三極管Q7的基極相連接，其另一端外接-4V的電壓；而電阻R16的一端與三極管Q7的發(fā)射極相連接，其另一端則同樣外接-4V的電壓。電容ClO則與電阻R16相并聯(lián)。同樣，所述電容ClO和電容C8也均采用電解電容來實現(xiàn)。
[0024]所述二極管D2的N極與三極管Q5的集電極相連接，其P極在外接_4V的電壓。為確保功率放大器Pl和功率放大器P2的正常運行，該電容C6和電容C7均優(yōu)先采用貼片電容來實現(xiàn)。
[0025]所述開關(guān)電流源用于向開關(guān)功率放大電路和驅(qū)動芯片M提供工作電源，其由晶體管Q1，晶體管Q2，晶體管Q3，直流電源S，串接在晶體管Ql的集電極與晶體管Q2的集電極之間的電阻R1，串接在晶體管Ql的發(fā)射極與直流電源S的負(fù)極之間的RC濾波電路，串接在晶體管Ql的基極與直流電源S的負(fù)極之間的電阻R2，與直流電源S相并聯(lián)的電阻R5，串接在晶體管Q3的發(fā)射極與直流電源S的負(fù)極之間的電阻R6，串接在晶體管Q3的集電極與晶體管Q2的集電極之間的電阻R4，以及正極與晶體管Q2的集電極相連接、負(fù)極與直流電源S的負(fù)極相連接的極性電容C2組成。
[0026]同時，該晶體管Q2的基極還與晶體管Ql的集電極相連接，晶體管Q3的基極則分別與晶體管Q2的發(fā)射極和直流電源S的正極相連接。所述極性電容C2的正極要與功率放大器Pl的正極輸入端相連接，而極性電容C2的負(fù)極則要與功率放大器P2的負(fù)極輸入端相連接。
[0027]所述的RC濾波電路則由電阻R3和電容Cl并聯(lián)而成，即電阻R3和電容Cl并聯(lián)后，其一個公共端與晶體管Ql的發(fā)射極相連接、其另一個公共端則與直流電源S的負(fù)極相連接。
[0028]為確保使用效果，該驅(qū)動芯片M優(yōu)先采用凌力爾特公司生產(chǎn)的高頻率N溝道MOSFET柵極驅(qū)動芯片，即LTC4440A集成芯片。該驅(qū)動芯片能以高達(dá)80V的輸入電壓工作，在高達(dá)100V瞬態(tài)時可連續(xù)工作。
[0029]如上所述，便可以很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，主要由開關(guān)電流源，變壓器T，驅(qū)動芯片M，串接于驅(qū)動芯片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極管Dl，串接于驅(qū)動芯片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C3，串接于驅(qū)動芯片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R7，串接于開關(guān)電流源與驅(qū)動芯片M之間的開關(guān)功率放大電路，以及基極與驅(qū)動芯片M的TG管腳相連接、集電極順次經(jīng)電容C4和電容C5后接地、而發(fā)射極接地的晶體管Q4組成；所述開關(guān)功率放大電路則由功率放大器Pl，功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器Pl的輸出端與負(fù)極輸入端之間的電阻R9和電容C6，串接在功率放大器P2的輸出端與正極輸入端之間的電阻RlO和電容C7，基極與功率放大器Pl的輸出端相連接、集電極經(jīng)電阻Rll后與功率放大器P3的正極輸入端相連接的三極管Q5，基極與三極管Q5的發(fā)射極相連接、集電極經(jīng)電阻R12后與功率放大器P3的負(fù)極輸入端相連接的三極管Q6，基極經(jīng)電阻R14后與功率放大器P2的輸出端相連接、集電極經(jīng)電阻R13后與三極管Q6的基極相連接的三極管Q7，正極與功率放大器P3的負(fù)極輸入端相連接、而負(fù)極與三極管Q6的發(fā)射極相連接并接地的電容C8，與電阻R14相并聯(lián)的電容C9，一端與三極管Q7的基極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R15，一端與三極管Q7的發(fā)射極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R16，與電阻R16相并聯(lián)的電容C10，以及N極與三極管Q5的集電極相連接、P極外接-4V電壓的二極管D2組成；所述功率放大器Pl的負(fù)極輸入端與功率放大器P2的正極輸入端相連接，功率放大器P3的輸出端與驅(qū)動芯片M的VCC管腳相連接，三極管Q7的集電極與驅(qū)動芯片M的INP管腳相連接，而功率放大器Pl的正極輸入端和功率放大器P2的負(fù)極輸入端則均與開關(guān)電流源相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述變壓器T的原邊線圈的同名端與電容C4和電容C5的連接點相連接，其非同名端則與晶體管Q4的發(fā)射極相連接后接地；同時，晶體管Q4的發(fā)射極還與驅(qū)動芯片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設(shè)有抽頭Yl和抽頭Y2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的開關(guān)電流源由晶體管Q1，晶體管Q2，晶體管Q3，直流電源S，串接在晶體管Ql的集電極與晶體管Q2的集電極之間的電阻R1，串接在晶體管Ql的發(fā)射極與直流電源S的負(fù)極之間的RC濾波電路，串接在晶體管Ql的基極與直流電源S的負(fù)極之間的電阻R2，與直流電源S相并聯(lián)的電阻R5，串接在晶體管Q3的發(fā)射極與直流電源S的負(fù)極之間的電阻R6，串接在晶體管Q3的集電極與晶體管Q2的集電極之間的電阻R4，以及正極與晶體管Q2的集電極相連接、負(fù)極與直流電源S的負(fù)極相連接的極性電容C2組成；所述晶體管Q2的基極還與晶體管Ql的集電極相連接，而晶體管Q3的基極則分別與晶體管Q2的發(fā)射極和直流電源S的正極相連接；所述極性電容C2的正極與功率放大器Pl的正極輸入端相連接，其負(fù)極則與功率放大器P2的負(fù)極輸入端相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的一種基于開關(guān)功率放大電路的柵極驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動芯片M為LTC4440A集成芯片。
【文檔編號】H05B37/02GK104506021SQ201410676170
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月22日
【發(fā)明者】肖尤花, 杜琴 申請人:成都智利達(dá)科技有限公司