發(fā)光二極管驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包括反饋環(huán)路和功率管，其特征在于，還包括與負(fù)載LED串聯(lián)的啟動檢測電阻，以及對啟動檢測電阻上的壓降進(jìn)行檢測的電流比較器，以及用于檢測電路上電的上電檢測電路，所述電流比較器和上電檢測電路的輸出端分別與觸發(fā)器的輸入端和復(fù)位端連接；所述二選一選通開關(guān)的輸出端與PWM比較器的輸入端連接，所述上電檢測電路為欠壓比較器，所述欠壓比較器的兩個輸入端分別連接電源電壓和欠壓基準(zhǔn)電壓。采用本發(fā)明所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路，通過檢測輸出電壓控制功率管的開關(guān)狀態(tài)，在啟動階段以大占空比持續(xù)運行直到滿足負(fù)載LED的導(dǎo)通條件，提高了輸出電壓的上升速度，縮短了啟動時間。
【專利說明】發(fā)光二極管驅(qū)動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計領(lǐng)域，涉及開關(guān)電源，特別是一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子。
[0003]LED只能往一個方向?qū)?通電)，叫作正向偏置(正向偏壓)，當(dāng)電流流過時，電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出單色光，這叫電致發(fā)光效應(yīng)，與白熾燈泡和氖燈相比，發(fā)光二極管的特點是:工作電壓很低(有的僅一點幾伏)；工作電流很小(有的僅零點幾毫安即可發(fā)光);抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制通過的電流強弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強弱。由于有這些特點，利用發(fā)光LED進(jìn)行照明應(yīng)用在越來越廣泛的范圍之中。
[0004]現(xiàn)有的單級高功率因素LED照明驅(qū)動方案中，在LED輸出端需要并聯(lián)大電容(通常幾百微法)降低LED的紋波。該電容初始電壓為0V，需要充電至LED的工作電壓幾十伏穩(wěn)態(tài)。如果不加芯片內(nèi)部的軟啟動控制，啟動時候則容易發(fā)生輸出電壓過沖導(dǎo)致LED有啟動瞬態(tài)大電流。而芯片內(nèi)部增加軟啟動控制，則會增加從開關(guān)打開到LED全亮的啟動時間，很難滿足〈0.5S的啟動時間需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為提高LED驅(qū)動電路的啟動速度，本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管驅(qū)動電路。
[0006]發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包括反饋環(huán)路和功率管，所述反饋環(huán)路包括誤差放大器、PWM比較器、邏輯驅(qū)動電路，所述邏輯驅(qū)動電路的輸出端與功率管的控制端連接，所述誤差放大器用于檢測LED驅(qū)動電路的輸出電壓；
其特征在于，還包括與負(fù)載LED串聯(lián)的啟動檢測電阻，以及對啟動檢測電阻上的壓降進(jìn)行檢測的電流比較器，以及用于檢測電路上電的上電檢測電路，所述電流比較器和上電檢測電路的輸出端分別與觸發(fā)器的輸入端和復(fù)位端連接；
所述誤差放大器的輸出端連接二選一選通開關(guān)的第一輸入端連接，所述二選一選通開關(guān)的第二輸入端與高位基準(zhǔn)電壓連接；所述二選一選通開關(guān)的控制端與觸發(fā)器的輸出端連接，所述二選一選通開關(guān)的輸出端與PWM比較器的輸入端連接；
所述高位基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓值不低于誤差放大器的電源電壓，所述上電檢測電路為欠壓比較器，所述欠壓比較器的兩個輸入端分別連接電源電壓和欠壓基準(zhǔn)電壓。
[0007]優(yōu)選的，所述高位基準(zhǔn)電壓為所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路的電源電壓。
[0008]優(yōu)選的，還包括采樣電路，所述采樣電路為串聯(lián)在負(fù)載上的電流采樣電阻，所述電流采樣電阻兩端分別連接誤差放大器的不同輸入端。
[0009]優(yōu)選的，所述誤差放大器和地之間還連接有補償電容。
[0010]優(yōu)選的，所述觸發(fā)器為RS觸發(fā)器。
[0011]采用本發(fā)明所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路，通過檢測輸出電壓控制功率管的開關(guān)狀態(tài)，在啟動階段以大占空比持續(xù)運行直到滿足負(fù)載LED的導(dǎo)通條件，提高了輸出電壓的上升速度，縮短了啟動時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示出本發(fā)明的一種【具體實施方式】結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014]本發(fā)明所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包括反饋環(huán)路和功率管，所述反饋環(huán)路包括誤差放大器、PWM比較器、邏輯驅(qū)動電路，所述邏輯驅(qū)動電路的輸出端與功率管的控制端連接，所述誤差放大器用于檢測LED驅(qū)動電路的輸出電流。
[0015]還包括與負(fù)載LED串聯(lián)的啟動檢測電阻，以及對啟動檢測電阻上的壓降進(jìn)行檢測的電流比較器，以及用于檢測電路上電的上電檢測電路，所述電流比較器和上電檢測電路的輸出端分別與觸發(fā)器的輸入端和復(fù)位端連接；
所述誤差放大器的輸出端連接二選一選通開關(guān)的第一輸入端連接，所述二選一選通開關(guān)的第二輸入端與高位基準(zhǔn)電壓連接；所述二選一選通開關(guān)的控制端與觸發(fā)器的輸出端連接，所述二選一選通開關(guān)的輸出端與PWM比較器的輸入端連接。
[0016]所述高位基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓值不低于誤差放大器的電源電壓，所述上電檢測電路為欠壓比較器，所述欠壓比較器的兩個輸入端分別連接電源電壓和欠壓基準(zhǔn)電壓。
[0017]如圖1所示的【具體實施方式】，上電檢測電路為欠壓比較器，所述欠壓比較器的兩個輸入端分別連接電源電壓和欠壓基準(zhǔn)電壓，上電時輸入電容CIN被充電，電壓逐漸上升，欠壓基準(zhǔn)電壓為預(yù)設(shè)的系統(tǒng)欠壓閾值電壓，通常設(shè)置在1.5-2.2V左右，當(dāng)CIN被充電至大于該欠壓基準(zhǔn)電壓時，欠壓比較器輸出電壓翻轉(zhuǎn)，使觸發(fā)器輸出高電平信號，觸發(fā)器可以選擇最簡單的由兩個與門構(gòu)成的RS觸發(fā)器，觸發(fā)器輸出信號到單刀雙擲開關(guān)，控制單刀雙擲開關(guān)連接在PWM輸入端和高位基準(zhǔn)電壓之間。
[0018]在啟動階段，如圖1所示，PWM比較器的兩個輸入端分別連接在高位基準(zhǔn)電壓和三角波發(fā)生器之間，高位基準(zhǔn)電壓高于誤差放大器的電源電壓，使PWM比較輸入的被比較電壓一定大于誤差放大器的輸出電壓最大值，PWM比較器以最大占空比運行，輸出方波的最大占空比由三角波發(fā)生器決定。經(jīng)過邏輯驅(qū)動電路之后該最大占空比的方波驅(qū)動功率管MNl以最大占空比運行，輸出電壓快速上升，在圖1中，高位基準(zhǔn)電壓可以直接選擇輸入的電源電壓VIN，無須重新設(shè)計內(nèi)部模塊。
[0019]在啟動階段，由于輸出電壓不足，串聯(lián)形式的負(fù)載LED無法導(dǎo)通，啟動檢測電阻RCS上沒有電流流過，兩端壓差為零，當(dāng)輸出電壓VOUT上升至一定值時，例如每個負(fù)載LED導(dǎo)通需要3V電壓，則10個LED串聯(lián)需要30V即可導(dǎo)通，此時負(fù)載LED導(dǎo)通，在RCS上產(chǎn)生電流，RCS兩端產(chǎn)生壓降，電流比較器輸出電平反轉(zhuǎn)，使觸發(fā)器輸出信號清零，控制二選一選通開關(guān)將誤差放大器輸出端和PWM比較器輸入端連接，從而實現(xiàn)正常的反饋控制，啟動階段的大占空比提升輸出電壓VOUT過程結(jié)束。
[0020]圖1所示的【具體實施方式】中還還包括電流采樣電路，還包括采樣電路，所述采樣電路為串聯(lián)在負(fù)載上的電流采樣電阻，所述電流采樣電阻兩端分別連接誤差放大器的不同輸入端。該方式可以將輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓信號進(jìn)行處理。
[0021]優(yōu)選的，所述誤差放大器的輸出端和地之間連接有補償電容C2，可以為控制環(huán)路提供一個主極點，增強環(huán)路控制的穩(wěn)定性。圖1中的開關(guān)電源拓?fù)錇锽OOST結(jié)構(gòu)，包括電感和整流二極管，與功率管MNl共同構(gòu)成BOOST架構(gòu)。
[0022]采用本發(fā)明所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路，通過檢測輸出電壓控制功率管的開關(guān)狀態(tài)，在啟動階段以大占空比持續(xù)運行直到滿足負(fù)載LED的導(dǎo)通條件，提高了輸出電壓的上升速度，縮短了啟動時間。
[0023]前文所述的為本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)光二極管驅(qū)動電路，包括反饋環(huán)路和功率管，所述反饋環(huán)路包括誤差放大器、PWM比較器、邏輯驅(qū)動電路，所述邏輯驅(qū)動電路的輸出端與功率管的控制端連接，所述誤差放大器用于檢測LED驅(qū)動電路的輸出電壓； 其特征在于，還包括與負(fù)載LED串聯(lián)的啟動檢測電阻，以及對啟動檢測電阻上的壓降進(jìn)行檢測的電流比較器，以及用于檢測電路上電的上電檢測電路，所述電流比較器和上電檢測電路的輸出端分別與觸發(fā)器的輸入端和復(fù)位端連接； 所述誤差放大器的輸出端連接二選一選通開關(guān)的第一輸入端連接，所述二選一選通開關(guān)的第二輸入端與高位基準(zhǔn)電壓連接；所述二選一選通開關(guān)的控制端與觸發(fā)器的輸出端連接，所述二選一選通開關(guān)的輸出端與PWM比較器的輸入端連接； 所述高位基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓值不低于誤差放大器的電源電壓，所述上電檢測電路為欠壓比較器，所述欠壓比較器的兩個輸入端分別連接電源電壓和欠壓基準(zhǔn)電壓。
2.如權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，所述高位基準(zhǔn)電壓為所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路的電源電壓。
3.如權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，還包括采樣電路，所述采樣電路為串聯(lián)在負(fù)載上的電流采樣電阻，所述電流采樣電阻兩端分別連接誤差放大器的不同輸入端。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，所述誤差放大器和地之間還連接有補償電容。
5.如權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管驅(qū)動電路，其特征在于，所述觸發(fā)器為RS觸發(fā)器。
【文檔編號】H05B37/02GK104470099SQ201410686259
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】易坤, 趙方麟, 陳雪松 申請人:成都岷創(chuàng)科技有限公司