一種非隔離無極調光LED芯片的制作方法

本發明涉及LED芯片技術領域，特別涉及一種非隔離無極調光LED芯片。

背景技術：

LED芯片是LED燈的核心組件，也就是指的P-N結。其主要功能是：把電能轉化為光能，芯片的主要材料為單晶硅。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。

在AC/DC或DC/DC轉換開關電源的控制中，為了提高轉換效率，通常采用同步整流控制技術。對同步整流開關器件如NMOSFET的控制需要和一個負電壓進行比較。實際電路設計中，通常把負電壓轉換成大于零的正電壓。但由于集成電路工藝誤差，同步整流器件關斷的比較早，達不到效率最佳化的目的。

本發明提出一種具有顯著提升的非隔離無極調光LED芯片。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種非隔離無極調光LED芯片，以解決現有技術中導致的上述多項缺陷。

為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案：一種非隔離無極調光LED芯片，包括芯片本身，所述芯片包括BP腳、FB腳、D腳和S腳，所述BP腳連接有設在芯片內的1號運算放大器的正相輸入端和調節器，所述FB腳連接有設在芯片內的2號運算放大器和3號運算放大器的正相輸入端以及設在芯片內的4號運算放大器的負相輸入端，所述D腳連接有設在芯片內的5號運算放大器的正相輸入端和所述調節器，所述S腳連接有設在芯片內的6號運算放大器的正相輸入端，所述2號運算放大器的輸出端通過芯片內的濾波器Ⅰ連接有由芯片內的數字積分器和頻率/占空比控制器，所述數字積分器連接有所述頻率/占空比控制器，2號運算放大器的負相輸入端連接有芯片內數模轉換器，所述數模轉換器連接有芯片內的相位測量器，所述相位測量器連接有所述6號運算放大器的輸出端。

優選的，所述5號運算放大器的輸出端連接有設在所述芯片內的電流極限狀態器和非門Ⅰ，所述電流極限狀態器和所述3號運算放大器的輸出端連接有一個二輸入或門，所述二輸入或門的輸出端連接有設在芯片內的RS觸發器Ⅰ。

優選的，所述1號運算放大器的輸出端、4號運算放大器的輸出端、RS觸發器Ⅰ的另一端和非門的輸出端通過一個四輸入與門。

優選的，所述相位測量器和6號運算放大器的輸出端還連接有設在所述芯片內的延時器。

優選的，所述頻率/占空比控制器設有一條支路連接有設在所述芯片內的自動啟動器，另一條支路連接有芯片內的RS觸發器Ⅱ。

優選的，所述頻率/占空比控制器還設有一條支路通過非門Ⅱ以及有所述延時器的另一端通過一個二輸入與門連接有所述RS觸發器Ⅱ。

優選的，所述RS觸發器Ⅱ一端、自動啟動器的另一端和四輸入與門的輸出端通過一個三輸入與門連接有所述S腳。

優選的，所述FB腳還設有一條支路連向變壓器Ⅰ。

采用以上技術方案的有益效果是：適用于LED電流的直接檢測，可在寬輸入電壓范圍內工作，一個創新的非連續模式可變頻率、可變導通時間控制器、頻率抖動、逐周期限流及遲滯熱關斷電路，而且本發明的比起普通LED芯片靈敏度更高，且啟動電流和靜態電流比較低。

附圖說明

圖1是本發明的電路原理圖。

圖2是本發明中負電壓比較器的電路原理圖。

圖3是本發明具體的應用電路的電路原理圖。

其中，1-運算放大器Ⅰ，201-電阻R1，202-電阻R2，203-電阻R3，204-電阻R4，205-電阻R5，206-電阻R6，207-電阻R7，208-電阻R8，301-MOS管0，302-MOS管1，303-MOS管2，304-MOS管3，305-MOS管4，306-MOS管5，307-MOS管6，4-電流源I0，5-220V輸出交流電源,6-整流橋，601-上行輸入端，602-下行輸入端，603-輸出端，604-中間輸入端，707-1號運算放大器，708-8號運算放大器，709-3號運算放大器，710-4號運算放大器，711-5號運算放大器，712-6號運算放大器，2101-RS觸發器Ⅰ，2102-RS觸發器Ⅱ，2501-RS變壓器Ⅰ，2502-變壓器Ⅱ，2616-R14電阻，2617-R15電阻，2708-C8電容，2709-C9電容，2710-C10電容，2803-D3二極管，2804-D4二極管，2805-D5二極管，29-LED燈組，32-調節器，33-濾波器Ⅰ，34-數字積分器，35-頻率/占空比控制器，36-數模轉換器,37-相位測量器，38-電流極限狀態器，39-非門Ⅰ，40-二輸入或門，41-四輸入與門,42-自動啟動器,43-二輸入與門,44-三輸入與門,45-延時器，46-非門Ⅱ。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明非隔離無極調光LED芯片的具體實施方式。

實施例1

圖1出示本發明非隔離無極調光LED芯片的具體實施方式：一種非隔離無極調光LED芯片，包括芯片本身，所述芯片包括BP腳、FB腳、D腳和S腳，所述BP腳連接有設在芯片內的1號運算放大器707的正相輸入端和調節器32，所述FB腳連接有設在芯片內的2號運算放大器708和3號運算放大器709的正相輸入端以及設在芯片內的4號運算放大器710的負相輸入端，所述D腳連接有設在芯片內的5號運算放大器711的正相輸入端和所述調節器32，所述S腳連接有設在芯片內的6號運算放大器712的正相輸入端，所述2號運算放大器708的輸出端通過芯片內的濾波器Ⅰ33連接有由芯片內的數字積分器34和頻率/占空比控制器35，所述數字積分器34連接有所述頻率/占空比控制器35，2號運算放大器708的負相輸入端連接有芯片內數模轉換器36，所述數模轉換器36連接有芯片內的相位測量器37，所述相位測量器37連接有所述6號運算放大器712的輸出端。

在本實施例中，所述5號運算放大器的輸出端連接有設在所述芯片內的電流極限狀態器38和非門39，所述電流極限狀態器和所述3號運算放大器709的輸出端連接有一個二輸入或門40，所述二輸入或門40的輸出端連接有設在芯片內的RS觸發器Ⅰ2101。

在本實施例中，所述1號運算放大器的輸出端、4號運算放大器的輸出端、RS觸發器Ⅰ2101的另一端和非門39的輸出端通過一個四輸入與門41。

在本實施例中，所述相位測量器37和6號運算放大器712的輸出端還連接有設在所述芯片內的延時器45。

在本實施例中，所述頻率/占空比控制器35設有一條支路連接有設在所述芯片內的自動啟動器42，另一條支路連接有芯片內的RS觸發器Ⅱ2102。

在本實施例中，所述頻率/占空比控制器35還設有一條支路通過非門Ⅱ46以及有所述延時器45的另一端通過一個二輸入與門43連接有所述RS觸發器Ⅱ2102。

在本實施例中，所述RS觸發器Ⅱ2102一端、自動啟動器42的另一端和四輸入與門41的輸出端通過一個三輸入與門44連接有所述S腳。

在本實施例中，所述FB腳還設有一條支路連向變壓器Ⅰ2501。

本發明芯片為固態照明設計出尺寸非常小、成本極低的單級功率因數校正恒流驅動器，適用于LED電流的直接檢測，可在寬輸入電壓范圍內工作，并提供高達108W的輸出功率。

實施例2

圖2出示本發明非隔離無極調光LED芯片內的伏電壓比較器的具體實施方式：實施例中1的所述2號運算放大器708是一種負電壓比較器，包括運算放大器Ⅰ1、多個電阻和多個MOS管，所述運算放大器的Ⅰ1正相輸入端通過電阻R8 208、電阻R3 203耦接至地端GND，所述電阻R8 208和電阻R3 203為并聯關系；運算放大器Ⅰ1的負相輸入管通過電阻R7 207、電阻R4 204耦接至地端GND；正相輸入端通過依次串聯的MOS管6 307、電阻R6 206和MOS管2 303耦接至操作電壓VDD，正相輸入管還通過依次串聯的MOS管3 304、電阻R1 201、MOS管1 301耦接至操作電壓VDD，所述MOS管3 304耦接至基準電壓Vref，所述MOS管6 37耦接至反饋電壓Vfb。

在本實施例中，所述電阻R6 206處還設有與電阻R6 206并聯的依次串聯電阻R5 205和MOS管5 306連接有所述電阻R4 24和電阻R7 207。

在本實施例中，所述電阻R1 21處還設有與電阻R1 21并聯的依次串聯電阻R5 205和MOS管4 305連接有所述電阻R4 204和電阻R7 207。

在本實施例中，所述MOS管4 305和MOS管5 306相互連接，并耦接至地端GND。

在本實施例中，所述操作電壓VDD處還耦接有依次串聯的MOS管0 301和電流源I0 4，所述MOS管0 301、MOS管1 302、MOS管2 303相互并連，即MOS管1 302和MOS管2 303耦接至所述電流源I0 4。

在本實施例中，所述電阻RI 201、電阻R2 202、電阻R5 20、電阻R6 206的阻值均相同。

在本實施例中，所述電阻R3 203、電阻R4 204的阻值均相同，且數值為RI 201或電阻R2 202或電阻R5 205或電阻R6 206的阻值的m倍。

在本實施例中，所述MOS管0 301、MOS管1 302、MOS管2 303、MOS管3 304、MOS管4 305、MOS管5 306和MOS管6 307的型號均相同。

IR1＝[V1-(Vref1+Vt)]/R1 (1)

IR2＝(V1-Vt)/R2 (2)

IR5＝(V2-Vt)/R5 (3)

IR6＝[V2-(Vfb+Vt)]/R6 (4)

如果電阻R1＝電阻R2＝電阻R5＝電阻R6＝R，

V3＝(IR1+IR6)R3＝[V1+V2-2Vt-(Vref+Vfb)]R3/R (5)

V4＝(IR2+IR5)R4＝(V1+V2-2Vt)R4/R (6)

如果R3＝R4＝mR，那么，

V3＝m[V1+V2-2Vt-(Vref+Vfb)] (7)

V4＝m(V1+V2-2Vt) (8)

比較(7)和(8)可知，當(Vref+Vfb)>0時，V3<V4，(Vref+Vfb)<0時，V3>V4，也即：Vfb>-Vref時，V3<V4，運算放大器11的輸出端Vout輸出低電平；Vfb<-Vref時，V3>V4，運算放大器Ⅰ1的輸出端Vout輸出高電平。

如果設置Vref＝0.1V，那么，當Vfb<-0.1V時，運算放大器Ⅰ1的輸出端Vout輸出高電平，Vfb>-0.1V時，運算放大器Ⅰ1的輸出端Vout輸出低電平。即反饋電壓Vfb和一個負電壓進行比較來決定運算放大器Ⅰ1的輸出端Vout的輸出電平。由于集成電路工藝能夠保證反饋電壓Vref的精度，因此，本發明具有較好的改善同步整流開關器件轉換效率的特點。

基于上述，本發明結構非隔離無極調光LED芯片與現有技術相比有益效果為：提出了一種直接比較的非隔離無極調光LED芯片，無需將負電壓轉換成正電壓，在AC/DC或DC/DC轉換開關電源的控制中，可以提高轉換效率；應用到本發明非隔離無極調光LED芯片的芯片靈敏度高，同時啟動電壓和靜太電流比普通芯片要低。

實施例3

現結合具體的驅動電路來闡述本發明的具體典型運用，如圖3，包括220V輸出交流電源5，所述220V輸出交流電源5的一個輸出端連向一個整流橋6的上行輸入端601，所述220V輸出交流電源5的另一個輸出端連向一個整流橋6的下行輸入端602，所述整流橋6的輸出端603通過一個串聯的R14電阻2616、D3二極管2803和D4二極管2804連向本發明芯片的D腳，所述D3二極管2803和D4二極管2804之間設有一條支路通過變壓器Ⅱ2502和串聯的R15電阻2617連向LED燈組29，本發明的BP腳通過C8電容278連有所述R15電阻2617再接向LED燈組29,本發明的FB腳連向LED燈組29，本發明的S腳接回整流橋6的中間輸入端604。

在本實施例中，所述LED燈組29的輸出端接回整流橋6的中間輸入端604，所述整流橋6的輸出端603和中間輸入端604外并聯一個C1電容2701。

在本實施例中，所述R14電阻2616外還并聯一條由C9電容2709和構成的支路。

在本實施例中，所述變壓器Ⅱ2502的輸出端還并聯一條有D5二極管2805和C10電容2710構成的串聯支路。

本發明芯片構成的驅動電路適用于LED電流的直接檢測，可在寬輸入電壓范圍內工作，一個創新的非連續模式可變頻率、可變導通時間控制器、頻率抖動、逐周期限流及遲滯熱關斷電路，

綜合上述，本發明非隔離無極調光LED芯片適用于LED電流的直接檢測，可在寬輸入電壓范圍內工作，一個創新的非連續模式可變頻率、可變導通時間控制器、頻率抖動、逐周期限流及遲滯熱關斷電路，而且本發明的比起普通LED芯片靈敏度更高，且啟動電流和靜態電流比較低。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。