基于光束激發式開關功率放大電路的柵極驅動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種LED驅動電路，具體是指基于光束激發式開關功率放大電路的柵極驅動系統。
【背景技術】
[0002]目前，由于LED燈具有能耗低、使用壽命長以及安全環保等特點，其已經成為了人們生活照明的主流產品之一。由于LED燈不同于傳統的白熾燈，因此其需要由專用的驅動電路來進行驅動。然而，當前人們廣泛使用的柵極驅動電路由于其設計結構的不合理性，導致了目前柵極驅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。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服目前柵極驅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，提供一種結構設計合理，能有效降低能耗和電流噪音，明顯縮短啟動時間的基于光束激發式開關功率放大電路的柵極驅動系統。
[0004]本實用新型的目的通過下述技術方案實現:基于光束激發式開關功率放大電路的柵極驅動系統，主要由開關電流源，變壓器T，驅動芯片M,串接于驅動芯片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極管Dl，串接于驅動芯片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C3，串接于驅動芯片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R7，串接于開關電流源與驅動芯片M之間的開關功率放大電路，以及基極與驅動芯片M的TG管腳相連接、集電極順次經電容C4和電容C5后接地、而發射極接地的晶體管Q4組成。同時，在開關電流源與驅動芯片M之間還串接有光束激發式邏輯放大電路；該光束激發式邏輯放大電路主要由功率放大器P4，與非門ICl，與非門IC2，與非門IC3，負極與功率放大器P的正極輸入端相連接、正極經光二極管D3后接地的極性電容Cl I，一端與極性電容Cl I的正極相連接、另一端經二極管D4后接地的電阻R17，正極與電阻R17和二極管D4的連接點相連接、負極接地的極性電容C13，一端與與非門ICl的負極輸入端相連接、另一端與功率放大器P4的正極輸入端相連接的電阻R18，串接在功率放大器P4的負極輸入端與輸出端之間的電阻R19，一端與與非門ICl的輸出端相連接、另一端與與非門IC3的負極輸入端相連接的電阻R20，正極與與非門IC2的輸出端相連接、負極與與非門IC3的負極輸入端相連接的電容C12，以及一端與極性電容C13的正極相連接、另一端與與非門IC2的負極輸入端相連接的電阻R21組成；所述與非門ICl的正極輸入端與功率放大器P4的負極輸入端相連接，其輸出端與與非門IC2的正極輸入端相連接；與非門IC3的正極輸入端與功率放大器P4的輸出端相連接，其輸出端則與驅動芯片M的TD管腳相連接，而功率放大器P4的正極輸入端則與開關電流源相連接。
[0005]所述開關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的發射極相連接、集電極經電阻R12后與功率放大器P3的負極輸入端相連接的三極管Q6，基極經電阻R14后與功率放大器P2的輸出端相連接、集電極經電阻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的負極輸入端相連接、而負極與三極管Q6的發射極相連接并接地的電容C8，與電阻R14相并聯的電容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的發射極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R16，與電阻R16相并聯的電容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的輸出端與驅動芯片M的VCC管腳相連接，三極管Q7的集電極與驅動芯片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的負極輸入端則均與開關電流源相連接。
[0006]進一步地，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的發射極相連接后接地；同時，晶體管Q4的發射極還與驅動芯片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2。
[0007]所述的開關電流源由晶體管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的發射極與直流電源S的負極之間的RC濾波電路，串接在晶體管Ql的基極與直流電源S的負極之間的電阻R2，與直流電源S相并聯的電阻R5，串接在晶體管Q3的發射極與直流電源S的負極之間的電阻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、負極與直流電源S的負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，其負極則與功率放大器P2的負極輸入端相連接；所述功率放大器P4的正極輸入端則與直流電源S的負極相連接。
[0008]為確保本實用新型的使用效果，所述驅動芯片M優先采用LTC4440A集成芯片來實現。
[0009]本實用新型較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0010](I)本實用新型不僅具有短路保護、過壓保護及開路保護的功能，而且其功耗較低，其啟動時間僅為傳統柵極驅動電路啟動時間的1/4。
[0011](2)本實用新型設有自帶的開關電流源，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。
[0012](3)本實用新型設有開關功率放大電路，因此能確保輸入驅動芯片M中的功率信號不會產生衰減，進而確保整體的性能穩定。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例
[0015]如圖1所示，本實用新型由晶體管Q4、變壓器T、驅動芯片M、開關電流源、二極管D1、電容C3、電阻R7、電容C4、電容C5、開關功率放大電路以及光束激發式邏輯放大電路組成。
[0016]其中，該光束激發式邏輯放大電路主要由功率放大器P4，與非門IC1，與非門IC2，與非門IC3，負極與功率放大器P的正極輸入端相連接、正極經光二極管D3后接地的極性電容C11，一端與極性電容Cll的正極相連接、另一端經二極管D4后接地的電阻R17，正極與電阻R17和二極管D4的連接點相連接、負極接地的極性電容C13，一端與與非門ICl的負極輸入端相連接、另一端與功率放大器P4的正極輸入端相連接的電阻R18，串接在功率放大器P4的負極輸入端與輸出端之間的電阻R19，一端與與非門ICl的輸出端相連接、另一端與與非門IC3的負極輸入端相連接的電阻R20，正極與與非門IC2的輸出端相連接、負極與與非門IC3的負極輸入端相連接的電容C12，以及一端與極性電容C13的正極相連接、另一端與與非門IC2的負極輸入端相連接的電阻R21組成。
[0017]所述與非門ICl的正極輸入端與功率放大器P4的負極輸入端相連接，其輸出端與與非門IC2的正極輸入端相連接；與非門IC3的正極輸入端與功率放大器P4的輸出端相連接。
[0018]所述開關電流源的輸出端需要與開關功率放大電路的輸入端相連接，而開關功率放大電路的輸出端則需要與驅動芯片M相連接。所述的二極管Dl串接于驅動芯片M的VCC管腳與BOOST管腳之間，以確保當變壓器T損壞時，其外部電流不會對驅動芯片M造成損害。電容C3串接于驅動芯片M的BOOST管腳與TG管腳之間，而電阻R7則串接于驅動芯片M的TG管腳與TS管腳之間。
[0019]所述晶體管Q4的基極與驅動芯片M的TG管腳相連接，其集電極順次經電容C4和電容C5后接地，其發射極接地。同時，該晶體管Q4的集電極還需要外接+6V的驅動電壓，以確保晶體管Q4能正常運行。同時，所述與非門IC3的輸出端還需要與驅動芯片M的TD管腳相連接。
[0020]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的發射極相連接后接地。同時，晶體管Q4的發射極還與驅動芯片M的TS管腳相連接。
[0021]變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2，即通過該抽頭Yl和抽頭Y2，本實用新型在變壓器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。
[0022]所述的開關功率放大電路，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