一種非隔離型led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及LED驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路包括串聯(lián)的至少一個(gè)LED，與至少一個(gè)LED并聯(lián)的電容，與至少一個(gè)LED和電容串聯(lián)的電感L1，以CCM或CRM模式通過(guò)電感對(duì)至少一個(gè)LED供電的功率管，所述功率管在具有占空比的脈沖信號(hào)的控制下工作；其中還包括開路保護(hù)模塊，對(duì)非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路的母線電壓采樣并且利用采樣后的電壓對(duì)第二電容充電，充電時(shí)長(zhǎng)和所述脈沖信號(hào)的占空比有關(guān)，并且當(dāng)?shù)诙娙莸碾妷簼M足設(shè)定條件的時(shí)候關(guān)斷功率管。本實(shí)用新型的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路消除了LED開路時(shí)，電容電壓達(dá)到母線電壓，增加系統(tǒng)成本的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】—種非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成電路，尤其涉及非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路是集成電路中廣泛使用的一種單元電路，在實(shí)際中有著廣泛的應(yīng)用，其基本原理是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路中的比較器實(shí)時(shí)檢測(cè)電阻電壓從而控制功率管的開斷。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路。在圖1中，Z⑶信號(hào)的上升沿觸發(fā)脈沖信號(hào)PWM變?yōu)楦唠娖?，開啟功率管Ml，其中一股電流從VM流到地，并且逐漸增大，當(dāng)該電流增大到使第三電阻兩端的電壓(即VCS電壓)大于基準(zhǔn)電壓Vref后，第二比較器輸出高電平，該高電平信號(hào)通過(guò)第三D觸發(fā)器，關(guān)斷功率管。此后電感LI開始放電，然后電流沿著若干LED、第一電容、二極管續(xù)流，直到電流降為零。此后，功率管Ml又在控制信號(hào)ZCD控制下重新開啟，電感L開始充電，如此反復(fù)。如果若干LED負(fù)載開路，參見圖2，則第一電容兩邊電壓逐周期增大，如果沒(méi)有開路保護(hù)設(shè)計(jì)，最終會(huì)使第一電容兩端電壓達(dá)到母線電壓值，這就要求第一電容Cl要有很高的耐壓值，其耐壓值至少要達(dá)到母線電壓VM的電壓值。但是在市面上，隨著電容耐壓值的增大，其價(jià)格也越高，從而導(dǎo)致整個(gè)電路的成本增加，這樣給系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用造成了很大的負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重的阻礙了 LED驅(qū)動(dòng)電路的進(jìn)一步的開發(fā)及推廣。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供了一種能解決以上問(wèn)題的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路。該電路包括串聯(lián)的至少一個(gè)LED，與至少一個(gè)LED并聯(lián)的第一電容，與至少一個(gè)LED和電容串聯(lián)的電感，以CCM或CRM模式通過(guò)電感對(duì)至少一個(gè)LED供電的功率管，所述功率管在具有占空比的脈沖信號(hào)的控制下工作；其中還包括開路保護(hù)模塊，對(duì)非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路的母線電壓VM采樣并且利用采樣后的電壓對(duì)第二電容充電，充電時(shí)長(zhǎng)和所述脈沖信號(hào)的占空比有關(guān)，并且當(dāng)?shù)诙娙莸碾妷簼M足設(shè)定條件的時(shí)候關(guān)斷功率管。
[0006]優(yōu)選地，開路保護(hù)模塊包括第三電容C3，開路保護(hù)模塊利用基準(zhǔn)電壓Vref在脈沖信號(hào)的整個(gè)周期導(dǎo)通使第三電容C3充電；所述設(shè)定條件是第二電容C2的電壓大于第三電容C3的電壓。
[0007]優(yōu)選地，所述開路保護(hù)模塊包括第一支路和第二支路；
[0008]所述第一支路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電流產(chǎn)生器、第一開關(guān)SI ;所述第一電阻Rl連接至線電壓VM，第一電阻R1、第二電阻R2相互串聯(lián)，且將該連接點(diǎn)作為該第一電流產(chǎn)生器的輸入端；所述第一開關(guān)SI在脈沖信號(hào)有效時(shí)導(dǎo)通使第二電容C2充電,得到第一支路電壓VD ；
[0009]所述第二支路包括第二電流產(chǎn)生器、第二開關(guān)S2、第三電容C3，其中所述第二電流產(chǎn)生器連接至基準(zhǔn)電壓Vref ;所述第二開關(guān)S2在脈沖信號(hào)的整個(gè)周期導(dǎo)通使第三電容C3充電，得到第二支路電壓VT ；
[0010]所述設(shè)定條件是指所述第一支路電壓VD大于第二支路電壓VT。
[0011]優(yōu)選地，所述開路保護(hù)模塊還包括第一比較器Ul、第一 D觸發(fā)器U2、第二 D觸發(fā)器U3、或非門U4 ；
[0012]所述第一比較器Ul對(duì)第一支路電壓VD和第二支路電壓VT進(jìn)行比較，所述第一比較器Ul輸出端稱合至第一 D觸發(fā)器U2的輸入端；
[0013]所述第二 D觸發(fā)器U3的輸出端連接至或非門U4的第一輸入端，所述脈沖信號(hào)作為該第二 D觸發(fā)器U3的時(shí)鐘端和或非門U4的第二輸入端；
[0014]所述或非門U4輸出端連接至所述第一 D觸發(fā)器U2時(shí)鐘端。
[0015]優(yōu)選地，該驅(qū)動(dòng)電路還包括第三電阻RCS、第二比較器U8、第三D觸發(fā)器U7 ；
[0016]所述第三電阻Rcs與所述功率管Ml串聯(lián)，所述第二比較器U8對(duì)該第三電阻RCS兩端電壓VCS和基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較；
[0017]所述第三D觸發(fā)器U7接收所述第二比較器U8的比較結(jié)果，并依據(jù)該比較結(jié)果復(fù)位第三D觸發(fā)器U8。
[0018]本實(shí)用新型通過(guò)開路保護(hù)模塊，解決了傳統(tǒng)方法中周期性充電造成的電容兩端電壓過(guò)大的問(wèn)題。電容電壓達(dá)到母線電壓值，需要耐壓值更高的電容，加大了系統(tǒng)成本的問(wèn)題。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路圖；
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的LED開路的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路原理結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4為圖3中開路保護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)電路圖；
[0023]圖5為圖4中第一比較器兩端電路結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的PWM信號(hào)、PWMC信號(hào)、Al時(shí)鐘信號(hào)、第一比較器輸入電壓信號(hào)VD及VT、輸出信號(hào)C0UT、輸出電平RS波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0026]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)圖。該驅(qū)動(dòng)電路在非隔離型LED中控制開路電壓，使功率管導(dǎo)通或截止。
[0027]該驅(qū)動(dòng)電路包括開路保護(hù)電路和現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路。該開路保護(hù)電路包括開路保護(hù)模塊、非門U5、與門U6。該現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路包括:功率管Ml、第二比較器U8、第三D觸發(fā)器U7、基準(zhǔn)電壓Vref、反饋電壓VCS和第三電阻RCS。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例中，功率管Ml的漏極和第三電阻、第二比較器的連接點(diǎn)相連，第二比較器U8對(duì)該第三電阻RCS兩端電壓VCS和基準(zhǔn)電壓Vref進(jìn)行比較，依據(jù)該比較結(jié)果復(fù)位第三D觸發(fā)器U8，第三D觸發(fā)器的時(shí)鐘端elk連接至Z⑶信號(hào)，該Z⑶信號(hào)為PWM脈沖信號(hào)的開啟信號(hào)。非門U5和開路保護(hù)模塊相連；與門U6的第一輸入端和非門U5相連，第二輸入端和第三D觸發(fā)器的輸出Q端相連，該與門的輸出端與功率管Ml的柵極相連，通過(guò)PWMT控制信號(hào)，控制功率管的導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)。
[0029]當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)電路中，LED沒(méi)有發(fā)生開路時(shí)，開路保護(hù)模塊的輸出RS=0，RSB=I,功率管Ml的控制信號(hào)PWMT由脈沖信號(hào)PWM控制；當(dāng)LED發(fā)生開路時(shí)，開路保護(hù)模塊的輸出RS=I, RSB=O,功率管Ml的控制信號(hào)PWMT=O,這將直接關(guān)斷功率管M1，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電容的保護(hù)。下面將詳細(xì)闡述開路保護(hù)模塊如何通過(guò)對(duì)輸出RS電平的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率管Ml的導(dǎo)通和截止。
[0030]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的開路保護(hù)模塊的電路圖。其中開路保護(hù)模塊包括第一比較器U1、第一 D觸發(fā)器U2、第二 D觸發(fā)器U3、或非門U4 ;第一比較器Ul輸出端耦合至第一 D觸發(fā)器U2的D端；第二 D觸發(fā)器U3的Q端連接至或非門U4的第一輸入端,脈沖信號(hào)PWM作為該第二 D觸發(fā)器U3的時(shí)鐘端和或非門U4的第二輸入端，第二 D觸發(fā)器U3的輸入D端和輸出&端相連；或非門U4輸出端連接至第一 D觸發(fā)器U2時(shí)鐘端。
[0031]第一 D觸發(fā)器U2的Reset端(復(fù)位端)、第二 D觸發(fā)器U3的Reset端(復(fù)位端)分別接收RS2和RSl信號(hào)，且該RS2和RSl信號(hào)由芯片內(nèi)部其他電路來(lái)提供，該第一 D觸發(fā)器U2用于產(chǎn)生RS信號(hào)，具體信號(hào)波形參見圖6，圖6是圖4電路中各模塊輸出信號(hào)波形關(guān)系示意圖。
[0032]下面結(jié)合圖5對(duì)圖4中開路保護(hù)模塊的工作過(guò)程作具體的描述。圖5是開路保護(hù)模塊的支路電路圖。開路保護(hù)模塊還包括第一支路和第二支路；第一支路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電流產(chǎn)生器、第一開關(guān)SI。其中，第一電阻Rl連接至母線電壓VM，母線電壓VM為市電經(jīng)過(guò)整流橋整形后得到的電壓，該第一電阻R1、第二電阻R2相互串聯(lián)，該連接點(diǎn)作為該第一電流產(chǎn)生器的輸入端，第一電流產(chǎn)生器輸入端的電壓為
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路，包括串聯(lián)的至少一個(gè)LED，與至少一個(gè)LED并聯(lián)的電容(Cl)，與至少一個(gè)LED和電容串聯(lián)的電感(LI)，以CCM或CRM模式通過(guò)電感(LI)對(duì)至少一個(gè)LED供電的功率管(M1)，所述功率管(Ml)在具有占空比的脈沖信號(hào)的控制下工作；其中還包括開路保護(hù)模塊，對(duì)非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路的母線電壓(VM)采樣并且利用采樣后的電壓對(duì)第二電容(C2)充電，充電時(shí)長(zhǎng)和所述脈沖信號(hào)的占空比有關(guān)，并且當(dāng)?shù)诙娙?C2)的電壓滿足設(shè)定條件的時(shí)候關(guān)斷功率管(Ml )。
2.如權(quán)利要求1所述的一種非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，開路保護(hù)模塊包括第三電容(C3)，開路保護(hù)模塊利用基準(zhǔn)電壓(Vref)在脈沖信號(hào)的整個(gè)周期導(dǎo)通使第三電容(C3)充電；所述設(shè)定條件是第二電容(C2)的電壓大于第三電容(C3)的電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的一種非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述開路保護(hù)模塊包括第一支路和第二支路； 所述第一支路包括第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第一電流產(chǎn)生器、第一開關(guān)(SI);所述第一電阻(Rl)連接至線電壓(VM)，第一電阻(R1)、第二電阻(R2)相互串聯(lián)，且將該連接點(diǎn)作為該第一電流產(chǎn)生器的輸入端；所述第一開關(guān)(SI)在脈沖信號(hào)有效時(shí)導(dǎo)通使第二電容(C2)充電，得到第一支路電壓(VD)； 所述第二支路包括第二電流產(chǎn)生器、第二開關(guān)(S2)、第三電容(C3)，其中所述第二電流產(chǎn)生器(2)連接至基準(zhǔn)電壓(Vref);所述第二開關(guān)(S2)在脈沖信號(hào)的整個(gè)周期導(dǎo)通使第三電容(C3)充電，得到第二支路電壓(VT); 所述設(shè)定條件是指所述第一支路電壓(VD)大于第二支路電壓(VT)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述開路保護(hù)模塊還包括第一比較器(U1)、第一 D觸發(fā)器(U2)、第二 D觸發(fā)器(U3)、或非門(U4)； 所述第一比較器(Ul)對(duì)第一支路電壓(VD)和第二支路電壓(VT)進(jìn)行比較，所述第一比較器(Ul)輸出端耦合至第一 D觸發(fā)器(U2)的輸入端； 所述第二 D觸發(fā)器(U3)的輸出端連接至或非門(U4)的第一輸入端，所述脈沖信號(hào)作為該第二 D觸發(fā)器(U3)的時(shí)鐘端和或非門(U4)的第二輸入端； 所述或非門(U4)輸出端連接至所述第一 D觸發(fā)器(U2)時(shí)鐘端。
5.如權(quán)利要求1所述的一種非隔離型LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)電路還包括第三電阻(RCS)、第二比較器(U8)、第三D觸發(fā)器(U7)； 所述第三電阻(Rcs)與所述功率管(Ml)串聯(lián)，所述第二比較器(U8)對(duì)該第三電阻(RCS )兩端電壓(VCS )和基準(zhǔn)電壓(Vref )進(jìn)行比較； 所述第三D觸發(fā)器(U7 )接收所述第二比較器(U8 )的比較結(jié)果，并依據(jù)該比較結(jié)果復(fù)位第三D觸發(fā)器(U8)。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK203467020SQ201320500363
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】郭越勇, 胡三亞, 劉柳勝 申請(qǐng)人:美芯晟科技（北京）有限公司