Led驅動電路結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種LED驅動電路結構，其特征在于，包括整流橋模塊、IC驅動模塊和LED光源，其中，所述整流橋模塊與交流電源相連，用于將交流電轉換為直流電輸送至IC驅動模塊；所述IC驅動模塊與整流橋模塊和LED光源相連，用于為所述LED光源供電并控制所述LED光源的開關；所述IC驅動模塊包括控制電路和控制LED光源的開關管；所述控制電路集成在一個芯片上；所述開關管外置。本實用新型的優點是：采用分離器件MOS管作為限流開關，增加了電路應用的多樣性，和集成MOS管相比降低了成本，增大了導通電流，降低了導通電阻，因此大大提高了電路可以實現的效率。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種LED集成電路設計。 LED驅動電路結構
【背景技術】
[0002] LED芯片以其高效，高集成度，以及高壽命在新型節能光源領域得到廣泛應用。在 LED光源中，電源驅動是比較關鍵的技術。由于對LED應用的高集成度以及低成本要求，無 電感電容等儲能器件的LED驅動方案在市場中占的份額越來越大，在未來的應用中會成為 主流LED驅動方案。在該類驅動方案中，控制1C通過對LED通路開關M0S管的柵極電壓調 節來控制實際導通電流經過的LED的數量，以彌補因為LED非線性而導致的導通電流對輸 入電壓的過度敏感，從而達到限流目的。目前的主流LED驅動方案采用M0S管內置以減少 器件數量。該類方案雖然提高了系統集成度，但是由于內置M0S管的局限性，導致系統性能 受到一定限制，主要有以下兩點：
[0003] 1.導通電阻較大，導致驅動系統效率較低。
[0004] 2.對于大電流器件，器件面積大，成本高。
[0005] 3.集成M0S管由于高壓絕緣的問題，其源端的懸浮電壓受到較大限制，對于很多 應用來說，有較大的局限性。 實用新型內容
[0006] 本實用新型解決的技術問題是，提供一種能夠克服集成CMOS管的局限性的LED驅 動電路結構。
[0007] 為了解決上述問題，本實用新型提供一種LED驅動電路結構，包括整流橋模塊、1C 驅動模塊和LED光源，其中，
[0008] 所述整流橋模塊與交流電源相連，用于將交流電轉換為直流電輸送至1C驅動模 塊；
[0009] 所述1C驅動模塊與整流橋模塊和LED光源相連，用于為所述LED光源供電并控制 所述LED光源的開關；所述1C驅動模塊包括控制電路和控制LED光源的開關管；所述控制 電路集成在一個芯片上；所述開關管外置。
[0010] 進一步，所述開關管是分離器件或集成在另外一個單獨的芯片上，或者幾個管芯 封裝在一個package里面。
[0011] 進一步，所述開關管為若干M0S管。
[0012] 進一步，所述M0S管之間為串聯結構；所述M0S管的源端接入控制電路作為 High-Side電路的高電平參考以產生相應的柵極電壓。
[0013] 進一步，所述M0S管之間為并聯結構；所述M0S管的源端接入控制電路作為 High-Side電路的高電平參考以產生相應的柵極電壓。
[0014] 進一步，所述LED光源為2串以上。
[0015] 所述每串LED光源所含的LED的數量相同或者不相同。
[0016] 進一步，所述M0S管為兩個，分別為第一 M0S管和第二M0S管；所述LED光源為相 互串聯的2串，分別為第一 LED光源串和第二LED光源串；所述第一 M0S管的漏極連接所述 第二M0S管的柵極；所述第一 M0S管的源極接地；所述第一 M0S管的柵極連接所述控制電 路；所述第二M0S管的漏極連接所述第二LED光源串的正極；所述第二M0S管的源極連接 所述第二LED光源串的負極；所述第一 M0S管和第二M0S管之間還連接有上拉電阻和比較 器；所述上拉電阻一端連接所述第一 M0S管的漏極，另一端連接第一 LED光源串的正極；所 述比較器分別連接所述第一 M0S管的漏極、所述第二M0S管的源極和所述控制電路。
[0017] 本實用新型的優點是：
[0018] 采用分離器件M0S管作為限流開關，增加了電路應用的多樣性，和集成M0S管相比 降低了成本，增大了導通電流，降低了導通電阻，因此大大提高了電路可以實現的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型一種LED驅動電路結構示意圖。
[0020] 圖2為本實用新型另一種LED驅動電路結構示意圖。
[0021] 圖3為一個具體的外置M0S管的偏置實施方案。
【具體實施方式】
[0022] 下文中將結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖 突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
[0023] 實施例一：
[0024] 本實用新型提供了如附圖1所示的一種LED驅動電路結構，包括整流橋模塊、1C驅 動模塊和LED光源，其中，
[0025] 整流橋模塊與交流電源相連，用于將交流電轉換為直流電輸送至1C驅動模塊；
[0026] 1C驅動模塊與整流橋模塊和LED光源相連，用于為LED光源供電并控制LED光源 的開關；1C驅動模塊包括控制電路和控制LED光源的開關管；控制電路集成在一個芯片上； 開關管外置。
[0027] 開關管為3個M0S管，分別為第一M0S管Ml、第二M0S管M2和第三M0S管M3。LED 光源為相互串聯的3串，分別為第一 LED光源串、第二LED光源串和第三LED光源串。第一 M0S管Ml的漏極連接第一 LED光源串的負極；第一 M0S管Ml的源極接控制電路；第一 M0S 管Ml的柵極連接控制電路。第二M0S管M2的漏極連接第二LED光源串的負極；第二M0S 管M2的源極接控制電路；第二M0S管M2的柵極連接控制電路。第三M0S管M3的漏極連接 第三LED光源串的負極；第三M0S管M3的源極接控制電路。M1，M2,或M3的開啟與關閉決 定有多少LED芯片位于電流通路。
[0028] M0S管之間為串聯結構，數量不限于三個；M0S管的源端接入控制電路作為 High-Side電路的高電平參考以產生相應的柵極電壓。
[0029] 開關管也可以是集成在另外一個單獨的芯片上，或者幾個管芯封裝在一個 package里面。每串LED光源所含的LED的數量相同或者不相同。
[0030] 實施例二：
[0031] 本實用新型提供了如附圖2所示的一種LED驅動電路結構，包括整流橋模塊、1C驅 動模塊和LED光源，其中，
[0032] 整流橋模塊與交流電源相連，用于將交流電轉換為直流電輸送至1C驅動模塊；
[0033] 1C驅動模塊與整流橋模塊和LED光源相連，用于為LED光源供電并控制LED光源 的開關；1C驅動模塊包括控制電路和控制LED光源的開關管；控制電路集成在一個芯片上； 開關管外置。
[0034] 開關管為3個M0S管，分別為第一 M0S管Ml、第二M0S管M2和第三M0S管M3。LED 光源為相互串聯的3串，分別為第一 LED光源串、第二LED光源串和第三LED光源串。第一 M0S管Ml的漏極連接第一 LED光源串的正極；第一 M0S管Ml的源極分別接第一 LED光源串 的負極和控制電路；第一 M0S管Ml的柵極連接控制電路。第二M0S管M2的漏極連接第二 LED光源串的正極；第二M0S管的源極分別接第二LED光源串的負極和控制電路；第二M0S 管M2的柵極連接控制電路。第三M0S管M3的漏極連接第三LED光源串的正極；第三M0S 管M3的源極分別接第三LED光源串的負極和控制電路；第三M0S管M3的柵極連接控制電 路。Ml，M2,或M3的開啟與關閉決定有多少LED芯片位于電流通路。
[0035] M0S管之間為并聯結構，數量不限于三個；M0S管的源端接入控制電路作為 High-Side電路的高電平參考以產生相應的柵極電壓。開關管也可以是集成在另外一個單 獨的芯片上，或者幾個管芯封裝在一個package里面。每串LED光源所含的LED的數量相 同或者不相同。
[0036] 實施例三：
[0037] 附圖3演示了一個具體的分離器件實現方案。M0S管為兩個，分別為第一 M0S管 Ml和第二M0S管M2 ;LED光源為相互串聯的2串，分別為第一 LED光源串D1和第二LED光 源串D2D3 ;第一 M0S管Ml的漏極連接第二M0S管M2的柵極；第一 M0S管Ml的源極接地； 第一 M0S管Ml的柵極連接控制電路；第二M0S管M2的漏極連接第二LED光源串D2D3的正 極；第二M0S管M2的源極連接第二LED光源串D2D3的負極；第一 M0S管Ml和第二M0S管 M2之間還連接有上拉電阻和比較器；上拉電阻一端連接第一 M0S管Ml的漏極，另一端連接 第一 LED光源串D1的正極；比較器分別連接第一 M0S管Ml的漏極、第二M0S管M2的源極 和控制電路。由于本電路必須能應用在直流驅動情況，所以不能采用傳統的用電容儲能的 High-Side驅動電路。
[0038] 在附圖3中，灰色區域是High-Side驅動區域，左面是接地的Low-Side工作區域。 M2為分離器件高壓管。Ml的開關控制M2的導通。控制電路依據兩個信號來控制Ml的開 關。當外界電壓采樣信號要求M2導通時，Ml關斷，M2的柵極由上拉電阻供電，保持導通； 當控制要求M2關斷時，Ml導通，M2的柵極電壓下降，M2關閉。為了保證M2的柵極電壓高 于其懸浮的源端，比較器比較M2的柵極和源極電壓，當柵極電壓低于源端電壓時，比較器 告知控制器，鉗制Ml以阻止M2的源電壓繼續下降。
[0039] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種LED驅動電路結構，其特征在于，包括整流橋模塊、1C驅動模塊和LED光源，其 中， 所述整流橋模塊與交流電源相連，用于將交流電轉換為直流電輸送至1C驅動模塊； 所述1C驅動模塊與整流橋模塊和LED光源相連，用于為所述LED光源供電并控制所述 LED光源的開關；所述1C驅動模塊包括控制電路和控制LED光源的開關管；所述控制電路 集成在一個芯片上；所述開關管外置。
2. 如權利要求1所述的一種LED驅動電路結構，其特征在于： 所述開關管是分離器件或集成在另外一個單獨的芯片上，或者幾個管芯封裝在一個 package 里面。
3. 如權利要求1或2所述的LED驅動電路結構，其特征在于： 所述開關管為若干MOS管。
4. 如權利要求3所述的LED驅動電路結構，其特征在于：所述MOS管之間為串聯結構； 所述MOS管的源端接入控制電路作為High-Side電路的高電平參考以產生相應的柵極電 壓。
5. 如權利要求4所述的LED驅動電路結構，其特征在于： 所述MOS管之間為并聯結構；所述MOS管的源端接入控制電路作為High-Side電路的 高電平參考以產生相應的柵極電壓。
6. 如權利要求5所述的LED驅動電路結構，其特征在于：所述LED光源為2串以上； 所述每串LED光源所含的LED的數量相同或者不相同。
7. 如權利要求6所述的LED驅動電路結構，其特征在于： 所述MOS管為兩個，分別為第一MOS管和第二MOS管；所述LED光源為相互串聯的2串， 分別為第一 LED光源串和第二LED光源串； 所述第一MOS管的漏極連接所述第二MOS管的柵極；所述第一MOS管的源極接地；所述 第一 MOS管的柵極連接所述控制電路； 所述第二MOS管的漏極連接所述第二LED光源串的正極；所述第二MOS管的源極連接 所述第二LED光源串的負極； 所述第一 MOS管和第二MOS管之間還連接有上拉電阻和比較器；所述上拉電阻一端連 接所述第一 MOS管的漏極，另一端連接第一 LED光源串的正極；所述比較器分別連接所述第 一 MOS管的漏極、所述第二MOS管的源極和所述控制電路。
【文檔編號】H05B37/02GK203851319SQ201320849198
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】馮向光, 孫國喜, 劉國旭 申請人:易美芯光（北京）科技有限公司