一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片制造技术

本实用新型专利技术属于LED驱动器领域，涉及一种可调光LED驱动芯片，特别涉及一种带有软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片。此芯片基于电流PWM模式DC-DC升压转换器。芯片内部采用开关式PWM调光策略，可以对LED灯的亮度进行宽范围无色散的平滑调节，而不影响芯片效率。此外，芯片集成了一种新型的软启动电路，可以抑制启动时的浪涌电流、过冲电压以保护LED灯、驱动芯片不被损坏。最后，芯片集成了一种新型UVLO电路，在节约芯片面积的同时，保证了LED驱动芯片在供电源电压变化时工作的稳定性，确保了LED灯发光的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
—种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片
本技术属于LED驱动器领域，涉及一种可调光LED驱动芯片，特别涉及一种带有软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片。
技术介绍
随着社会的发展节能概念深入人心，人们正在积极寻找高效率的光源，已达到节能的目的。白光LED以其较高的发光效率、较长的使用寿命、较好的环境适应性、平滑的调光性能等优势，已经成现今一种优良的固态光源。白光LED被广泛应用于离线照明，比如室内照明灯具、液晶显示器的背光源。通常将多个LED灯串联，以保证每个LED灯的亮度都相同，同时提升整体亮度。由于LED的发光亮度与其流过的电流成正比，而与其两端的电压无关，因此LED在工作时需要一个恒流源供电。传统LED驱动器是一个恒定电流输出的DC-DC转换器，其输出电流时一个固定值，所驱动的LED发光亮度一定无法调节，限制了 LED的应用范围；由于DC-DC控制环路的固有特性，驱动器在启动时，控制环路处于失衡状态，这样系统会产生过冲电压及浪涌电流，极易损坏LED灯以及LED驱动芯片；同时正常工作时，由于LED驱动器输入电源的电压会变化，当输入电压较低时LED驱动器会输出错误的信号，LED灯发光不可靠且可能被损坏。
技术实现思路
针对传统LED驱动芯片存在的上述问题；提供了一种基于电流PWM模式DC-DC升压转换器的LED驱动芯片。驱动芯片集成了一种新型软启动电路，可以抑制芯片启动时的浪涌电流和过冲电压，保护驱动芯片与LED不被损坏；同时集成了一个新型欠压锁定电路，在节约芯片面积的同时，保证了在输入电源电压变化时，驱动芯片以及LED灯的工作的可靠性；包含一个休眠模块，可以控制芯片进入休眠模式以节约能源。芯片采用开关式PWM数字调光方案，在不影响LED驱动芯片的效率的情况下，实现对LED灯发光亮度的宽范围无色散平滑调节。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，包括:控制回路、软启动回路、补偿回路以及辅助控制模块；补偿回路的输入端接控制回路输出端，控制回路输出端接补偿回路的补偿输入端；软启动回路的电压、电流输出端接控制回路的软启动电压、电流输入端，软启动回路与补偿回路共用电感电流检测模块；辅助控制模块的使能输出端接其他各个模块的使能端，各模块使能端采用经典开关式连接方式；辅助控制模块的调光输出端接控制回路的调光输入端；在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，LED驱动芯片包含以下六根引脚:电源引脚VIN、过压保护输入引脚0VP、电感电流输入引脚LX、电压反馈引脚FB、调光信号输入引脚EN、地引脚GND ;其中:VIN，GND为所有芯片内部模块的共用引脚；LX引脚同时作为电感电流检测模块的输入引脚，及控制回路的输出引脚；0VP引脚为软启动回路的电压输入引脚，EN引脚为辅助控制模块的控制信号输入端；FB引脚为控制回路的反馈信号输入引脚。典型工作电路连接如下，供电电源VDD正端接VIN引脚，同时VDD的正端通过输入电容Cin接地；电感L接在VIN引脚与LX引脚之间，LX引脚接整流二极管D正极，二极管D负极通过输出电容Qj接地，二极管D负极电压即输出电压Vtj 同时接OVP引脚与负载LEDs的正极，LEDs的负极通过反馈电阻Rf接地，驱动芯片的FB引脚接LEDs的负极；PWM调光信号通过EN引脚接入芯片。在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，所述控制回路包括基准源与偏置模块、误差放大器、PWM比较器、三输入AND、可调光锁存模块、N型驱动器、功率开关匪2 ;拓扑连接如下:基准源与偏置模块的电压输入端接VIN引脚，基准电压输出端Vbq接误差放大器EA的负输入端；反馈引脚FB接误差放大器EA的正输入端，EA的正输入端即为控制回路的反馈输入端，误差放大器EA的输出端接PWM比较器的负输入端，PWM比较器的正输入端即为控制回路的补偿输入端，PWM比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；AND的另外两输入端分别为控制回路的软启动电压、电流输入端，AND的输出端接调光锁存模块的R输入端，调光锁存模块的S输入端接振荡器模块的输出端,调光锁存模块的Dim输入端接休眠模块的ENB输入端,Dim端即控制回路的调光输入端；调光锁存模块的输出端Q接N型驱动模块的输入端；N型驱动模块的输出端接功率开关匪2的栅极，匪2的漏极接LX引脚，匪2的源极接地，匪2的漏极即为控制回路的输出端。所述补偿回路包括斜坡电压模块、斜坡补偿模块、电感电流检测模块；拓扑连接如下:电流检测模块的输出端Vsense接斜坡补偿模块的电流输入端；斜坡电压模块的输入端接振荡器模块的输出端，斜坡电压模块的输出端接斜坡补偿模块的电压输入端；斜坡补偿模块的输出端接PWM比较器的正输入端，斜坡补偿模块的输出端即补偿回路的输出端，电感电流检测模块的输入端即补偿回路输入端；所述电感电流检测模块包括MOS管匪1、电阻R1和R2, MOS管匪1的栅极接N型驱动模块的输出端，匪1的漏极接LX引脚，匪1的漏极即为电感电流检测模块的输入端，匪1的源极接R1的一端况的另一端通过R2接地，R1与R2的公共端即为电感电流检测模块的输出端Vsense ；所述软启动回路包括过压保护比较器、软启动电路、过流保护比较器、电感电流检测模块；拓扑连接如下:电感电流检测模块的输出端Vsense接过流保护比较器的负输入端，过流保护比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；电感电流检测模块的输入端与过流保护比较器的输出端分别为，软启动回路的输入端与电流输出端；软启动电路的时钟输入端接振荡器模块的输出端，电压输入端接VIN引脚，电压输出端Vst接过流保护比较正输入端；基准源与偏置模块的基准电压输出端Vbi接过压保护比较器的正输入端，OVP引脚通过电阻Rpi与电阻Rp2串联后接地，电阻Rpi与电阻Rp2的公共端接过压保护比较器的负输入端，过压保护比较器的输出端为软启动回路的电压输出端接与门AND的输入端；所述辅助控制模块包括欠压锁定模块、休眠控制模块；拓扑连接如下:VIN接欠压锁定电路的输入端，欠压锁定电路的输出信号UV接休眠模块的控制信号UV输入端；引脚EN接施密特触发器Smit的输入端，Smit的输出端接反向INV的输入端，INV的输出端即为辅助控制模块的调光输出端接休眠模块的ENB输入端，休眠模块的时钟输入端接振荡器模块的输出端；休眠模块SDB输出端接基准源与偏置模块的使能端、SD输出端接其余模块的使能端。在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，所述控制回路中调光锁存模块采用开关式PWM数字调光模式，调光锁存器R输入端通过反相器INVl接D触发器I的R输入端，调光锁存器S输入端同时接D触发器I的S输入端，与反相器INV2的输入端，INV2的输出端接与非门NANDl的输入端，调光锁存器的Dim输入端接与非门NAND2的输入端；D触发器I的Q输出端接NANDl的输入端，NANDl的输出端接NAND2的输入端，NAND2的输出端即为调光锁存器的输出端Q。在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，所述软启动电路的内部拓扑连接如下:N型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，包括：控制回路、软启动回路、补偿回路以及辅助控制模块；补偿回路的输入端接控制回路输出端，控制回路输出端接补偿回路的补偿输入端；软启动回路的电压、电流输出端接控制回路的软启动电压、电流输入端，软启动回路与补偿回路共用电感电流检测模块；辅助控制模块的使能输出端接其他各个模块的使能端，各模块使能端采用经典开关式连接方式；辅助控制模块的调光输出端接控制回路的调光输入端；该可调光LED驱动芯片包含以下六根引脚：电源引脚VIN、过压保护输入引脚OVP、电感电流输入引脚LX、电压反馈引脚FB、调光信号输入引脚EN、地引脚GND；其中：VIN，GND为所有芯片内部模块的共用引脚；LX引脚同时作为电感电流检测模块的输入引脚，及控制回路的输出引脚；OVP引脚为软启动回路的电压输入引脚，EN引脚为辅助控制模块的控制信号输入端；FB引脚为控制回路的反馈信号输入引脚。

【技术特征摘要】
1.一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，包括:控制回路、软启动回路、补偿回路以及辅助控制模块；补偿回路的输入端接控制回路输出端，控制回路输出端接补偿回路的补偿输入端；软启动回路的电压、电流输出端接控制回路的软启动电压、电流输入端，软启动回路与补偿回路共用电感电流检测模块；辅助控制模块的使能输出端接其他各个模块的使能端，各模块使能端采用经典开关式连接方式；辅助控制模块的调光输出端接控制回路的调光输入端； 该可调光LED驱动芯片包含以下六根引脚:电源引脚VIN、过压保护输入引脚OVP、电感电流输入引脚LX、电压反馈引脚FB、调光信号输入引脚EN、地引脚GND ;其中:VIN，GND为所有芯片内部模块的共用引脚；LX引脚同时作为电感电流检测模块的输入引脚，及控制回路的输出引脚；OVP引脚为软启动回路的电压输入引脚，EN引脚为辅助控制模块的控制信号输入端；FB引脚为控制回路的反馈信号输入引脚。2.根据权利要求1所述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，所述控制回路包括基准源与偏置模块、误差放大器、PWM比较器、三输入AND、可调光锁存模块、N型驱动器、功率开关NM2 ;拓扑连接如下:基准源与偏置模块的电压输入端接VIN引脚，基准电压输出端Vbci接误差放大器EA的负输入端；反馈引脚FB接误差放大器EA的正输入端，EA的正输入端即为控制回路的反馈输入端，误差放大器EA的输出端接PWM比较器的负输入端，PWM比较器的正输入端即为控制回路的补偿输入端，PWM比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；AND的另外两输入端分别为控制回路的软启动电压、电流输入端，AND的输出端接调光锁存模块的R输入端，调光锁存模块的S输入端接振荡器模块的输出端，调光锁存模块的Dim输入端接休眠模块的ENB输入端,Dim端即控制回路的调光输入端；调光锁存模块的输出端Q接N型驱动模块的输入端；N型驱动模块的输出端接功率开关匪2的栅极，匪2的漏极接LX引脚，匪2的源极接地，匪2的漏极即为控制回路的输出端； 所述补偿回路包括斜坡电压模块、斜坡补偿模块、电感电流检测模块；拓扑连接如下:电流检测模块的输出端Vsense接斜坡补偿模块的电流输入端；斜坡电压模块的输入端接振荡器模块的输出端，斜坡电压模块的输出端接斜坡补偿模块的电压输入端；斜坡补偿模块的输出端接PWM比较器的正输入端，斜坡补偿模块的输出端即补偿回路的输出端，电感电流检测模块的输入端即补偿回路输入端；所述电感电流检测模块包括MOS管匪1、电阻凡和R2, MOS管匪1的栅极接N型驱动模块的输出端，匪1的漏极接LX引脚，匪1的漏极即为电感电流检测模块的输入端，匪1的源极接R1的一端况的另一端通过R2接地，R1与R2的公共端即为电感电流检测模块的输出端Vsense ； 所述软启动回路包括过压保护比较器、软启动电路、过流保护比较器、电感电流检测模块；拓扑连接如下:电感电流检测模块的输出端Vsense接过流保护比较器的负输入端，过流保护比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；电感电流检测模块的输入端与过流保护比较器的输出端分别为，软启动回路的输入端与电流输出端；软启动电路的时钟输入端接振荡器模块的输出端，电压输入端接VIN引脚，电压输出端Vst接过流保护比较正输入端；基准源与偏置模块的基准电压输出端Vbi接过压保护比较器的正输入端，OVP引脚通过电阻Rpi与电阻Rp2串联后接地，电阻Rpi与电阻Rp2的公共端接过压保护比较器的负输入端，过压保护比较器的输出端为软启动回路的电压输出端接与门AND的输入端； 所述辅助控制模块包括欠压锁定模块、休眠控制模块；拓扑连接如下:VIN接欠压锁定电路的输入端，欠压锁定电路的输出信号UV接休眠...

【专利技术属性】
技术研发人员：江金光，谭高建，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42