一种非隔离LED恒流驱动芯片、电路及方法技术

本发明专利技术提供一种BUCK架构的非隔离LED恒流驱动电路，包括：产生直流电压的高压供电模块；对流经所述功率开关管的电流进行采样的浮地电流采样模块；根据流经所述功率开关管的电流控制所述功率开关管，进而实现所述LED灯串的恒流控制的恒流驱动模块。本发明专利技术采用高压供电技术，从功率开关管的漏端直接产生直流恒定电源给芯片供电，省去了启动电阻，同时VCC电容可改为成本更低的低压电容，节约系统成本和降低系统的复杂度；采用浮地采样技术，去掉了专门的电流采样引脚CS，使得驱动芯片仅为3个引脚，可以采用便宜的封装，大大节约了芯片成本；将开路保护设定集成到芯片内部，避免高阻引脚ROVP易受干扰导致LED闪烁的问题，有效提高性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种非隔离LED恒流驱动芯片、电路及方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是典型的电流型器件，其理想的驱动方式是恒流驱动，对工作电流的稳定性要求很高。非隔离型恒流LED驱动电路凭借其简洁的外围电路和简单的控制方法，受到市场的青睐。如图1所示为传统的非隔离LED恒流驱动电路，输入交流电压(电压范围为85-264Vrms)经过整流桥和电容C0后得到高压直流电压Vin(称为母线电压)，母线电压Vin通过启动电阻Rstart给芯片供电端VCC的电容C2提供充电电流，供电端VCC的电压逐渐上升。当供电端VCC的电压升到欠压锁定(UVLO)解锁电压时，芯片开始工作，控制功率MOS进行周期性的开关动作，向LED灯串传输能量，此时供电端VCC的供电除启动电阻Rstart外，还可以从功率MOS的漏端在每次关断的瞬间耦合获取。由于功率MOS阈值电压一般为3V左右，需要高压驱动，因此供电端VCC的电压通常在10V以上，电容C2需要选取高耐压的电容。芯片的开路保护设置通过在引脚ROVP和芯片地之间串接的电阻Rovp实现，电阻Rovp设定了参数Tovp：Tovp＝k*Rovp，Rovp越大，Tovp越长。芯片检测电感的放电时间Toff并和Tovp进行比较。输出开路时，输出电压持续升高，Toff变小，当Toff小于Tovp时，判定输出开路异常发生，停止开关动作，实现了输出开路的保护。为了减小芯片损耗，电阻Rovp上的电流通常为微安级，即引脚ROVP为高阻引脚，容易受到干扰，误判为输出开路，此时LED闪烁的异常就会出现。传统的非隔离LED恒流驱动电路的启动及供电需要启动电阻Rstart，开路保护需要开路电压设定电阻Rovp，VCC电容需要采用成本稍贵的高压电容，增加了外围器件成本，而且由于管脚数至少要5个，无法采用便宜的封装，因此传统的驱动器系统的复杂度和BOM成本都偏高。此外，引脚ROVP为高阻引脚，易受干扰，导致LED闪烁。这些问题都严重影响了非隔离LED恒流驱动电路的性能提升，制约了非隔离LED恒流驱动电路的发展。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种非隔离LED恒流驱动芯片、电路及方法，用于解决现有技术中传统的非隔离LED恒流驱动电路复杂度高、BOM成本高、高阻引脚易受干扰导致LED闪烁等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种非隔离LED恒流驱动芯片，所述非隔离LED恒流驱动芯片至少包括：功率开关管，用于通过所述功率开关管的导通和截止实现LED灯串的恒流控制；高压供电模块，连接于所述功率开关管的漏端，用于产生直流电压，为所述非隔离LED恒流驱动芯片供电；浮地电流采样模块，连接于所述直流电压以及所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地之间，用于对流经所述功率开关管的电流进行采样；恒流驱动模块，连接于所述浮地电流采样模块的输出端以及所述高压供电模块产生的直流电压之间，用于根据流经所述功率开关管的电流控制所述功率开关管，进而实现所述LED灯串的恒流控制。优选地，所述高压供电模块包括：结型场效应管、第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、以及比较器；其中，所述结型场效应管的漏端连接所述功率开关管的漏端、所述结型场效应管的源端连接所述第一MOS管的漏端、所述结型场效应管的栅端连接所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地；所述第一MOS管的源端通过串联的所述第一电阻和所述第二电阻与所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地连接；所述第一MOS管的源端作为所述直流电压的输出端；所述比较器的正向输入端连接于所述第一电阻及所述第二电阻之间，所述比较器的反向输入端连接一参考电压，所述比较器的输出端连接所述第二MOS管的栅端，所述第二MOS管的源端连接所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地、所述第二MOS管的漏端同时与所述第三电阻的一端及所述第一MOS管的栅端连接，所述第三电阻的另一端连接所述第一MOS管的漏端。优选地，所述浮地电流采样模块包括第一电容、开关以及减法器；其中，所述减法器的正向输入端和反向输入端分别连接所述第一电容的上极板以及所述直流电压，所述减法器的正向输入端和反向输入端之间通过所述开关连接，所述第一电容的下极板连接所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地。优选地，还包括集成于所述非隔离LED恒流驱动芯片内的开路保护模块。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种非隔离LED恒流驱动电路，所述非隔离LED恒流驱动电路至少包括：电压输入模块，连接于所述电压输入模块的LED灯串，所述LED灯串的输出端连接电感，所述电感的另一端连接续流二极管的阳极，所述续流二极管的阴极连接所述输入电压，如权利要求1～4任意一项所述的非隔离LED恒流驱动芯片中功率开关管的漏端连接于所述电感与所述续流二极管之间；所述非隔离LED恒流驱动芯片的直流电压输出端连接一储能旁路电容，所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地通过采样电阻连接至功率参考地。优选地，所述电压输入模块包括连接交流电压的整流桥以及并联于所述整流桥输出端的稳压电容。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种非隔离LED恒流驱动方法，所述非隔离LED恒流驱动方法至少包括：功率开关管导通，电流从电感的输出端流入所述功率开关管的漏端，采用高压供电技术直接从所述功率开关管的漏端产生直流电压为非隔离LED恒流驱动芯片供电；流经所述功率开关管的电流不断增大，采用浮地电流采样技术对所述电感的电流进行采样，当采样电流大于第一设定值时，关断所述功率开关管；所述功率开关管关断，所述电感放电为所述LED灯串供电，采用高压供电技术直接从所述功率开关管的漏端产生直流电压为所述非隔离LED恒流驱动芯片供电；流经所述功率开关管的电流减小，采用浮地电流采样技术对所述电感的电流进行采样，当所述采样电流小于第二设定值时，所述功率开关管导通；随着所述采样电流的变化，所述功率开关管不断导通、关断，周而复始，实现所述LED灯串的恒流控制。如上所述，本专利技术的非隔离LED恒流驱动芯片、电路及方法，具有以下有益效果：1、本专利技术的非隔离LED恒流驱动芯片、电路及方法采用高压供电技术，从功率开关管的漏端直接产生6V的电源给芯片供电，省去了启动电阻，同时VCC电容可改为成本更低的低压电容，降低系统成本和降低系统的复杂度。2、本专利技术的非隔离LED恒流驱动芯片、电路及方法采用浮地采样技术，去掉了专门的电流采样引脚CS，使得驱动芯片仅为3个引脚，可以采用便宜的封装，大大节约了芯片成本。3、本专利技术的非隔离LED恒流驱动芯片、电路及方法将开路保护设定集成到芯片内部，省去了ROVP引脚，避免高阻引脚ROVP易受干扰导致LED闪烁的问题，有效提高性能。附图说明图1显示为现有技术中的非隔离LED恒流驱动电路结构示意图。图2显示为本专利技术的非隔离LED恒流驱动电路的结构示意图。图3显示为本专利技术的高压供电模块的结构示意图。图4显示为本专利技术的浮地电流采样模块的原理示意图。图5显示为本专利技术的非隔离LED恒流驱动电路的波形示意图。元件标号说明1非隔离LED恒流驱动芯片11高压供电模块111比较器12浮地电流采样模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非隔离LED恒流驱动芯片，其特征在于，所述非隔离LED恒流驱动芯片至少包括：功率开关管，用于通过所述功率开关管的导通和截止实现LED灯串的恒流控制；高压供电模块，连接于所述功率开关管的漏端，用于产生直流电压，为所述非隔离LED恒流驱动芯片供电；浮地电流采样模块，连接于所述直流电压以及所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地之间，用于对流经所述功率开关管的电流进行采样；恒流驱动模块，连接于所述浮地电流采样模块的输出端以及所述高压供电模块产生的直流电压之间，用于根据流经所述功率开关管的电流控制所述功率开关管，进而实现所述LED灯串的恒流控制。

【技术特征摘要】
1.一种非隔离LED恒流驱动芯片，其特征在于，所述非隔离LED恒流驱动芯片至少包括：功率开关管，用于通过所述功率开关管的导通和截止实现LED灯串的恒流控制；高压供电模块，连接于所述功率开关管的漏端，用于产生直流电压，为所述非隔离LED恒流驱动芯片供电；浮地电流采样模块，连接于所述直流电压以及所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地之间，用于对流经所述功率开关管的电流进行采样；恒流驱动模块，连接于所述浮地电流采样模块的输出端以及所述高压供电模块产生的直流电压之间，用于根据流经所述功率开关管的电流控制所述功率开关管，进而实现所述LED灯串的恒流控制。2.根据权利要求1所述的非隔离LED恒流驱动芯片，其特征在于：所述高压供电模块包括：结型场效应管、第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、以及比较器；其中，所述结型场效应管的漏端连接所述功率开关管的漏端、所述结型场效应管的源端连接所述第一MOS管的漏端、所述结型场效应管的栅端连接所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地；所述第一MOS管的源端通过串联的所述第一电阻和所述第二电阻与所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地连接；所述第一MOS管的源端作为所述直流电压的输出端；所述比较器的正向输入端连接于所述第一电阻及所述第二电阻之间，所述比较器的反向输入端连接一参考电压，所述比较器的输出端连接所述第二MOS管的栅端，所述第二MOS管的源端连接所述非隔离LED恒流驱动芯片的参考地、所述第二MOS管的漏端同时与所述第三电阻的一端及所述第一MOS管的栅端连接，所述第三电阻的另一端连接所述第一MOS管的漏端。3.根据权利要求1所述的非隔离LED恒流驱动芯片，其特征在于：所述浮地电流采样模块包括第一电容、开关以及减法器；其中，所述减法器的正向输入端和反向输入端分别连接所述第一电容的上极板以及所述直流电压，所述减...

【专利技术属性】
技术研发人员：闾建晶，胡津华，沈吉，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31