LED驱动电路及其开关电源控制器制造技术

本发明专利技术提供一种LED驱动电路及其开关电源控制器，该开关电源控制器包括：功率驱动管；栅极过零检测电路，通过检测功率驱动管的栅极流入电流以实现电感电流的过零检测，响应于所述电感电流过零，所述栅极过零检测电路输出过零检测信号；驱动电路，根据过零检测信号产生驱动信号，响应于过零检测信号，驱动信号控制功率驱动管导通。本发明专利技术通过检测电感过零时流入功率驱动管的栅极的电流来实现电感电流的过零检测，驱动信号可以直接驱动功率驱动管，线路简单，实现方便，极大地节省了电路成本。

【技术实现步骤摘要】
LED驱动电路及其开关电源控制器
本专利技术涉及开关电源技术，尤其涉及一种LED驱动电路及其开关电源控制器。
技术介绍
如图1所示，传统的采用源极驱动方式的降压结构LED驱动电路包括电阻Rl、电容C2、续流二极管D1、输出电容Cl、电感L1、第一功率开关Ml、采样电阻Rcs以及开关电源控制器100。开关电源控制器包括第二功率开关M2、过零检测电路101、逻辑和驱动电路102、比较器103以及RS触发器104。其中第一功率开关Ml是高压功率开关，第二功率开关M2是驱动控制开关，过零检测电路101检测第二功率开关M2漏端的电压信号，驱动信号GT控制第二功率开关M2以实现系统的开关控制。 图2示出了图1所示电路的工作时序，结合图1和图2，第二功率开关M2导通时，第一功率开关Ml也导通，输入电流流经输出电容Cl和输出端Vout、电感L1、第一功率开关Ml、第二功率开关M2、采样电阻Rcs，电感LI上的电流增加，电感LI存储能量；第二功率开关M2关断时，第一功率开关Ml也关断，电感LI上的电流经续流二极管Dl续流，电感LI上的电流减小，电感LI释放能量到输出电容Cl和输出端Vout。 当电感LI上的电流降为零时，第一功率开关Ml的漏端会产生谐振，谐振传导到第二功率开关M2的漏端，使电压VA逐渐下降，过零检测电路101通过内部的比较器比较电压VDD和电压VA，检测出流经电感LI的电流的过零点，产生过零检测信号ZCD给RS触发器电路104，经逻辑和驱动电路102，重新开通功率开关Ml和M2。 功率开关Ml和M2重复上面开关动作，电路持续工作，LED驱动电路始终处于电感电流临界导通状态。 图1中所述传统的采用源极驱动的系统中，利用电感过零时，检测第二功率开关M2的漏端电压变化的方式实现过零检测，原理较为简单，容易实现。但存在必须使用第二功率开关M2的缺点，导致电路面积增大,成本增加。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种LED驱动电路及其开关电源控制器，通过检测电感过零时流入功率驱动管的栅极的电流来实现电感电流的过零检测，驱动信号可以直接驱动功率驱动管而无需额外的驱动开关，线路简单，实现方便，极大地节省了电路成本。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种LED驱动电路的开关电源控制器，包括: 功率驱动管，所述LED驱动电路中的电感经由所述功率驱动管形成电流通路； 栅极过零检测电路，其输入端连接所述功率驱动管的栅极，通过检测所述功率驱动管的栅极流入电流以实现流经所述电感的电感电流的过零检测，响应于所述电感电流过零，所述栅极过零检测电路输出过零检测信号； 驱动电路，根据所述过零检测信号产生驱动信号，所述驱动信号传输至所述功率驱动管的栅极，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管导通。 根据本专利技术的一个实施例，所述开关电源控制器还包括: 比较器电路，采样得到采样电压并将其与预设的第一参考电压比较，响应于所述采样电压超过所述第一参考电压，所述比较器电路输出关断信号，所述采样电压对应于所述电感电流； 所述驱动电路还根据所述关断信号产生所述驱动信号，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管关断。 根据本专利技术的一个实施例，所述栅极过零检测电路包括: 电流镜比较器，根据所述栅极流入电流产生比较电压； 过零检测信号生成电路，将所述比较电压与预设的第二参考电压比较，并根据比较结果生成所述过零检测信号。 根据本专利技术的一个实施例，所述电流镜比较器包括: 第一电流源，其第一端连接电源； 第二电流源，其第一端连接电源； 第一三极管，其集电极连接所述第一电流源的第二端，其发射极连接所述功率驱动管的栅极，所述第一三极管的集电极输出所述比较电压； 第二三极管，其集电极连接所述第二电流源的第二端，其基极连接所述第二三极管的集电极以及所述第一三极管的基极，其发射极接地。 根据本专利技术的一个实施例，所述电流镜比较器包括: 第一电流源，其第一端连接电源； 第二电流源，其第一端连接电源； 第一 MOS管，其源极连接所述第一电流源的第二端，其栅极连接所述功率驱动管的栅极，其漏极接地，所述第一 MOS管的源极输出所述比较电压； 第二 MOS管，其源极连接所述第二电流源的第二端，其栅极连接所述第二 MOS管的源极并接地。 根据本专利技术的一个实施例，所述过零检测信号生成电路包括: 比较器，其第一输入端接收所述比较电压，其第二输入端接收所述第二参考电压； 或非门，其第一输入端连接所述比较器的输出端，其第二输入端接收所述驱动信号，其输出端输出所述过零检测信号。 根据本专利技术的一个实施例，随着所述功率驱动管的漏极谐振的产生，所述功率驱动管的漏极电压逐渐下降，通过所述功率驱动管的栅漏寄生电容流入所述栅极的栅极流入电流逐渐增大，所述功率驱动管的和地之间的负电压差逐渐增大，使得所述比较电压逐渐下降，当所述比较电压小于所述第二参考电压时，所述比较器的输出端信号翻转以形成所述过零检测信号。 根据本专利技术的一个实施例，所述过零检测信号生成电路包括: 第三MOS管，其源极连接电源，其栅极接收所述比较电压； 第三电流源，其第一端连接所述第三MOS管的漏极，其第二端接地； 施密特触发器，其输入端连接所述第三MOS管的漏极； 或非门，其第一输入端连接所述施密特触发器的输出端，其第二输入端接收所述驱动信号，其输出端输出所述过零检测信号。 根据本专利技术的一个实施例，所述开关电源控制器还包括:高压启动供电电路，其第一端连接所述功率驱动管的漏极，其第二端经由供电电容接地。 根据本专利技术的一个实施例，所述开关电源控制器还包括: 比较器电路，其第一输入端连接所述高压启动供电电路的第二端，其第二输入端接收预设的第一参考电压，其输出端输出关断信号； 所述驱动电路还根据所述关断信号产生所述驱动信号，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管关断。 根据本专利技术的一个实施例，所述驱动电路包括: RS触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号; 逻辑和驱动电路，其输入端连接所述RS触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。 根据本专利技术的一个实施例，所述逻辑和驱动电路包括: 第四MOS管，其源极连接电源，其栅极连接所述RS触发器的输出端，其漏极输出所述驱动信号； 第五MOS管，其源极接地，其栅极连接所述RS触发器的输出端，其漏极经由电阻连接所述第四MOS管的漏极。 根据本专利技术的一个实施例，所述逻辑和驱动电路还包括: 第六MOS管，其源极接地，其栅极接收延迟信号，其漏极连接所述第四MOS管的漏极，所述延迟信号由所述RS触发器的输出端信号延迟预设时间得到。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种LED驱动电路，包括上述任一项所述的开关电源控制器。 为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种LED驱动电路，包括: 续流二极管，其阴极连接输入电压接入端； 输出电容，其第一端连接所述续流二极管的阴极； 电感，其第一端连接所述续流二极管的阳极，其第二端连接所述输出电容的第二端; 开关电源控制器，所述开关电源控制器包括: 功率驱动管，其漏极连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED驱动电路的开关电源控制器，其特征在于，包括：功率驱动管，所述LED驱动电路中的电感经由所述功率驱动管形成电流通路；栅极过零检测电路，其输入端连接所述功率驱动管的栅极，通过检测所述功率驱动管的栅极流入电流以实现流经所述电感的电感电流的过零检测，响应于所述电感电流过零，所述栅极过零检测电路输出过零检测信号；驱动电路，根据所述过零检测信号产生驱动信号，所述驱动信号传输至所述功率驱动管的栅极，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管导通。

【技术特征摘要】
1.一种[￡0驱动电路的开关电源控制器，其特征在于，包括: 功率驱动管，所述[￡0驱动电路中的电感经由所述功率驱动管形成电流通路； 栅极过零检测电路，其输入端连接所述功率驱动管的栅极，通过检测所述功率驱动管的栅极流入电流以实现流经所述电感的电感电流的过零检测，响应于所述电感电流过零，所述栅极过零检测电路输出过零检测信号； 驱动电路，根据所述过零检测信号产生驱动信号，所述驱动信号传输至所述功率驱动管的栅极，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管导通。2.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括: 比较器电路，采样得到采样电压并将其与预设的第一参考电压比较，响应于所述采样电压超过所述第一参考电压，所述比较器电路输出关断信号，所述采样电压对应于所述电感电流； 所述驱动电路还根据所述关断信号产生所述驱动信号，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管关断。3.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，所述栅极过零检测电路包括: 电流镜比较器，根据所述栅极流入电流产生比较电压； 过零检测信号生成电路，将所述比较电压与预设的第二参考电压比较，并根据比较结果生成所述过零检测信号。4.根据权利要求3所述的开关电源控制器，其特征在于，所述电流镜比较器包括: 第一电流源，其第一端连接电源； 第二电流源，其第一端连接电源； 第一三极管，其集电极连接所述第一电流源的第二端，其发射极连接所述功率驱动管的栅极，所述第一三极管的集电极输出所述比较电压； 第二三极管，其集电极连接所述第二电流源的第二端，其基极连接所述第二三极管的集电极以及所述第一三极管的基极，其发射极接地。5.根据权利要求3所述的开关电源控制器，其特征在于，所述电流镜比较器包括: 第一电流源，其第一端连接电源； 第二电流源，其第一端连接电源； 第一 103管，其源极连接所述第一电流源的第二端，其栅极连接所述功率驱动管的栅极，其漏极接地，所述第一 103管的源极输出所述比较电压； 第二 103管，其源极连接所述第二电流源的第二端，其栅极连接所述第二 103管的源极并接地。6.根据权利要求4或5所述的开关电源控制器，其特征在于，所述过零检测信号生成电路包括: 比较器，其第一输入端接收所述比较电压，其第二输入端接收所述第二参考电压；或非门，其第一输入端连接所述比较器的输出端，其第二输入端接收所述驱动信号，其输出端输出所述过零检测信号。7.根据权利要求6所述的开关电源控制器，其特征在于，随着所述功率驱动管的漏极谐振的产生，所述功率驱动管的漏极电压逐渐下降，通过所述功率驱动管的栅漏寄生电容流入所述栅极的栅极流入电流逐渐增大，所述功率驱动管的和地之间的负电压差逐渐增大，使得所述比较电压逐渐下降，当所述比较电压小于所述第二参考电压时，所述比较器的输出端信号翻转以形成所述过零检测信号。8.根据权利要求4或5所述的开关电源控制器，其特征在于，所述过零检测信号生成电路包括: 第三103管，其源极连接电源，其栅极接收所述比较电压； 第三电流源，其第一端连接所述第三103管的漏极，其第二端接地； 施密特触发器，其输入端连接所述第三服)3管的漏极； 或非门，其第一输入端连接所述施密特触发器的输出端，其第二输入端接收所述驱动信号，其输出端输出所述过零检测信号。9.根据权利要求1所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括: 高压启动供电电路，其第一端连接所述功率驱动管的漏极，其第二端经由供电电容接地。10.根据权利要求9所述的开关电源控制器，其特征在于，还包括: 比较器电路，其第一输入端连接所述高压启动供电电路的第二端，其第二输入端接收预设的第一参考电压，其输出端输出关断信号； 所述驱动电路还根据所述关断信号产生所述驱动信号，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管关断。11.根据权利要求1至10中任一项所述的开关电源控制器，其特征在于，所述驱动电路包括: 尺3触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号； 逻辑和驱动电路，其输入端连接所述…触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。12.根据权利要求11所述的开关电源控制器，其特征在于，所述逻辑和驱动电路包括: 第四103管，其源极连接电源，其栅极连接所述…触发器的输出端，其漏极输出所述驱动信号； 第五103管，其源极接地，其栅极连接所述…触发器的输出端，其漏极经由电阻连接所述第四103管的漏极。13.根据权利要求12所述的开关电源控制器，其特征在于，所述逻辑和驱动电路还包括: 第六103管，其源极接地，其栅极接收延迟信号，其漏极连接所述第四103管的漏极，所述延迟信号由所述旧触发器的输出端信号延迟预设时间得到。14.一种1^0驱动电路，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述的开关电源控制器。15.一种[￡0驱动电路，其特征在于，包括: 续流二极管，其阴极连接输入电压接入端； 输出电容，其第一端连接所述续流二极管的阴极； 电感，其第一端连接所述续流二极管的阳极，其第二端连接所述输出电容的第二端； 开关电源控制器，所述开关电源控制器包括: 功率驱动管，其漏极连接所述电感的第一端，其源极经由采样电阻接地； 栅极过零检测电路，其输入端连接所述功率驱动管的栅极，通过检测所述功率驱动管的栅极流入电流以实现流经所述电感的电感电流的过零检测，响应于所述电感电流过零，所述栅极过零检测电路输出过零检测信号； 比较器电路，采样得到所述采样电阻两端的采样电压并将其与预设的第一参考电压比较，响应于所述采样电压超过所述第一参考电压，所述比较器电路输出关断信号； 驱动电路，根据所述过零检测信号和关断信号产生驱动信号，所述驱动信号传输至所述功率驱动管的栅极，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管关断。16.根据权利要求15所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述栅极过零检测电路包括: 电流镜比较器，根据所述栅极流入电流产生比较电压； 过零检测信号生成电路，将所述比较电压与预设的第二参考电压比较，并根据比较结果生成所述过零检测信号。17.根据权利要求16所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述电流镜比较器包括: 第一电流源，其第一端连接电源； 第二电流源，其第一端连接电源； 第一三极管，其集电极连接所述第一电流源的第二端，其发射极连接所述功率驱动管的栅极，所述第一三极管的集电极输出所述比较电压； 第二三极管，其集电极连接所述第二电流源的第二端，其基极连接所述第二三极管的集电极以及所述第一三极管的基极，其发射极接地。18.根据权利要求16所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述电流镜比较器包括: 第一电流源，其第一端连接电源； 第二电流源，其第一端连接电源； 第一 103管，其源极连接所述第一电流源的第二端，其栅极连接所述功率驱动管的栅极，其漏极接地，所述第一 103管的源极输出所述比较电压； 第二 103管，其源极连接所述第二电流源的第二端，其栅极连接所述第二 103管的漏极并接地。19.根据权利要求17或18所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述过零检测信号生成电路包括: 比较器，其第一输入端接收所述比较电压，其第二输入端接收所述第二参考电压；或非门，其第一输入端连接所述比较器的输出端，其第二输入端接收所述驱动信号，其输出端输出所述过零检测信号。20.根据权利要求17或18所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述过零检测信号生成电路包括: 第三103管，其源极连接电源，其栅极接收所述比较电压； 第三电流源，其第一端连接所述第三103管的漏极，其第二端接地； 施密特触发器，其输入端连接所述第三103管的漏极； 或非门，其第一输入端连接所述施密特触发器的输出端，其第二输入端接收所述驱动信号，其输出端输出所述过零检测信号。21.根据权利要求19所述的⑶!)驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括: 尺3触发器，其置位输入端接收所述过零检测信号，其复位输入端接收所述关断信号； 逻辑和驱动电路，其输入端连接所述…触发器的输出端，其输出端输出所述驱动信号。22.根据权利要求21所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述逻辑和驱动电路包括: 第四103管，其源极连接电源，其栅极连接所述…触发器的输出端，其漏极输出所述驱动信号； 第五103管，其源极接地，其栅极连接所述…触发器的输出端，其漏极经由电阻连接所述第四103管的漏极。23.根据权利要求22所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述逻辑和驱动电路还包括: 第六103管，其源极接地，其栅极接收延迟信号，其漏极连接所述第一 103管的漏极，所述延迟信号由所述旧触发器的输出端信号延迟预设时间得到。24.根据权利要求23所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述功率驱动管导通时，所述输入电压接入端经所述输出电容、电感、功驱动管以及采样电阻形成电流通路，流经所述电感的电感电流增加，所述电感存储能量，所述采样电阻两端的采样电压上升；当所述采样电压达到所述第一参考电压时，所述比较器电路输出关断信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管关断，所述电感电流经所述续流二极管续流，流经所述电感的电感电流逐渐减小，所述电感释放能量至所述输出电容和输出端；当所述电感电流降为零时，所述功率驱动管的漏极产生谐振，电流从地经由所述第二服)3管、电阻、所述功率驱动管的栅漏寄生电容流入所述功率驱动管的漏极，使得所述功率驱动管的栅极与地之间产生负的栅极电压；随着所述功率驱动管的漏极谐振的产生，所述功率驱动管的漏极电压逐渐下降，流经所述功率驱动管的栅漏寄生电容的电流逐渐增大，所述栅极电压逐渐增大，使得所述比较电压逐渐下降，当所述比较电压小于所述第二参考电压时，所述比较器的输出端信号翻转以形成所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管导通。25.根据权利要求15所述的[￡0驱动电路，其特征在于，所述开关电源控制器还包括: 高压启动供电电路，其第一端连接所述功率驱动管的漏极，其第二端经由供电电容接地。26.—种[￡0驱动电路，其特征在于，包括: 续流二极管，其阳极接地； 采样电阻，其第一端连接所述续流二极管的阴极，其第二端连接至浮地； 电感，其第一端连接所述采样电阻的第二端； 输出电容，其第一端连接所述电感的第二端，其第二端连接所述续流二极管的阳极并接地； 开关电源控制器，所述开关电源控制器包括: 功率驱动管，其漏极连接输入电压接入端，其源极连接所述采样电阻的第一端以及所述续流二极管的阴极； 栅极过零检测电路，其输入端连接所述功率驱动管的栅极，通过检测所述功率驱动管的栅极流入电流以实现流经所述电感的电感电流的过零检测，响应于所述电感电流过零，所述栅极过零检测电路输出过零检测信号； 比较器电路，采样得到所述采样电阻两端的采样电压并将其与预设的第一参考电压比较，响应于所述采样电压超过所述第一参考电压，所述比较器电路输出关断信号； 驱动电路，根据所述过零检测信号和关断信号产生驱动信号，所述驱动信号传输至所述功率驱动管的栅极，响应于所述过零检测信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管导通，响应于所述关断信号，所述驱动信号控制所述功率驱动管关断。27.根据权利要求26所述的[￡0驱动电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓杰，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33