大功率LED线性恒流驱动控制芯片制造技术

本发明专利技术涉及微电子技术领域，尤其是大功率LED线性恒流驱动控制芯片；包括直流母线、多个串并联关系的LED灯珠和若干个外置功率管，直流母线分别连接第一个LED灯珠的第一端和JFET管的漏极，所述JFET管的栅极接地，所述JFET管的源极连接电源分离器的输入端，所述电源分离器的VDD输出端作为芯片内部其它功能模块的电源，所述电源分离器的GV输出端连接热敏电阻的第一端和外置功率管的栅极，所述带隙基准模块参考电压输出端分别连接电源分离器的参考电压输入端和第一运算放大器的正极输入端，采用双温度保护设计提高了整个系统的可靠性；采用外置功率MOS管与芯片内部功率调整管组成的共源共栅结构有效地降低了无用功耗，提高了整机系统的效率。

High Power LED Linear Constant Current Drive Control Chip

The invention relates to the field of microelectronics technology, in particular to a high-power LED linear constant-current drive control chip, which comprises a DC bus, a plurality of series-parallel LED beads and several external power tubes. The DC bus connects the first end of the first LED bead and the drain of the JFET tube respectively. The gate of the JFET tube is grounded, and the source of the JFET tube is connected to the input end of the power separator. The VDD output terminal of the power splitter acts as the power supply of other functional modules in the chip. The GV output terminal of the power splitter connects the first end of the thermistor and the gate of the external power tube. The reference voltage output terminal of the bandgap reference module connects the reference voltage input terminal of the power splitter and the positive input terminal of the first operational amplifier, respectively. The design of dual temperature protection is adopted to improve the performance of the power splitter. The reliability of the whole system is improved. The cascade structure composed of external power MOS transistor and internal power regulator of the chip effectively reduces the reactive power consumption and improves the efficiency of the whole system.

【技术实现步骤摘要】
大功率LED线性恒流驱动控制芯片
本专利技术涉及微电子
，尤其是大功率LED线性恒流驱动控制芯片。
技术介绍
LED具有超低功耗，电光功率转换率高，在相同照明效果下比传统光源节能80％以上，且使用寿命比传统光源长，LED光源可以利用红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，形成不同光色的组合，LED组合的光色变化多端，可以实现丰富多彩的动态变化效果和各种图像。由于LED的诸多优点，使得LED被广泛使用并取代了传统的光源，LED灯的驱动设计变得越来越重要。目前LED驱动主要以两类为主，一类是脉宽调制LED驱动，另一类为线性恒流LED驱动。脉宽调制LED驱动具有良好的线性调制率以及负载调制率，但是脉宽调制LED驱动由于成本相对高，系统相对复杂。而线性恒流LED驱动不支持全电压输入，具有有限的负载调制率，但线性恒流LED驱动的系统应用简单以及系统成本低等优点，使得它在追逐成本的LED照明市场占据一席之地。线性恒流LED驱动目前市场上大多是以中小功率线性恒流驱动或者通过由中小功率线性恒流驱动通过串并联方式实现大功率的形式存在，而通过中小功率线性恒流驱动通过串并联方式实现的大功率普遍存在效率低，各中小功率驱动之间电流不一致等问题。目前大功率线性恒流驱动主要以图一的驱动方式存在。但由于MOS管制造工艺，封装工艺的差异，导致MOS管间导通状态不一致，且整机效率不高。设计一种不易受功率外置MOS导通状态不一致的影响，且整机效率更高的大功率线性恒流LED驱动设计成了必然。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种不易受功率外置MOS导通状态不一致的影响，整机效率更高的大功率线性恒流LED驱动。本专利技术的技术方案为：大功率LED线性恒流驱动控制芯片，其特征在于：它包括直流母线、多个串并联关系的LED灯珠以及和若干个外置功率管，所述直流母线分别连接第一个LED灯珠的第一端和JFET管的漏极，最后一个LED灯珠的第二端分别连接所有外置功率管的漏极，所有外置功率管的栅极共同连接热敏电阻的第一端，所述热敏电阻的第二端接地，所述JFET管的栅极接地，所述JFET管的源极连接电源分离器的输入端，所述电源分离器的VDD输出端连接带隙基准模块，所述电源分离器的GV输出端连接热敏电阻的第一端，所述带隙基准模块的参考电压输出端分别连接电源分离器的参考电压输入端和第一运算放大器的正极输入端，所述第一运算放大器的负极输入端连接第一场效管的源极，所述第一运算放大器的输出端连接第一调整管的栅极，所述第一调整管的漏极分别连接所有外置功率管的源极。进一步地，所述大功率LED线性恒流驱动控制芯片还包括第一基准电流模块、第二基准电流模块、第一电阻、第二电阻、第二运算放大器、外置限流电阻、第一三极管和使能管，所述第二基准电流模块连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端分别连接第二电阻的第一端和第二运算放大器的正极输入端，所述第一基准电流模块分别连接第一三极管的集电极、基极和第二运算放大器的负极输入端，所述第一三极管的基极和发射极共同连接第二电阻的第二端，所述第二运算放大器的输出端连接使能管的栅极，所述使能管的漏极连接第一调整管的栅极，所述使能管的源极、第二电阻的第二端第一三极管的发射极共同接地，所述外置限流电阻的第二端连接第一场效管的源极，所述外置限流电阻的第一端通过导线接地。进一步地，所述JFET管采用超高耐压700VJFET管。进一步地，所述电源分离器包括输入端、参考电压输入端、GV输出端、VDD输出端、第三运算放大器、第二调整管、电容、第三电阻、第四电阻和第五电阻，输入端分别连接第三运算放大器的VCC端和第二调整管的源极，所述参考电压输入端连接第三运算放大器的负极输入端，所述第三运算放大器的输出端分别连接第二调整管的栅极和电容的第一端，所述电容的第二端接地，所述第二调整管的漏极分别连接第三电阻的第一端和GV输出端，所述第三电阻的第二端分别连接第四电阻的第一端和VDD输出端，所述第四电阻的第二端分别连接第三运算放大器的正极输入端和第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端接地，所述输入端外接JFET管的源极，所述参考电压输入端外接带隙基准模块的参考电压输出端，所述GV输出端外接热敏电阻的第一端，所述VDD输出端外接带隙基准模块的带隙基准模块的电源输入端。本专利技术的有益效果为：1.采用双温度保护设计提高了整个系统的可靠性。2.采用外置功率MOS管与芯片内部功率调整管组成的共源共栅结构有效的降低了无用功耗，提高了整机系统的效率。3.外置功率NMOS与芯片内功率调整管组成的共源共栅接法，使得对芯片内功率调整管的击穿耐压需求变得更低，耐压需求越低，功率调整管所占芯片面积越少，产出的颗粒数越多，芯片成本越低。4.由于外置功率管可以并联使用，故而使得芯片节省了管脚数量，并且使得整机系统的PCB布图走线更简单。5.此结构设计对并联外置功率NMOS管一致性要求降低，适合标准化、自动化、批量化生产。附图说明图1为本专利技术的电路图；图2为本专利技术的电源分离器的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示，大功率LED线性恒流驱动控制芯片，其特征在于：它包括直流母线DUBUS、多个串联的LED灯珠以及和若干数量的外置功率管(N1-Nn)，所述直流母线DCBUS分别连接第一个LED灯珠的第一端和JFET管J1的漏极，最后一个LED灯珠的第二端分别连接所有外置功率管(N1-Nn)的漏极，所有外置功率管(N1-Nn)的栅极共同连接热敏电阻NTC的第一端，所述热敏电阻NTC的第二端接地，所述JFET管J1的栅极接地，所述JFET管J1的源极连接电源分离器的输入端，所述电源分离器的VDD输出端连接带隙基准模块，所述电源分离器的GV输出端连接热敏电阻NTC的第一端，所述带隙基准模块的参考电压输出端分别连接电源分离器的参考电压输入端和第一运算放大器OP1的正极输入端，所述第一运算放大器OP1的负极输入端连接第一调整管M1的源极，所述第一运算放大器OP1的输出端连接第一调整管M1的栅极，所述第一调整管M1的漏极分别连接所有外置功率管(N1-Nn)的源极。所述大功率LED线性恒流驱动控制芯片还包括第一基准电流模块IB1、第二基准电流模块IB2、第一电阻R1、第二电阻R2、第二运算放大器OP2、外置限流电阻RCS、第一三极管Q1和使能管M2，所述第二基准电流模块IB2连接第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端分别连接第二电阻R2的第一端和第二运算放大器OP2的正极输入端，所述第一基准电流模块IB1分别连接第一三极管Q1的集电极、基极和第二运算放大器OP2的负极输入端，所述第一三极管Q1的发射极共同连接第二电阻R2的第二端，所述第二运算放大器OP2的输出端连接使能管M2的栅极，所述使能管M2的漏极连接第一调整管M1的栅极，所述第二场效管M2的源极分别连接第二电阻R2的第二端和外置限流电阻RCS的第一端，所述外置限流电阻RCS的第二端连接第一调整管M1的源极，所述外置限流电阻RCS的第一端通过导线接地。所述JFET管J1采用超高耐压700VJFET管。该系统芯片中使用的超高耐压700VJFET管J1对高压进行降压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大功率LED线性恒流驱动控制芯片，其特征在于：它包括直流母线、多个串联的LED灯珠和若干个外置功率管，所述直流母线分别连接第一个LED灯珠的第一端和JFET管的漏极，最后一个LED灯珠的第二端分别连接所有外置功率管的漏极，所有外置功率管的栅极共同连接热敏电阻的第一端，所述热敏电阻的第二端接地，所述JFET管的栅极接地，所述JFET管的源极连接电源分离器的输入端，所述电源分离器的VDD输出端连接芯片内其它模块的电源端，所述电源分离器的GV输出端连接热敏电阻的第一端和外置功率管的栅极，所述带隙基准模块参考电压输出端分别连接电源分离器的参考电压输入端和第一运算放大器的正极输入端，所述第一运算放大器的负极输入端连接第一调整管的源极，所述第一运算放大器的输出端连接第一调整管的栅极，所述第一调整管的漏极分别连接所有外置功率管的源极。

【技术特征摘要】
1.大功率LED线性恒流驱动控制芯片，其特征在于：它包括直流母线、多个串联的LED灯珠和若干个外置功率管，所述直流母线分别连接第一个LED灯珠的第一端和JFET管的漏极，最后一个LED灯珠的第二端分别连接所有外置功率管的漏极，所有外置功率管的栅极共同连接热敏电阻的第一端，所述热敏电阻的第二端接地，所述JFET管的栅极接地，所述JFET管的源极连接电源分离器的输入端，所述电源分离器的VDD输出端连接芯片内其它模块的电源端，所述电源分离器的GV输出端连接热敏电阻的第一端和外置功率管的栅极，所述带隙基准模块参考电压输出端分别连接电源分离器的参考电压输入端和第一运算放大器的正极输入端，所述第一运算放大器的负极输入端连接第一调整管的源极，所述第一运算放大器的输出端连接第一调整管的栅极，所述第一调整管的漏极分别连接所有外置功率管的源极。2.根据权利要求1所述的大功率LED线性恒流驱动控制芯片，其特征在于：所述大功率LED线性恒流驱动控制芯片还包括第一基准电流模块、第二基准电流模块、第一电阻、第二电阻、第二运算放大器、外置限流电阻、第一三极管和使能管，所述第二基准电流模块连接第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端分别连接第二电阻的第一端和第二运算放大器的正极输入端，所述第一基准电流模块分别连接第一三极管的集电极和基极与第二运算放大器的负极输入端，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林美玉，
申请(专利权)人：广州市力驰微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44