CN101959339B - 高压led驱动芯片双电源供电电路 - Google Patents

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Abstract

一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，有电阻Res、齐纳二极管、电压调整器、低压降线性稳压器、带隙基准电路，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路的输出连接电压调整器输入和低压降线性稳压器一个输入，电压调整器输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线性稳压器另一个输入连接带隙基准电路Vref输出，低压降线性稳压器输出连接芯片引脚Vout，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路输出串接一个二极管后连接芯片引脚Vout；芯片引脚VCC连接芯片引脚Vout。三种接入电源途径中选择其中的一种：高压电源VDCH直接供电；独立低压电源VDCL通过VCC供电；独立低压电源VDCL通过VIN和VCC供电。

Description

高压LED驱动芯片双电源供电电路
[技术领域]
本发明与高压LED驱动芯片的集成电路设计有关，具体地说涉及高压LED驱动芯片中供电部分的改进电路。
[背景技术]
LED灯工作电压常常达到几十伏或者几百伏。对于用在高压环境中的LED驱动芯片，目前几乎都采用单电源供电。
有的芯片采用系统中的高压电源直接供电，如图1-(a)、图1-(b)所示，高压电源不但给LED提供电压，还给整个芯片提供电压。高电压经由电阻和齐纳二极管组成的电路输出电压V2，V2给LDO(低压降线性稳压器)和电压调整器供电。该电阻可以集成在芯片内部，图1-(a)所示；有时由于电源电压高达几百伏，而芯片采用的工艺只能承受几十伏的电压，此时电阻不能集成，采用片外分立元件，如图1-(b)所示。这种芯片的优点是无需另建系统外的供电电源。由于齐纳二极管工作在反向击穿情况，流过齐纳二极管的电流由电阻两端电压和电阻Res决定，由图示可知其电流大小为：(VIN-V2)/Res。芯片工作时其峰值电流常常高达10mA以上，为了使其在此峰值电流下V2还能保持稳定，则要求流过电阻Res的电流必须大于10mA，即此峰值电流下齐纳二极管中还有反向电流。那么在芯片消耗电流没有达到峰值时或很小时，电阻中多余的电流将流过齐纳二极管，这样就造成了系统浪费了许多功耗，降低芯片效率。
为了克服上述缺陷，有的芯片则不采用高压电源直接供电，而是要求用户直接提供另一个独立的稳定低压电源给芯片供电。高压电源只提供给LED灯。但是，经常会碰到用户不方便提供这一电源或需增加额外的器件而增加成本，这种芯片的应用受到限制。
[发明内容]
本发明综合以上两种供电方式，提出一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，在芯片上设两个引脚VIN和VCC，灵活选择其中一个供电方式。
本发明的技术方案是：一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，包括电阻Res、齐纳二极管、电压调整器、低压降线性稳压器、带隙基准电路，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路的输出连接电压调整器的输入和低压降线性稳压器的一个输入，电压调整器的输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线性稳压器的另一个输入连接带隙基准电路Vref输出，低压降线性稳压器的输出连接芯片引脚Vout，其特征在于，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路输出串接一个二极管后连接芯片引脚Vout；芯片引脚VCC连接芯片引脚Vout。
本发明的用户可以选择用高压电源给芯片供电，高压电源经过一外接电阻Res后连接到引脚VIN(电阻Res也可以集成于芯片内，高压电源先连接到引脚VIN，而后经过电阻Res)，同时引脚VCC作为芯片的输出可向片外提供一较低的稳定电压，为芯片外其它系统模块和芯片内部电路供电。用户也可选用其它独立低压稳定电源对芯片供电，此时把独立电源电压接到引脚VCC，VCC作为芯片的输入向芯片内部电路供电。这种情况下，引脚VIN可以不接任何信号悬空处理，也可以接到引脚VCC上。当VIN引脚悬空时它不起任何作用，接到引脚VCC可作为一个供电通路向芯片中部分电路提供电源。由此可见，用户可不受驱动芯片单电源供电的制约，灵活选定VIN、VCC两个芯片引脚接入电源。
[附图说明]
图1-(a)是传统高压LED驱动芯片供电电路(集成电阻)。
图1-(b)是传统高压LED驱动芯片供电电路(片外电阻)。
图2是本发明高压LED驱动芯片双电源供电电路。
图3是高压电源VDCH直接供电图2等效示意图。
图4是独立低压电源VDCL通过VCC供电图2等效示意图。
图5是独立低压电源VDCL通过VIN和VCC供电图2等效示意图。
[具体实施方式]
下面结合本发明的实施例及其附图作进一步说明。
如图2所示，本发明高压LED驱动芯片双电源供电电路组成如下：电阻Res1和齐纳二极管2、电压调整器3、带隙基准6、低压降线性稳压器5(简称LDO)和二极管4。
电阻Res1和齐纳二极管2组成的电源接入电路的输出连接电压调整器3的输入和低压降线性稳压器5的一个输入，电压调整器3的输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线性稳压器5的另一个输入连接带隙基准6的Vref输出，低压降线性稳压器5的输出连接芯片引脚Vout，电阻Res1和齐纳二极管2组成的电源接入电路输出串接一个二极管4后连接芯片引脚Vout；芯片引脚VCC连接芯片引脚Vout。
本发明可以借用现有技术的做法，电阻Res1集成在芯片内或者分立在芯片外，都与高压电源输入引脚VIN连接。
该高压LED驱动芯片双电源供电电路工作原理如下：
见图2、图3，当采用高压电源VDCH供电时，VDCH经电阻1后输入到VIN，再由齐纳二极管2的反向击穿特性知道V2电压值等于其反向击穿电压。VIN作为电源输入引脚，VCC作为LDO5输出需要加一个较大的电容7稳定其输出电压。由于V2的电压高于Vout的电压，故二极管4的PN结反偏，又因其两端的反偏电压不足以使其反向击穿，所以二极管4断路。此时，图2的等效电路如图3所示，VIN经电阻1和齐纳二极管2后输出电压V2直接提供给LDO5提供电源。V2经过电压调整器3输出电压V1给带隙基准6供电。最后LDO5根据带隙基准6提供的参考电压Vref输出一个精准和稳定电压Vout作为芯片内部电压源，同时也可经VCC引脚向芯片外部供电。
见图2、图4，当芯片不用高压电源供电而采用其他较低电压VDCL供电时，电源直接接到VCC。由于LDO5的输出已直接接固定电源VDCL，其在电路中已不起作用，故可将其忽略。如果VIN悬空时，图2的等效电路如图4所示，VCC电压经过二极管4降低大约0.7V后给电压调整器3供电，电压调整器3再输出电压V1给带隙基准电路6供电，芯片内部其它模块由VDCL直接供电。
见图2、图5，如果VIN接到VCC，则二极管4两端电压相等，
见图2、图5，如果VIN接到VCC，则二极管4两端电压相等，二极管4可看作断路，图2的等效电路如图5所示，VDCL直接给电压调整器3和芯片内部其他模块供电(除带隙基准)。
综上所述，此高压LED驱动芯片双电源供电电路可以有三种接入电源的途径：高压电源VDCH直接供电；独立低压电源VDCL通过VCC供电；独立低压电源VDCL通过VIN和VCC供电。用户可根据三种方案具体应用自己选择，从而增加了芯片的功能和应用的灵活性。

Claims (2)

1.一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，包括电阻Res、齐纳二极管、电压调整器、低压降线性稳压器、带隙基准电路，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路的输出连接电压调整器的输入和低压降线性稳压器的一个输入，电压调整器的输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线性稳压器的另一个输入连接带隙基准电路Vref输出，低压降线性稳压器的输出连接芯片引脚Vout，其特征在于，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路输出串接一个二极管后连接芯片引脚Vout；芯片引脚VCC连接芯片引脚Vout；
还包括独立低压稳定电源，独立低压稳定电源接到引脚VCC，VCC作为芯片的输入向芯片内部电路供电，引脚VIN接到引脚VCC上。
2.根据权利要求1所述高压LED驱动芯片双电源供电电路，其特征在于低压降线性稳压器的输出加一个电容。
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