CN112996185B - 固态光源驱动电路及应用其的投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固态光源驱动电路及应用其的投影机。驱动电路包括脉宽调制控制器、输出电容、分流开关和RC并联电路。脉宽调制控制器与固态光源的正负两端连接，脉宽调制控制器具有用以输出电压反馈的输出电压引脚，输出电压引脚电性连接于固态光源的正极端。输出电容设置于固态光源的正负两端之间。RC并联电路和分流开关串接于固态光源的正极端和负极端之间。当分流开关导通时，固态光源的正负两端之间不短路，RC并联电路充电且消耗输出电容的能量；当分流开关断开时，RC并联电路放电。通过本发明可使驱动电路不会因光源正负端间短路而判定异常，且分流开关不会因正负端间短路而温度过高，从而提升了光源驱动系统的能效。
Description
技术领域
本发明涉及光源驱动电路领域，特别是涉及一种固态光源驱动电路及应用其的投影机。
背景技术
目前采用LED光源的投影机和一部分采用激光光源的投影机，大都通过调节占空比(duty cycle)的方式来对光源调光。常规的调节方式是通过脉冲宽度调制(PWM)信号来控制固态光源的点亮和关闭，例如脉冲宽度调制信号为一定占空比的周期信号，当脉冲宽度调制信号为高电平时，调光控制电路输出恒定电流；当脉冲宽度调制信号为低电平时，调光控制电路关闭电流输出。
现有技术中，有时会使用开启MOSFET开关使其导通的方式去加速脉宽调制信号的下降时间，但是，开启MOSFET开关使其导通去短路固态光源驱动的输出，会使MOSFET开关消耗过多的功率，导致MOSFET开关过热，从而使固态光源驱动电路的能效也变差。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种可提升驱动能效的固态光源驱动电路及应用其的投影机。
本发明的一种固态光源驱动电路包括：
与固态光源的正负两端连接的脉宽调制控制器，脉宽调制控制器具有用以输出电压反馈的输出电压引脚，输出电压引脚电性连接于固态光源的正极端；
设置于固态光源的正负两端之间的输出电容；以及
分流开关和RC并联电路，RC并联电路和分流开关串接于固态光源的正极端和负极端之间；
其中，当分流开关导通时，固态光源的正负两端之间不短路，RC并联电路充电且消耗输出电容的能量；当分流开关断开时，RC并联电路放电。
较佳地，RC并联电路包括并联的第一电容和第一电阻；当分流开关导通时，第一电容被充电；当分流开关断开时，第一电容通过第一电阻被放电。进一步地，第一电容为极性电容，第一电容的正极连接于固态光源的正极端。
较佳地，分流开关包括并联的第一场效应晶体管和第二场效应晶体管。
进一步地，脉宽调制控制器还具有用以控制分流开关的调光输出引脚，调光输出引脚分别耦接于第一场效应晶体管的栅极和第二场效应晶体管的栅极，第一场效应晶体管的漏极与第二场效应晶体管的漏极皆耦接于RC并联电路，第一场效应晶体管的源极与第二场效应晶体管的源极皆耦接于固态光源的负极端。
或者进一步地，第一场效应晶体管和第二场效应晶体管分别为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管。
较佳地，输出电容包括串联的第二电容和第三电容。进一步地，第二电容和第三电容分别为极性电容，第二电容的正极连接于固态光源的正极端。
较佳地，输出电压引脚通过第四电容接地，输出电压引脚通过第二电阻连接于固态光源的正极端。
本发明还提供一种投影机，包括固态光源和用以驱动该固态光源的如上所述的固态光源驱动电路。
与现有技术相比，本发明的固态光源驱动电路及应用其的投影机可使驱动电路不会因为固态光源正负端间短路而判定异常，且分流开关不会因为固态光源正负端间短路而温度过高，从而提升了光源驱动系统的能效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的固态光源驱动电路的系统框图。
图2为本发明一实施例的固态光源驱动电路的电路示意图。
图3为本发明一实施例的固态光源驱动电路的应用示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参见图1，图1为本发明一实施例的固态光源驱动电路的系统框图。本发明提供的一种固态光源驱动电路100包括脉宽调制控制器101、输出电容102、分流开关103和RC并联电路104。
脉宽调制控制器101与固态光源的正负两端(如正极端111、负极端112)连接，脉宽调制控制器101具有用以输出电压反馈的输出电压引脚VOUT，输出电压引脚VOUT电性连接于固态光源的正极端111。
输出电容102设置于固态光源的正负两端(如正极端111、负极端112)之间。
RC并联电路104和分流开关103串接于固态光源的正极端111和负极端112之间。
其中，当分流开关103导通时，固态光源的正负两端(如正极端111、负极端112)之间不短路，RC并联电路104充电且消耗输出电容102的能量；当分流开关103断开时，RC并联电路104放电。
请结合参见图2，图2为本发明一实施例的固态光源驱动电路的电路示意图。在一实施例中，RC并联电路104包括并联的第一电容141和第一电阻142；当分流开关103导通时，第一电容141被充电；当分流开关103断开时，第一电容141通过第一电阻142被放电。优选地，第一电容141为极性电容，第一电容141的正极连接于固态光源的正极端111。优选地，第一电阻142的阻值为470欧,第一电容141的电容值为22微法。
脉宽调制控制器101可以是用于降压电流稳压器的高电压、同步N沟道场效应晶体管(NFET)控制器，如市售的德州仪器的TPS92641芯片。输出电流调节基于采用导通时间受控架构的谷值电流模式操作方式。这种控制方法可简化环路补偿设计，同时使开关频率维持在近似恒定的水平。TPS92641芯片包含一个高电压启动稳压器，该稳压器在7V至85V的宽输入范围内工作。PWM控制器专为高速性能而设计，振荡器频率范围高达1MHz。高侧和低侧栅极驱动器之间的死区时间进行了优化，以在宽输入工作电压和输出功率范围内高效运行。TPS92641芯片能够接收模拟和PWM输入信号，因此可提供优异的调光控制范围。输入命令和LED电流之间的线性响应特性可通过使用低偏移误差放大器和专用PWM调光逻辑实现真正的零LED电流的方式实现。TPS92641芯片还具备为低功耗微控制器提供精密基准电流的能力。保护特性包括：逐周期电流保护、过压保护和热关断。TPS92641芯片包含一个用于高分辨率PWM调光的分流FET调光输入和MOSFET驱动器。
在一实施例中，分流开关103包括并联的第一场效应晶体管131和第二场效应晶体管132。
请继续结合参见图1和图2，优选地，脉宽调制控制器101还具有用以控制分流开关103的调光输出引脚SDRV，调光输出引脚SDRV分别耦接于第一场效应晶体管131的栅极和第二场效应晶体管132的栅极，第一场效应晶体管131的漏极与第二场效应晶体管132的漏极皆耦接于RC并联电路104，第一场效应晶体管131的源极与第二场效应晶体管132的源极皆耦接于固态光源的负极端112。包括但不限于地，第一场效应晶体管131和第二场效应晶体管132分别为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管。
在一实施例中，输出电容102包括串联的第二电容121和第三电容122。优选地，第二电容121和第三电容122分别为极性电容，第二电容121的正极连接于固态光源的正极端111。优选地，第二电容121和第三电容122的电容值分别为22微法。
请继续参见图2，在一实施例中，输出电压引脚VOUT通过第四电容113接地，输出电压引脚VOUT通过第二电阻114连接于固态光源的正极端111。优选地，第四电容113的电容值为0.1微法，第二电阻114的阻值为47千欧。图2所示的电路图中还可以根据需要设置其它电阻、电容、电感元件，现有技术已知的构成不在此赘述。
本发明的主要技术原理在于：在开关电路上加RC电路，当固态光源正负端间的开关导通时，固态光源正负端间不会短路，此时对RC电路充电，去消耗掉输出电容的能量，使脉宽调制信号的脉冲边沿的下降时间缩短，但是不完全去短路固态光源驱动电路的输出，这样开关电路就不会消耗过多的功率，就不会过热；当开关断开时，RC电路放电，使得RC电路后续可以再次被充电。如此以来，不会因为固态光源正负端间短路判定异常，可使固态光源的脉宽调制信号的脉冲边沿上升和下降时间缩短，而且，开关电路不会因为固态光源正负端间短路温度过高。
请结合参见图3，图3为本发明一实施例的固态光源驱动电路的应用示意图。本发明一实施例的投影机包括固态光源200和用以驱动固态光源200的如上任一实施例所述的固态光源驱动电路100。
在实际应用中，固态光源200可以为红光发光二极管、绿光发光二极管或蓝光发光二极管。但本发明并不以比为限，固态光源200也可以为激光或其它半导体光源。
本发明的固态光源驱动电路及应用其的投影机可使驱动电路不会因为固态光源正负端间短路而判定异常，且分流开关不会因为固态光源正负端间短路而温度过高，从而提升了光源驱动系统的能效。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。此外，上面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种固态光源驱动电路，包括：
与固态光源的正负两端连接的脉宽调制控制器，该脉宽调制控制器具有用以输出电压反馈的输出电压引脚，该输出电压引脚电性连接于该固态光源的正极端；以及
设置于该固态光源的正负两端之间的输出电容；
其特征在于，该驱动电路还包括分流开关和RC并联电路，该RC并联电路和该分流开关串接于该固态光源的正极端和负极端之间；
其中，当该分流开关导通时，该固态光源的正负两端之间不短路，该RC并联电路充电且消耗该输出电容的能量；当该分流开关断开时，该RC并联电路放电。
2.如权利要求1所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该RC并联电路包括并联的第一电容和第一电阻；当该分流开关导通时，该第一电容被充电；当该分流开关断开时，该第一电容通过该第一电阻被放电。
3.如权利要求2所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该第一电容为极性电容，该第一电容的正极连接于该固态光源的正极端。
4.如权利要求1所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该分流开关包括并联的第一场效应晶体管和第二场效应晶体管。
5.如权利要求4所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该脉宽调制控制器还具有用以控制该分流开关的调光输出引脚，该调光输出引脚分别耦接于该第一场效应晶体管的栅极和该第二场效应晶体管的栅极，该第一场效应晶体管的漏极与该第二场效应晶体管的漏极皆耦接于该RC并联电路，该第一场效应晶体管的源极与该第二场效应晶体管的源极皆耦接于该固态光源的负极端。
6.如权利要求4所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该第一场效应晶体管和该第二场效应晶体管分别为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管。
7.如权利要求1所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该输出电容包括串联的第二电容和第三电容。
8.如权利要求7所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该第二电容和第三电容分别为极性电容，该第二电容的正极连接于该固态光源的正极端。
9.如权利要求1所述的固态光源驱动电路，其特征在于，该输出电压引脚通过第四电容接地，该输出电压引脚通过第二电阻连接于该固态光源的正极端。
10.一种投影机，其特征在于包括固态光源和用以驱动该固态光源的如权利要求1-9中任一项所述的固态光源驱动电路。
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