CN202587483U

CN202587483U - 一种高效能led驱动电路

Info

Publication number: CN202587483U
Application number: CN 201220093072
Authority: CN
Inventors: 李文华; 李向辉
Original assignee: SHANGHAI BAISHA PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI BAISHA PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-03-09

Abstract

本实用新型提供一种高效能LED驱动电路，该电路包括设置于输出端之间的LED灯串和驱动控制器，驱动控制器上设置有引脚1-17；引脚16入端设置有电阻R1；引脚9经过电阻R6连接有MOS管V1的栅极，MOS管V3的漏极经二极管VD1与该电路的输出端连接；并且与引脚11之间设置有电感L1；MOS管V3的源极与引脚12连接，引脚8经电阻R10连接有MOS管V3，并且与该MOS管V3的栅极连接；MOS管V3的源极经电阻R12连接接地端；引脚1连接于MOS管V3的源极与电阻R12之间；MOS管V3的源极与输出端Uout之间设置有相互并联的R11与C7；MOS管V3的漏极连接LED的负极端。其解决现有电路散热性差，寿命短的技术问题，通过增加降压、升压、降压-升压等多种电路，提高了整个电路的寿命。

Description

一种高效能LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及汽车照明领域，具体涉及一种高效能LED驱动电路。

背景技术

当今，许多汽车和卡车内，仪表盘的背光电源、内部照明及刹车灯，随处可见LED的踪影。例如，LED具有低廉的长期成本和更长的使用寿命，对于内部照明而言，在许多方面已胜过白纸灯泡。使用汽车电池驱动LED，需要一个DC/DC转换器精确地调节电流，确保灯光强度的均匀性和颜色的完整性，并且保护LED免受冲击电流而损坏。另外一个重要的挑战是用一个可能低于、等于或者高于负载电压的电池电压，去驱动一个或数个字串显示用LED，还能有效地让LED以大调光比例进行调光，同时保持其在低亮度或者高亮度位准时的色彩特性。DC/DC驱动器的有效操作是一个极其关键的要求，特别是在驱动高亮度LED时，因为所有的功率若非用于光的放射，便是热的产生，极易烧坏电路。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高效能LED驱动电路，具有高操作效率、精确电流调节的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案，该高效能LED驱动电路，包括输入端Uin；输出端Uout；设置于输出端之间的LED灯串和驱动控制器，所述驱动控制器上设置有逆时针依次设置的引脚11；引脚16；引脚6；引脚15；引脚13；引脚3；引脚4；引脚2；引脚5；引脚10；引脚17；引脚7；引脚1；引脚8；引脚14；引脚12；引脚9。所述引脚11为主供电端，连接电源；

上述引脚16与电源输入端设置有电阻R1；

上述引脚6允许适合输入外部时钟同步频率，在内部设有下拉电阻；

上述引脚15为误差放大器输出或补偿端；该引脚与引脚17之间设置有相互串联的电阻R2与电容C3，电阻R2与电容C3串联后并且并联的电容C4；

上述引脚13与引脚17之间设置有电容C5；

上述引脚3与引脚4连接，所述引脚4与引脚17之间设置有相互串联的电阻R3和电阻R4；

上述引脚2连接于电阻R3和电阻R4之间；

上述引脚5与引脚17之间设置有电阻R5；

上述引脚10与引脚17之间设置电容C6；

上述引脚7为PMW栅极驱动器输入端，其内部设有上拉电阻；

上述引脚9经过电阻R6连接有MOS管V1的栅极，MOS管V3的漏极经二极管VD1与该电路的输出端连接；并且与引脚11之间设置有电感L1；所述MOS管V3的源极与引脚12连接，并且与接地端之间设置有电阻R7；

上述二极管VD1与输出端与接地端之间还设置有相互串联的电阻R8和R9；所述引脚14连接于电阻R8和R9之间；

上述引脚8经电阻R10连接有MOS管V3，并且与该MOS管V3的栅极连接；所述MOS管V3的源极经电阻R12连接接地端；所述引脚1连接于MOS管V3的源极与电阻R12之间；所述MOS管V3的源极与输出端Uout之间设置有相互并联的R11与C7；所述MOS管V3的漏极连接LED的负极端；

上述输出端还设置有电容C8。

本实用新型具有以下优点：

通过以上技术方案，具有大比例调光功能，且能保持LED颜色鲜艳且无色差，而且可以实现包括降压、升压、降压一升压等多种电路架构，使用灵活方便。

附图说明

图1是该高效能驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

一种高效能LED驱动电路，包括输入端Uin；输出端Uout；设置于输出端之间的LED灯串和驱动控制器，所述驱动控制器上设置有逆时针依次设置的引脚11；引脚16；引脚6；引脚15；引脚13；引脚3；引脚4；引脚2；引脚5；引脚10；引脚17；引脚7；引脚1；引脚8；引脚14；引脚12；引脚9。该LED驱动电路的驱动控制器，采用单片机，其各引脚功能详细说明如下：引脚1(FBN)：误差放大器反向输入端/负电流检测端。在电压模式(U_FBP≤U_VREF)，该脚检测来自通过输出电压调节器U_OUT的反馈电压或在输出电流调整器接地检测电阻下。在恒流/恒压模式(U_FBP＞2.5V)时，连接该脚到电流调整器电阻负端。该脚正常工作电压在U_FBP或U_FBPa-100mV和U_ILIM＝1.23V之间，依据该操作模式来设置U_FBP电压(电压或恒流/恒压)。引脚2(FBP)：误差放大器同向输入端/正电流检测端。该脚电压由控制环路反馈模式决定(电压或恒流/恒压)，动作电压大约是2V。在电压模式(U_FBP≤U_REF)，该脚将跟随FBN和反馈环路体现出希望得到的电压。在恒流/恒压模式(U_FBP＞2.5V)，该脚连接到负载电流检测电阻的正端。该脚可接受的电压时0～1.23V(电压模式)和2.5V～36V(恒流恒压模式)。引脚3(I_LIM)：限流端。在恒流调整模式时设置电流检测电阻以抵消电压偏差(U_FBP-U_FBN)，当U_ILIM＝1.23V和U_ILIM适当地减少时偏差电压是100mV。该脚的正常电压时0.1～1.23V。引脚4(V_REF)：参考电压端。给内部的缓冲器提供一个带隙电压，直接连接到FBP端引起衰减。该脚正常电压是1.23V，该脚必须接一个旁路电容到地。或用一个10kΩ电阻连接到地来代替，必须使用系统具有最低的噪声阻抗。引脚5(FREQ)：在FREQ与地间连接一个电阻来设定芯片的工作频率。FREQ脚的正常电压是0.615V。引脚6(SYNC)：该脚允许适合输入外部时钟同步频率，在内部有100kΩ的下拉电阻。引脚7(PWMIN)：PWM栅极驱动器输入端，内部有100kΩ的上拉电阻。当PWMIN是低时，PWMOUT也低；栅极停止开关和外部I_TH网络是断开的以降低I_TH。引脚8(PWMOUT)：PWM栅极驱动器输出。使恒流调光(LED负载)或适合于输出断开(设置电源)。引脚9(GATE)：升压转换器栅极驱动器主输出。引脚10(INTV_CC)：内部7V调整器输出。主PWM栅极驱动器和控制电路使用该脚的电压。为了削减对IC的干扰在该脚与地之间最小要加一个4.7μF低ESR的瓷电容。引脚11(V_IN)：主供电端。必须将干扰引到地。引脚12(SENSE)：控制环路电流检测输入端。该脚连接到主功率MOSFET管的漏极。为了高效而检测U_DS，U_SENSE≤36V。作为选择也许SENSE端由电阻连接到主功率MOSFET管的源极，内部前沿消隐满足了两种选择的可能。引脚13(SS)：软启动端。提供50μA的上拉电流，激活或复位RUN端，可选择外部充电电容。这斜坡电压转变成一个相应的电流限制斜坡通过主MOSFET管。引脚14(OV/FB)：过电压/电压反馈端。在电压模式(U_FBP≤U_REF)，该输入端通过电阻网络连接到U_OUT来设置输出电压，和防止当输出电压出现过电压情况时使栅极开关失效。OV的开始电压是1.32V(U_REF+7％)，具有20mV的迟滞电压。在电流/电压模式(U_FBP＞2.5V)，该脚通过分压电阻检测和产生环路输入电压，该脚的接近电压是U_REF＝1.23V，环路不能调节负载电流(例如，U_FBP-U_FBN＜100mV，因为I_LIM＝1.23V)时。引脚15(I_TH)：误差放大器输出/补偿端。由于该脚的控制电压增加使电流比较器开始动作，就是误差放大器输出增益gm。该脚的正常电压是0～1.4V。引脚16(RUN)：为了检测输入电压和设置转换器的启动时间，RUN端提供精确的控制。RUN的正常失效电压是1.248V，为防止噪声干扰，比较器有100mV的迟滞特性。当RUN端接地时，IC将关闭使V_IN端电流保持在低值(典型20μA)。引脚17(Exposed Pad)：地引脚。焊接到PCB的地端以保持额定的温度性能。

该高效能LED驱动电路工作过程中，当U_IN低于、高于或等于U_LED时，恒定LED电流与电压，汽车电池的电压受到温度、操作状态、使用时间与充电量的影响而变化很大。当字串或群聚内的LED数目增加时，总LED电压很容易落在电池的最低和最高电压范围，因此，一个LED驱动器必须能从变动电压的汽车电池中，不仅提供一个固定的电流，还要有一个固定的电压。如此一个LED驱动器必须能自动地执行降压和升压DC/DC转换操作，而且无缝式地在这些操作模式中转移。该驱动控制器提供最简单且具备唯一单电感架构的降压——升压电路，它拥有一个高阶电流检测模式，在此检测处负载电流可流回到U_IN端，因此可提供大于或小于输入电压的负载电压(U_OUT-U_IN)。这种架构允许输入与输出电压完全重叠。该LED驱动电路，在使用数字式的信号时可实现3000∶1的调光比例；使用PWM模式信号时可实现100∶1的调光比例，而且可有效保证LED的颜色鲜艳、无误差。特别需要注意的是：(1)为了将开关噪声减小到最小和和改善负载输出调整性，该驱动控制器的引脚地必须直接连接到：①负极端与TNTV_cc间退耦电容旁；②负极端与输出间退耦电容旁；③底层检测电阻或功率MOSFET管源极；④负极与输入电容旁；⑤地回路直接包围焊点。PC板顶层的走线必须短而粗，这样才可能具有最小的串联阻抗和感应电流。(2)注意PCB点半环路是多层的，试探在PC板上以输入电容为中心实行单点接地的方式，以减少输入纹波电流和输出高电流的影响。如果地回路不能保持高电流，可以选择小信号组成方式。(3)将C_vcc电容直接放置在INTV_cc和地之间，必须靠近IC封装。该电容携带着高di/dt MOSFET管栅极驱动电流。具有低ESR和低ESL的4.7μF的瓷介电容能使工作稳定。

Claims

1.一种高效能LED驱动电路，包括输入端U_in；输出端U_out；设置于输出端之间的LED灯串和驱动控制器，所述驱动控制器上设置有逆时针依次设置的引脚11；引脚16；引脚6；引脚15；引脚13；引脚3；引脚4；引脚2；引脚5；引脚10；引脚17；引脚7；引脚1；引脚8；引脚14；引脚12；引脚9；其特征在于：所述引脚11为主供电端，连接电源；所述引脚16与电源输入端设置有电阻R1；所述引脚6允许适合输入外部时钟同步频率，在内部设有下拉电阻；所述引脚15为误差放大器输出或补偿端；该引脚与引脚17之间设置有相互串联的电阻R2与电容C3，电阻R2与电容C3串联后并且并联的电容C4；所述引脚13与引脚17之间设置有电容C5；所述引脚3与引脚4连接，所述引脚4与引脚17之间设置有相互串联的电阻R3和电阻R4；所述引脚2连接于电阻R3和电阻R4之间；所述引脚5与引脚17之间设置有电阻R5；所述引脚10与引脚17之间设置电容C6；所述引脚7为PMW栅极驱动器输入端，其内部设有上拉电阻；所述引脚9经过电阻R6连接有MOS管V1的栅极，MOS管V3的漏极经二极管VD1与该电路的输出端连接；并且与引脚11之间设置有电感L1；所述MOS管V3的源极与引脚12连接，并且与接地端之间设置有电阻R7；所述二极管VD1与输出端与接地端之间还设置有相互串联的电阻R8和R9；所述引脚14连接于电阻R8和R9之间；所述引脚8经电阻R10连接有MOS管V3，并且与该MOS管V3的栅极连接；所述MOS管V3的源极经电阻R12连接接地端；所述引脚1连接于MOS管V3的源极与电阻R12之间；所述MOS管V3的源极与输出端Uout之间设置有相互并联的R11与C7；所述MOS管V3的漏极连接LED的负极端；所述输出端还设置有电容C8。

2.根据权利要求1所述的一种高效能LED驱动电路，其特征在于：所述的下拉电阻为100kΩ。

3.根据权利要求1所述的一种高效能LED驱动电路，其特征在于：所述的上拉电阻为100kΩ。

4.根据权利要求1所述的一种高效能LED驱动电路，其特征在于：所述引脚5的正常电压是0.615V。

5.根据权利要求1所述的一种高效能LED驱动电路，其特征在于：所述引脚15的正常电压为0～1.4V。