CN212628493U

CN212628493U - Led驱动电路及用于该驱动电路的控制芯片

Info

Publication number: CN212628493U
Application number: CN202020873214.0U
Authority: CN
Inventors: 刘拓夫; 周俊
Original assignee: On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: On Bright Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2021-02-26
Anticipated expiration: 2030-05-22
Also published as: TWM601497U

Abstract

本公开提供了LED驱动电路及用于该驱动电路的控制芯片。该控制芯片包括：高压供电模块、退磁检测模块、恒流控制模块、驱动模块、以及内部功率MOS。高压供电模块的输入端连接到控制芯片的内部功率MOS漏极引脚并且高压供电模块的输出端连接到控制芯片的供电引脚；退磁检测模块的输入端连接到控制芯片的反馈引脚，退磁检测模块的输出端连接到恒流控制模块的第一输入端；恒流控制模块的第二输入端连接到控制芯片的LED电流设定引脚，并且恒流控制模块的输出端连接到驱动模块的输入端；驱动模块的输出端连接到内部功率MOS的栅极；内部功率MOS的漏极连接到内部功率MOS漏极引脚，并且内部功率MOS的源极连接到LED电流设定引脚。

Description

LED驱动电路及用于该驱动电路的控制芯片

技术领域

本公开总体涉及发光二极管(LED)驱动电路领域，更具体地涉及LED驱动电路及用于该LED驱动电路的控制芯片。

背景技术

随着LED驱动技术的发展，在保证性能的前提下，追求更低成本和更高集成度已成为业界的共识。

例如，图1示出了传统的LED驱动方案100的示例。该传统的LED驱动方案包括交流(AC)输入整流电路部分110、控制电路部分120、以及LED负载130。如图所示，在控制电路部分120中，为了给控制芯片U供电需要启动电阻R4、绕组L1B和二极管D6等外围电路器件，而且为了实现高功率因数需要外置的环路补偿电容C4。对于传统的LED驱动方案，这些外围电路器件，使得LED驱动电路的整体体积较大，不利于系统集成。此外，这些外围电路器件提高了系统成本。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本公开提供了新颖的LED驱动电路及用于该LED驱动电路的控制芯片。

根据本公开的一方面，提供了一种用于LED驱动电路的控制芯片。该控制芯片包括：高压供电模块、退磁检测模块、恒流控制模块、驱动模块、以及内部功率MOS。高压供电模块的输入端连接到控制芯片的内部功率MOS漏极引脚(DRAIN)并且高压供电模块的输出端连接到控制芯片的供电引脚(VDD)。退磁检测模块的输入端连接到控制芯片的反馈引脚(FB)，退磁检测模块的输出端连接到恒流控制模块的第一输入端。恒流控制模块的第二输入端连接到控制芯片的LED电流设定引脚(CS)，并且恒流控制模块的输出端连接到驱动模块的输入端。驱动模块的输出端连接到内部功率MOS的栅极。内部功率MOS的漏极连接到内部功率MOS漏极引脚(DRAIN)，并且内部功率MOS的源极连接到LED电流设定引脚(CS)。

根据本公开的另一方面提供了包括上述控制芯片的LED驱动电路。

附图说明

从下面结合附图对本公开的具体实施方式的描述中可以更好地理解本公开，在附图中相似的附图标记一般在不同的视图中始终指代相同的部件，其中：

图1示出了传统的LED驱动方案的示例。

图2示出了根据本公开的实施例的LED驱动电路的示意图。

图3示出了根据本公开的实施例的用于LED驱动电路的控制芯片的示意框图。

图4示出了根据本公开的实施例的LED驱动电路工作时的示例信号时序图。

具体实施方式

下面将详细描述本公开的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本公开的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本公开可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本公开的示例来提供对本公开的更好的理解。本公开决不限于下面所提出的任何具体结构、元件和配置，而是在不脱离本公开的精神的前提下覆盖了结构、元件和配置的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本公开造成不必要的模糊。

图2示出了根据本公开的实施例的LED驱动电路200的示意图。LED驱动电路200例如可以包括控制芯片U1、芯片供电电容C2、续流二极管D5，功率电感L1、以及输出滤波电容C3等等。

具体地，如图2所示，控制芯片U1例如可以包括如下引脚：

DRAIN引脚——对应于控制芯片U1的内部功率MOS的漏极；

GND引脚——是控制芯片U1的基准地引脚；

VDD引脚——是控制芯片U1的芯片供电引脚；

FB引脚——反馈引脚，用于为退磁检测及开路保护提供反馈信号；

CS引脚——LED电流设定引脚，用于为LED负载设定电流。

当使用LED驱动电路200来驱动LED负载时，控制芯片U1的DRAIN引脚可以连接到输入电源(V_IN)，例如，图1所示的AC输入整流电路部分110，在此对输入电源的具体形式不做限定。LED负载例如可以是用于照明的LED灯，也可以是其他形式的LED，在此不做具体限定。

控制芯片U1的VDD引脚可以连接到芯片供电电容C2，并且芯片供电电容C2的另一端连接到芯片地。

该LED驱动电路200被示出为Buck电路(也称为“降压斩波电路”)。如图所示，该LED驱动电路200可以包括功率电感L1、输出滤波电容C3、第一电阻R1、以及续流二极管D5。功率电感L1的一端连接到第一电阻R1的一端，并且功率电感L1的另一端连接到输出滤波电容C3的一端，并且该功率电感L1的一端和该第一电阻R1的一端共同连接到芯片地。第一电阻R1的另一端连接到控制芯片U1的CS引脚。输出滤波电容C3的另一端连接到续流二极管D5的正极，并且该另一端和续流二极管D5的正极共同接地。续流二极管D5的负极连接到控制芯片U1的CS引脚和第一电阻R1之间。

功率电感L1和输出滤波电容C3之间设置有用于连接LED负载的正极的第一端子，并且输出滤波电容C3和续流二极管D5的正极之间设置有用于连接LED负载的负极的第二端子，其中该第二端子接地。

当使用LED驱动电路200来驱动LED负载时，例如，图1所示的LED负载130，LED负载的正极连接到第一端子，并且LED负载的负极连接到第二端子。

LED驱动电路200还包括第二电阻R2和第三电阻R3。第二电阻R2的一端连接到控制芯片U1的FB引脚，且其另一端连接到芯片地。第三电阻R3的一端连接到控制芯片U1的FB引脚，且其另一端连接在功率电感L1和输出滤波电容C3之间，例如，连接到第一端子。

下面将结合图3和图4来进一步描述LED驱动电路200的工作场景。

图3示出了LED驱动电路200的控制芯片U1的示意框图。如图所示，控制芯片U1可以包括高压供电模块310、退磁检测模块320、恒流控制模块330、驱动模块340、以及内部功率场效应管(MOS)350等。上述各种模块仅仅是示例，并且根据实际需要，在适当的情况下，控制芯片U1还可以包括其他功能模块，在此不做具体限定。

高压供电模块310用于为控制芯片U1提供所需工作电流，其输入端连接到控制芯片U1的DRAIN引脚，并且其输出端连接到控制芯片U1的VDD引脚。

退磁检测模块320的输入端连接到控制芯片U1的FB引脚，其输出端连接到恒流控制模块330的第一输入端。恒流控制模块330的第二输入端连接到控制芯片U1的CS引脚，并且其输出端连接到驱动模块340的输入端。驱动模块340的输出端连接到内部功率MOS 350的栅极。内部功率MOS 350的漏极连接到控制芯片U1的DRAIN引脚，并且其源极连接到控制芯片U1的CS引脚。

可选的，控制芯片U1还可以包括连接到FB引脚的开路保护模块360(在图3中以虚线框示出)。

可选的，控制芯片U1还可以包括连接到高压供电模块310的输出端的欠压锁定(UVLO)模块370(在图3中以虚线框示出)。

如图3所示，由于在控制芯片U1内部，在DRAIN引脚和VDD引脚之间增加了高压供电模块310，可以提供控制芯片U1所需的工作电流，从而省略了如图1所示的传统LED驱动方案中的启动电阻、绕组等外围电路辅助器件。在控制芯片U1的恒流控制模块330中内置了环路补偿电容，从而可以省略传统LED驱动方案中所需的控制芯片外围的环路补偿电容。通过使用这种新颖的控制芯片，使得LED驱动电路的整体体积得以减小，提高了系统集成度，降低了系统成本。

下面结合图4来描述LED驱动电路200的基本工作原理。图4示出了LED驱动电路200工作时所涉及的主要信号的时序图，其中410指示输入电压信号V_IN，420指示控制芯片U1的VDD引脚处的芯片供电电压，430指示控制芯片U1的驱动模块330的输出信号Driver，并且440指示控制芯片U1的CS引脚处的输出电流I_OUT。在420中，当芯片供电电压低于虚线UVLO时，控制芯片U1不工作，处于保护状态。

当输入电源通电后，高压供电模块310开始给芯片供电电容C2充电，当VDD引脚上的电压达到控制芯片U1的开启电压后，控制芯片U1开始工作。高压供电模块310持续为控制芯片U1提供工作所需的电流。控制芯片U1根据CS引脚的采样电压，通过恒流控制模块330内部的补偿电路控制内部功率MOS 350的通断，以实现恒流输出和高功率因数。

通过在LED驱动电路中使用本申请所提供的控制芯片，省略了传统LED驱动方案中的启动电阻、绕组等外围电路辅助器件，而且将环路补偿电容集成在控制芯片内部，使得LED驱动电路的整体体积得以减小，提高了系统集成度，降低了系统成本。

本公开可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本公开的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本公开的范围之中。

Claims

1.一种用于LED驱动电路的控制芯片，其特征是包括：

高压供电模块、退磁检测模块、恒流控制模块、驱动模块、以及内部功率MOS；

所述高压供电模块的输入端连接到所述控制芯片的内部功率MOS漏极引脚(DRAIN)，并且所述高压供电模块的输出端连接到所述控制芯片的供电引脚(VDD)；

所述退磁检测模块的输入端连接到所述控制芯片的反馈引脚(FB)，所述退磁检测模块的输出端连接到所述恒流控制模块的第一输入端；

所述恒流控制模块的第二输入端连接到所述控制芯片的LED电流设定引脚(CS)，并且所述恒流控制模块的输出端连接到所述驱动模块的输入端；

所述驱动模块的输出端连接到所述内部功率MOS的栅极；

所述内部功率MOS的漏极连接到所述内部功率MOS漏极引脚(DRAIN)，并且所述内部功率MOS的源极连接到所述LED电流设定引脚(CS)。

2.如权利要求1所述的控制芯片，其特征是还包括：连接到所述反馈引脚(FB)的开路保护模块。

3.如权利要求1所述的控制芯片，其特征是还包括：连接到所述高压供电模块的输出端的欠压锁定模块。

4.如权利要求1所述的控制芯片，其特征是还包括：用于将所述控制芯片连接到芯片地的基准地引脚(GND)。

5.一种LED驱动电路，其特征是包括：

如权利要求1-4中任一项所述的控制芯片。

6.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征是，所述控制芯片的所述内部功率MOS漏极引脚(DRAIN)被配置为连接到输入电源。

7.如权利要求6所述的LED驱动电路，其特征是，所述LED驱动电路包括芯片供电电容，所述芯片供电电容的一端连接到所述控制芯片的所述供电引脚(VDD)并且所述芯片供电电容的另一端连接到所述芯片地。

8.如权利要求7所述的LED驱动电路，其特征是，当所述输入电源通电后，所述高压供电模块开始给所述芯片供电电容充电，当所述控制芯片的所述供电引脚(VDD)上的电压达到所述控制芯片的开启电压后，所述控制芯片开始工作，所述高压供电电路持续为所述控制芯片提供所需工作电流。

9.如权利要求5-8中任一项所述的LED驱动电路，其特征是，所述LED驱动电路是Buck电路，所述LED驱动电路还包括功率电感、输出滤波电容、第一电阻、以及续流二极管；

其中，所述功率电感的一端连接到所述第一电阻的一端并且所述功率电感的另一端连接到所述输出滤波电容的一端，并且所述功率电感的所述一端和所述第一电阻的所述一端共同连接到所述芯片地；

所述第一电阻的另一端连接到所述控制芯片的所述LED电流设定引脚(CS)；

所述输出滤波电容的另一端连接到所述续流二极管的正极，并且所述输出滤波电容的另一端和所述续流二极管的正极共同接地；

所述续流二极管的负极连接到所述LED电流设定引脚(CS)和所述第一电阻之间；并且

其中，所述功率电感和输出滤波电容之间设置有用于连接LED负载的正极的第一端子，并且所述输出滤波电容和所述续流二极管的正极之间设置有用于连接所述LED负载的负极的第二端子，其中所述第二端子接地。

10.如权利要求9所述的LED驱动电路，其特征是，所述LED驱动电路包括还第二电阻和第三电阻：

所述第二电阻的一端连接到所述控制芯片的所述反馈引脚(FB)并且所述第二电阻的另一端连接到芯片地；并且

所述第三电阻的一端连接到所述反馈引脚(FB)并且所述第三电阻的另一端连接到所述第一端子。