CN216626112U - 一种可色温亮度调节的led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可色温亮度调节的LED恒流驱动电路，主要集成有稳压模块、恒流驱动模块和LED色温调节模块，恒流驱动模块包括过流保护电路和恒流驱动电路，结合外部器件后能根据DIM信号的脉冲宽度变化实现对LED色温灯串的亮度调节，并具备恒流与过流保护功能，LED色温调节模块包括依次电连接的单端转差分电路、电平转换电路和高压驱动电路，能通过输入的PWM色温调节信号以调节不同LED色温灯串的亮度，实现LED色温调节，稳压电路包括开关稳压电路和线性稳压电路，能为LED恒流驱动电路内部和外部提供8‑20V驱动电源和1.8‑5.5V低压电源，也让LED灯具的电路结构能更为简化，成本降低。

Description

一种可色温亮度调节的LED恒流驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种LED驱动电路，特别是一种可色温亮度调节的LED恒流驱动电路。

背景技术

现时具有色温控制功能的LED灯具，一般会采用两路不同色温的LED灯串，其分别为冷色灯串和暖色灯串，再通过控制不同色温LED灯的亮度实现对整体LED灯具的色温控制，而对LED灯亮度的控制一般采用恒压模式，将不同色温的串灯并联后与开关控制管串联，通过控制不同色温灯串的开关导通时间以获取对整体色温的控制，但这种方式在使用灵活度上受到电源电压的限制，电源电压一般不易更改，导致LED灯的总功率配置自由度差，且亮度容易受到电源波动的影响，而这种控制方式一般是采用PWM信号控制开关导通时间，两路灯的PWM信号通常是差分的，导致总亮度改变比较麻烦，涉及复杂的单片机信号控制；如果在恒流控制方式中，采用两个恒流驱动电路分别独立驱动不同色温LED串，通过控制两LED驱动电路的电流获取整体色温的控制，则会导致整个灯具的电路系统结构十分复杂，实现成本较高，同样也会面临亮度调节和色温调节难兼顾的难题。

另外，恒流LED驱动在使用过程中，对于外部功率管过冲电流的检测一般通过恒流取样电阻实现，但恒流取样电阻上的电压一般是平均电流，反应时间有滞后，导致在实际使用中容易失效，造成功率管的烧毁，LED色温调节也需要通过功率开关管实现，而过流保护难以采用LED恒流驱动功率管的过流检测电阻，就需要采用独立的检测电阻，因此，如何将过流检测和恒流检测分开，如何在一个回路中分别实现对不同功率管的过流检测和有效保护，是目前LED恒流驱动和LED色温调节难以在一颗芯片中实现的主要问题之一。

在开关控制管方面，功率降压型恒流LED驱动一般会采用PMOS功率管作为开关控制管，控制电路简单，易于实现，但PMOS导通电阻大，成本高。

在LED灯具的实际使用中，需要单片机提供PWM控制信号，但单片机一般为低压供电，需要额外配置输出3~5V的DC-DC稳压电路，同样会导致系统的成本增加。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可色温亮度调节的LED恒流驱动电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可色温亮度调节的LED恒流驱动电路，包括：

稳压模块：包括为外部电路提供稳压电源的开关稳压电路以及为外部电路提供高压电源的线性稳压电路；

恒流驱动模块：包括过流保护电路以及采用降压型驱动结构的恒流驱动电路，所述过流保护电路的输入端与所述线性稳压电路电连接，所述过流保护电路的输出端与所述恒流驱动电路电连接；

LED色温调节模块：包括依次电连接的单端转差分电路、电平转换电路和高压驱动电路，所述单端转差分电路设置有单端输入接口和差分输入接口，所述单端转差分电路与所述线性稳压电路的输出端电连接，所述高压驱动电路与所述过流保护电路电连接。

所述稳压模块、恒流驱动模块和LED色温调节模块三者封装集成为集成驱动模块，所述集成驱动模块设置有VIN管脚、VDD管脚、VDDH管脚、VOUT1管脚、VOUT2管脚、FB2管脚、DRV管脚、DIM管脚、VBST管脚、GBST管脚、OCP管脚、FB1管脚、PWM1管脚、PWM1管脚、SW1管脚和SW2管脚；所述VIN管脚分别与所述开关稳压电路和恒流驱动电路电连接，所述VDD管脚与所述线性稳压电路电连接，所述VDDH管脚分别与所述恒流驱动电路和高压驱动电路电连接，所述VOUT1管脚和VOUT2管脚分别与所述开关稳压电路和线性稳压电路电连接，所述FB2管脚和DRV管脚分别与所述开关稳压电路和恒流驱动电路电连接，所述DIM管脚和VBST管脚均与所述恒流驱动电路电连接，所述GBST管脚和OCP管脚均与所述过流保护电路电连接，所述FB1管脚分别与所述恒流驱动电路和过流保护电路电连接，所述PWM1管脚和PWM2管脚分别与所述单端转差分电路的单端输入接口和差分输入接口电连接，所述SW1管脚和SW2管脚均与所述高压驱动电路电连接。

LED恒流驱动电路包括色温灯串LED1、色温灯串LED2、NMOS管Q1、NMOS管Q2、NMOS管Q3、取样电阻R2、功率电感L1和取样电阻R1；所述NMOS管Q1的栅极接所述DRV管脚电，所述NMOS管Q1的漏极接所述VIN管脚，所述NMOS管Q1的源极分两路，一路接所述OCP管脚，另一路通过所述取样电阻R1接所述GBST管脚；所述功率电感L1的一端接所述取样电阻R1与所述GBST管脚的节点，另一端分两路，一路通过所述色温灯串LED1接所述NMOS管Q2的漏极，另一路通过所述色温灯串LED2接所述NMOS管Q3的漏极；所述NMOS管Q2的栅极接所述SW1管脚，源极分三路，一路接所述FB1管脚，第二路通过所述取样电阻R2接地，第三路接所述NMOS管Q3的源极；所述NMOS管Q3的栅极接所述SW2管脚。

LED恒流驱动电路包括自举电容C1和续流二极管D1，所述自举电容C1的一端接所述VBST管脚，另一端接所述功率电感L1与所述取样电阻R1的节点；所述续流二极管D1的正极接地，负极接所述功率电感L1与所述取样电阻R1的节点。

LED恒流驱动电路包括滤波电容C6和滤波电容C2；所述滤波电容C6的一端接地，另一端接所述VIN管脚；所述滤波电容C6的一端接地，另一端接所述功率电感L1与所述色温灯串LED1的节点。

LED恒流驱动电路包括续流二极管D2、功率电感L2、取样电阻R3和滤波电容C3；所述续流二极管D2的正极接地，负极分两路，一路接所述VOUT1管脚，另一路通过所述功率电感L2和取样电阻R3接所述FB2管脚；所述滤波电容C3的一端接地，另一端接所述功率电感L2与所述取样电阻R3的节点。

LED恒流驱动电路包括稳压电阻R5、滤波电容C5和滤波电容C4；所述滤波电容C4的一端接地，另一端接所述VDD管脚，所述稳压电阻R5的一端接所述VDD管脚与所述电容滤波C4的节点，另一端分两路，一路接所述VDDH管脚，另一路接所述取样电阻R3与所述滤波电容C3的节点；所述滤波电容C5的一端接地，另一端接所述VOUT2管脚。

LED恒流驱动电路包括取样电阻R4，所述取样电阻R4的一端接地，另一端接所述取样电阻R3与所述FB2管脚。

所述高压驱动电路包括稳压二极管D3、稳压二极管D4、PMOS管Q8、NMOS管Q9、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8；所述PMOS管Q8的漏极接所述NMOS管Q9的漏极，所述PMOS管Q8的源极分四路，一路接所述稳压二极管D4的负极，第二路接所述PMOS管Q11的源极，第三路接所述PMOS管Q10的源极，第四路接所述稳压二极管D3的负极；所述PMOS管Q8的栅极分五路，一路接所述稳压二极管D4的正极，第二路接所述PMOS管Q11的漏极，第三路接所述PMOS管Q10的栅极，第四路通过所述限流电阻R8接所述NMOS管Q7的漏极，第五路通过所述限流电阻R7接所述PMOS管Q6的漏极；所述稳压二极管D3的正极分四路，一路接所述PMOS管Q11的栅极，第二路接所述PMOS管Q10的漏极，第三路通过所述限流电阻R5接所述NMOS管Q4的漏极，第四路通过所述限流电阻R6接所述NMOS管Q5的漏极；所述NMOS管Q4、NMOS管Q5、NMOS管Q6和NMOS管Q7四者的源极均接地，且四者的栅极分别接入输入信号φA、输入信号φB、输入信号φC和输入信号φD。

所述输入信号φC为所述输入信号φA的反向信号；所述输入信号φB和输入信号φD分别为所述输入信号φA和输入信号φC的上升边沿脉冲信号。

所述限流电阻R6的阻值小于所述限流电阻R5的阻值，所述限流电阻R8的阻值小于所述限流电阻R7的阻值。

所述高压驱动电路包括反相器U1和反相器U2，所述反相器U1的输入端接入输入信号φA，所述反相器U1的输出端通过所述反相器U2接所述NMOS管Q9的栅极。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的集成驱动模块实现LED恒流驱动和色温调节功能，减小了恒压LED驱动和恒流LED驱动中同步调节色温的困难，大幅度降低了LED灯具电路系统的复杂程度和实现成本；

2、LED恒流驱动电路采用外部电压自举驱动恒流NMOS功率开关管，实现LED恒流驱动和LED色温调节都采用NMOS功率开关管，降低了系统成本；

3、集成驱动模块内部集成了可供外部电路使用的稳压电路，外部单片机等低压电路可以直接由该稳压电路供电，避免了系统中额外DC-DC稳压芯片的使用，减少了系统的应用成本；

4、与恒流NMOS功率开关管串联的电流取样电阻用于对该功率管的过流保护，与色温调节NMOS功率开关管串联的电流取样电阻用于负载恒流控制，同时也用于对两色温功率管的过流保护，双重过流保护提高了功率管的可靠性和稳定性。

5、高压驱动电路采用脉冲辅助快速锁存器驱动高压薄栅PMOS管，既保证了快速驱动能力的同时又不产生大的静态功耗，结构简单，稳定性好，易于实现，成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是集成驱动模块的结构框图；

图2是本实用新型的电路原理图之一；

图3是本实用新型的电路原理图之二；

图4是高压驱动电路的电路原理图；

图5是输入信号的波形图。

具体实施方式

面将结合本实用新型实施例中的附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1和图2，一种可色温亮度调节的LED恒流驱动电路，包括：

稳压模块：包括为外部电路提供稳压电源的开关稳压电路以及为外部电路提供高压电源的线性稳压电路；开关稳压电路输出3~5V稳压电源为外部电路供电。

恒流驱动模块：包括过流保护电路以及采用降压型驱动结构的恒流驱动电路，所述过流保护电路的输入端与所述线性稳压电路电连接，所述过流保护电路的输出端与所述恒流驱动电路电连接；

LED色温调节模块：包括依次电连接的单端转差分电路、电平转换电路和高压驱动电路，所述单端转差分电路设置有单端输入接口和差分输入接口，所述单端转差分电路与所述线性稳压电路的输出端电连接，所述高压驱动电路与所述过流保护电路电连接。

所述稳压模块、恒流驱动模块和LED色温调节模块三者封装集成为集成驱动模块，封装形式为SOP16，也可采用其它多引脚封装形式；所述集成驱动模块设置有VIN管脚、VDD管脚、VDDH管脚、VOUT1管脚、VOUT2管脚、FB2管脚、DRV管脚、DIM管脚、VBST管脚、GBST管脚、OCP管脚、FB1管脚、PWM1管脚、PWM1管脚、SW1管脚和SW2管脚；所述VIN管脚分别与所述开关稳压电路和恒流驱动电路电连接，所述VDD管脚与所述线性稳压电路电连接，所述VDDH管脚分别与所述恒流驱动电路和高压驱动电路电连接，所述VOUT1管脚和VOUT2管脚分别与所述开关稳压电路和线性稳压电路电连接，所述FB2管脚和DRV管脚分别与所述开关稳压电路和恒流驱动电路电连接，所述DIM管脚和VBST管脚均与所述恒流驱动电路电连接，所述GBST管脚和OCP管脚均与所述过流保护电路电连接，所述FB1管脚分别与所述恒流驱动电路和过流保护电路电连接，所述PWM1管脚和PWM2管脚分别与所述单端转差分电路的单端输入接口和差分输入接口电连接，所述SW1管脚和SW2管脚均与所述高压驱动电路电连接。

集成驱动模块实现了LED恒流驱动和色温调节功能，减小了恒压LED驱动和恒流LED驱动中同步调节色温的困难，大幅度降低了LED灯具电路系统的复杂程度和实现成本；集成驱动模块内部集成了可供外部电路使用的稳压电路，外部单片机等低压电路可以直接由该稳压电路供电，避免了系统中额外DC-DC稳压芯片的使用，减少了系统的应用成本。

所述恒流驱动电路通过VIN管脚获取外部电源，而恒流驱动电路的驱动信号通过DRV管脚输出，用以驱动外部或额外集成的NMOS功率管（NMOS管Q1），NMOS管Q1的源极电压与管脚GBST电压接近。

LED恒流驱动电路包括色温灯串LED1、色温灯串LED2、NMOS管Q1、NMOS管Q2、NMOS管Q3、取样电阻R2、功率电感L1和取样电阻R1；所述NMOS管Q1的栅极接所述DRV管脚电，所述NMOS管Q1的漏极接所述VIN管脚，所述NMOS管Q1的源极分两路，一路接所述OCP管脚，另一路通过所述取样电阻R1接所述GBST管脚；所述功率电感L1的一端接所述取样电阻R1与所述GBST管脚的节点，另一端分两路，一路通过所述色温灯串LED1接所述NMOS管Q2的漏极，另一路通过所述色温灯串LED2接所述NMOS管Q3的漏极；所述NMOS管Q2的栅极接所述SW1管脚，源极分三路，一路接所述FB1管脚，第二路通过所述取样电阻R2接地，第三路接所述NMOS管Q3的源极；所述NMOS管Q3的栅极接所述SW2管脚。

过流取样电阻R1接在OCP管脚和GBST管脚之间，集成驱动模块根据NMOS管Q1导通时取样电阻上的电压，即OCP管脚与GBST管脚之间的电压差，实时判断NMOS管Q1中电流电压，当电压差超过预设电压时，关断NMOS管Q1，实现对于NMOS管Q1的过流保护；恒流电流取样电阻R2接在FB1管脚，根据该电阻上的平均电压，判断两色温灯串的平均电流大小，经由恒流驱动电路调节NMOS功率管Q1的导通时间，实现对灯串的恒流控制，同时，根据该电阻上的峰值电压，实现对色温调节功率管NMOS管Q3和NMOS管Q2的电流检测，当峰值电压过高，同时关断恒流控制功率管和色温调节功率管，即NMOS管Q1、NMOS管Q2和NMOS管Q3。NMOS管Q1（NMOS开关管）的源极串联的电阻对电流进行采样，实现逐周期过流检测和过流保护。根据取样电阻R2上的平均电压控制回路电流恒定，同时根据取样得到的脉冲电压对色温调节开关管进行过流保护。

LED色温调节模块可以为外部提供两路控制信号接口，接连PWM1管脚和PWM2管脚用以LED色温调节，一般为差分信号，其中PWM2为可选配置；如果外部只提供一路控制信号PWM1，单端转差分电路可以先对该PWM1信号进行单端到差分的转换。

另外，外部电路提供的控制信号一般为低压信号，经过单端转差分电路后的差分低压信号再经过电平转换电路得到高压差分信号，经过高压驱动电路后由SW1管脚和SW2管脚输出，控制色温调节的功率管NMOS管Q2和NMOS管Q3。

稳压模块包含开关稳压电路和线性稳压电路，稳压电路的电源接VIN管脚，并提供高压供电，通过VOUT1管脚进行稳压电源输出，而VOUT2管脚为线性稳压电源输出，在本实施例中，VOUT1管脚外部接连功率电感L2和续流二极管D2，在实际应用中，可以将开关稳压电路输出电压设置成高压输出，如8~20V，且高于线性稳压电压，即VOUT2管脚的电压，选择由VOUT1管脚产生的输出电压能同时为集成驱动模块内的线性稳压电路、恒流驱动电路以及高压驱动电路供电；

VDD管脚为线性稳压电路的电源输入管脚，VDDH管脚为高压驱动电路的电源输入管脚，在本实施例中 ，VDD管脚和VDDH管脚都经过功率电感L2后接连VOUT1管脚的输出端，也可以将VOUT1管脚经过功率电感L2产生的输出电压设置成低电压，如1.8~5.5V，直接为外部的低压电路供电，即对外供电，从而免去LED灯具需要另外增设的低压供电电路。

线性稳压电路通过VOUT2管脚输出稳定的高电压，同时能作为集成驱动模块的高压电源，具体是为内部的高压驱动电路供电，因此高压驱动电路接连的VDDH管脚接VOUT2管脚即可获取高压电源；参照图3，如果VDDH管脚与VOUT2管脚的电压不一致，可以进一步将VDDH管脚和VOUT2管脚分开，外部分别接滤波电容C5和滤波电容C3，产生VDDH管脚所需的电源电压由VDD管脚电压经过内部电路产生。

LED恒流驱动电路包括自举电容C1和续流二极管D1，所述自举电容C1的一端接所述VBST管脚，另一端接所述功率电感L1与所述取样电阻R1的节点；所述续流二极管D1的正极接地，负极接所述功率电感L1与所述取样电阻R1的节点，自举电容C1接连在GBST管脚和VBST管脚之间，利用该电容上的电压为集成驱动模块内部的恒流驱动电路供电；当功率管关断时，GBST管脚降低到0电平附近，集成驱动模块为该电容充电，当功率管导通时， GBST管脚升高，接近VIN管脚的电压，电容上的电压处于保持状态，VBST管脚电压比VIN管脚高，利用该电压为恒流驱动电路供电，并维持NMOS功率管的导通；因此，本LED恒流驱动电路采用外部电压自举（自举电容）驱动恒流NMOS功率开关管，实现LED恒流驱动和LED色温调节都采用NMOS功率开关管，降低了系统成本。

LED恒流驱动电路包括滤波电容C6和滤波电容C2；所述滤波电容C6的一端接地，另一端接所述VIN管脚；所述滤波电容C6的一端接地，另一端接所述功率电感L1与所述色温灯串LED1的节点。

LED恒流驱动电路包括续流二极管D2、功率电感L2、取样电阻R3、取样电阻R4和滤波电容C3；所述续流二极管D2的正极接地，负极分两路，一路接所述VOUT1管脚，另一路通过所述功率电感L2和取样电阻R3接所述FB2管脚；所述滤波电容C3的一端接地，另一端接所述功率电感L2与所述取样电阻R3的节点；所述取样电阻R4的一端接地，另一端接所述取样电阻R3与所述FB2管脚；所述取样电阻R3和取样电阻R4串联分压，开关稳压电路通过管脚FB2的电压调节导通时间，实现稳定的电压输出，若该电压设置为高压，如8~20V，可以将该电压直接接入VDDH管脚，为内部高压驱动电路提供电源，同时经过稳压电阻R5（可选）和滤波电容C4后接入VDD管脚，为线性稳压电路提供电源，管脚VOUT2外接滤波电容C5，为外部提供低压电源，低压范围为1.8~5.5V。

LED恒流驱动电路包括稳压电阻R5、滤波电容C5和滤波电容C4；所述滤波电容C4的一端接地，另一端接所述VDD管脚，所述稳压电阻R5的一端接所述VDD管脚与所述电容滤波C4的节点，另一端分两路，一路接所述VDDH管脚，另一路接所述取样电阻R3与所述滤波电容C3的节点；所述滤波电容C5的一端接地，另一端接所述VOUT2管脚；线性稳压电路的电源VDD管脚可以直接或者通过稳压电阻R5接连VIN管脚，通过外部高压电源直接供电。

色温灯串LED1和色温灯串LED2中的电流求和后流过取样电阻R2，取样电阻R2上的电压与集成驱动模块的内部电压进行比较，根据比较结果控制NMOS管Q1驱动信号的占空比，如取样电压高于预设电压，则减小驱动信号占空比，反之则增加驱动信号占空比，实现对LED灯负载的恒流驱动；外部为DIM管脚提供PWM控制信号c，改变控制信号c的占空比则可以改变用于恒流控制的预设电压，从而改变两路色温灯串的恒流电流，从而调节LED灯的总亮度。与恒流NMOS功率开关管（NMOS管Q1）串联的电流取样电阻用于对该功率管的过流保护，与色温调节NMOS功率开关管（NMOS管Q2和NMOS管Q3）串联的电流取样电阻用于负载恒流控制，同时也用于对两色温功率管的过流保护，双重过流保护提高了功率管的可靠性和稳定性。

LED色温调节模块通过PWM1管脚和PWM2管脚接收一路或者两路色温调节PWM控制信号，如图3中的控制信号a和控制信号b，如果只提供一路色温调节PWM控制信号a，LED色温调节模块的单端转差分电路先对其进行单端到差分的转换，形成的两路差分控制信号经过电平转换电路进行低压到高压的电平转换，再由高压驱动电路经过SW1管脚和SW2管脚输出至NMOS管Q2和NMOS管Q3的栅极，改变色温调节控制信号的占空比，便可同时改变具有不同LED色温灯串的亮度，由于控制信号是为差分信号，一色温灯串的亮度增加时，另一色温灯串的亮度降低，从而改变整个LED灯的色温，也正由于控制信号为差分信号，流过取样电阻R2的总电流与色温调节控制信号占空比无关，当控制信号c（DIM输入的信号）的占空比不变时，取样电阻R2的电流始终维持恒定，即LED灯的总电流维持恒流。

图3为另一连接方式的外围电路图，与图2的区别仅仅在于VDDH管脚和VDD管脚，VOUT1管脚经过功率电感L2产生的输出电压可以设置为低电压，如1.8~5.5V，直接为外部低压电路供电，内部的线性稳压电路的VDD管脚可以直接或者通过稳压电阻R5接到VIN管脚，通过外部高压电源直接供电，线性稳压电路通过VOUT2管脚输出的电压可以设置成高电压，同时为内部的高压驱动电路和外部电路供电， 通过VDDH管脚接连VOUT2管脚即可；如果VOUT2管脚与VDDH管脚所需要的电压不一致，可以进一步将VDDH管脚和VOUT2分开管脚，外部分别接滤波电容， VDDH管脚的电源由VDD管脚经过内部电路产生。

参照图4和图5，所述高压驱动电路包括稳压二极管D3、稳压二极管D4、PMOS管Q8、NMOS管Q9、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8；所述PMOS管Q8的漏极接所述NMOS管Q9的漏极，所述PMOS管Q8的源极分四路，一路接所述稳压二极管D4的负极，第二路接所述PMOS管Q11的源极，第三路接所述PMOS管Q10的源极，第四路接所述稳压二极管D3的负极；所述PMOS管Q8的栅极分五路，一路接所述稳压二极管D4的正极，第二路接所述PMOS管Q11的漏极，第三路接所述PMOS管Q10的栅极，第四路通过所述限流电阻R8接所述NMOS管Q7的漏极，第五路通过所述限流电阻R7接所述PMOS管Q6的漏极；所述稳压二极管D3的正极分四路，一路接所述PMOS管Q11的栅极，第二路接所述PMOS管Q10的漏极，第三路通过所述限流电阻R5接所述NMOS管Q4的漏极，第四路通过所述限流电阻R6接所述NMOS管Q5的漏极；所述NMOS管Q4、NMOS管Q5、NMOS管Q6和NMOS管Q7四者的源极均接地，且四者的栅极分别接入输入信号φA、输入信号φB、输入信号φC和输入信号φD；图4中的VDDH标号为所述稳压二极管D3的负极接入的高压电源，也能表示为从VDDH管脚获取高压电源，图4中的VDDL标号为低压电源，能接连VDD管脚获取，图4中的OUT标号为NMOS管Q9与PMOS管Q8之间的节点为输出端点。

所述高压驱动电路包括反相器U1和反相器U2，所述反相器U1的输入端接入输入信号φA，所述反相器U1的输出端通过所述反相器U2接所述NMOS管Q9的栅极；高压驱动电路采用反相器结构，前级电路对薄栅NMOS管Q9和薄栅PMOS管Q8分开驱动，主要为脉冲辅助快速锁存器驱动，电路结构图如图4所示。NMOS管Q9和PMOS管Q8为主驱动器件，输出驱动后续功率MOS管，由于PMOS管Q8为耐高压薄栅PMOS管，NMOS管Q9为耐高压薄栅NMOS管，构成反相器结构，传统的低压反相器可以直接由前级反相器驱动，但在高压电源供电系统中薄栅器件导通电阻小，虽然漏极耐压很高，但栅极耐压一般不超过6V，NMOS栅极到地的压差不能超过6V，高压NMOS管Q9的栅极可以由低压反相器驱动，低压反相器由低压电源供电，如5V，因此，在高压驱动电路中，特意两个不同的高低压驱动电路对PMOS管Q8和NMOS管Q9进行独立驱动。

所述限流电阻R6的阻值小于所述限流电阻R5的阻值，所述限流电阻R8的阻值小于所述限流电阻R7的阻值。

NMOS管Q4-Q7以及PMOS管Q10和PMOS管Q11构成为锁存器结构，所述输入信号φC为所述输入信号φA的反向信号；所述输入信号φB和输入信号φD分别为所述输入信号φA和输入信号φC的上升边沿脉冲信号；当NMOS管Q4的栅极输入信号φA由电平上升为高电平时，NMOS管Q4导通，NMOS管Q5的栅极产生一个输入信号φB，并在此脉冲期间导通，由于限流电阻R6远小于限流电阻R5，因此，NMOS管Q5中的导通电流远大于NMOS管Q4，NMOS管Q6和NMOS管Q7处于关断状态，使得NMOS管Q11栅极被快速拉低，由于稳压二极管D3的限制，NMOS管Q11的栅极电压，即PMOS管Q10的漏极电压被拉低到比电源（接入的高压电源VDDH）低5~6V，同时，PMOS管Q10的栅极也被快速拉高至电源，因此，驱动级PMOS管Q8被关断，NMOS管Q5的栅极脉冲信号消失后，管子关断，稳压二极管D3中的电流为NMOS管Q4中的小电流，维持NMOS管Q11处于导通，PMOS管Q10处于关断状态，PMOS管Q8的栅极为高电平，从而维持PMOS管Q8处于关断状态；同理，当NMOS管Q6的栅极输入信号φC由电平上升为高电平时，NMOS管Q6导通，NMOS管Q7的栅极产生一个输入信号φD，并在此脉冲期间导通，由于限流电阻R8远小于限流电阻R7，因此，NMOS管Q7中的导通电流远大于NMOS管Q6，NMOS管Q4和NMOS管Q5处于关断状态，使得PMOS管Q10栅极被快速拉低，由于稳压二极管10的限制，PMOS管Q10的栅极电压，即NMOS管Q11的漏极电压被拉低到比电源低5~6V，同时，NMOS管Q11的栅极也被快速拉高到电源，因此，驱动级PMOS管Q8开启，NMOS管Q7的栅极脉冲信号消失后，管子关断，稳压二极管D4中的电流为NMOS管Q6中的小电流，维持PMOS管Q10处于导通，NMOS管Q11处于关断状态，PMOS管Q8的栅极为低电平，从而维持PMOS管Q8处于关断状态，稳压二极管D3、稳压二极管D4、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8构成脉冲辅助快速锁存器驱动薄栅PMOS管Q8，既确保了高压驱动电路的快速驱动能力，又不会产生大的静态功耗，结构简单，易于实现。

需要说明的是，集成驱动模块内的开关稳压电路、线性稳压电路、过流保护电路、恒流驱动电路、单端转差分电路和电平转换电路为现有电子领域中现有的电子电路，本申请仅将其进行组合集成应用，构成一个整体的集成驱动模块以减小驱动电路的实际大小，并未对其具体电路结构进行改进变化。

本申请涉及的NMOS功率管可以集成在集成驱动模块内部，也可以采用外部分立器件，不因功率管器件形式的不同而影响本申请权利，各模块具体实现方案、参数指标的变化不能改变设计思想，不能作为违反本申请的理由。

以上的实施方式不能限定本实用新型创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种可色温亮度调节的LED恒流驱动电路，其特征在于它包括：

稳压模块：包括为外部电路提供稳压电源的开关稳压电路以及为外部电路提供高压电源的线性稳压电路；

恒流驱动模块：包括过流保护电路以及采用降压型驱动结构的恒流驱动电路，所述过流保护电路的输入端与所述线性稳压电路电连接，所述过流保护电路的输出端与所述恒流驱动电路电连接；

LED色温调节模块：包括依次电连接的单端转差分电路、电平转换电路和高压驱动电路，所述单端转差分电路设置有单端输入接口和差分输入接口，所述单端转差分电路与所述线性稳压电路的输出端电连接，所述高压驱动电路与所述过流保护电路电连接。

2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于所述稳压模块、恒流驱动模块和LED色温调节模块三者封装集成为集成驱动模块，所述集成驱动模块设置有VIN管脚、VDD管脚、VDDH管脚、VOUT1管脚、VOUT2管脚、FB2管脚、DRV管脚、DIM管脚、VBST管脚、GBST管脚、OCP管脚、FB1管脚、PWM1管脚、PWM1管脚、SW1管脚和SW2管脚；所述VIN管脚分别与所述开关稳压电路和恒流驱动电路电连接，所述VDD管脚与所述线性稳压电路电连接，所述VDDH管脚分别与所述恒流驱动电路和高压驱动电路电连接，所述VOUT1管脚和VOUT2管脚分别与所述开关稳压电路和线性稳压电路电连接，所述FB2管脚和DRV管脚分别与所述开关稳压电路和恒流驱动电路电连接，所述DIM管脚和VBST管脚均与所述恒流驱动电路电连接，所述GBST管脚和OCP管脚均与所述过流保护电路电连接，所述FB1管脚分别与所述恒流驱动电路和过流保护电路电连接，所述PWM1管脚和PWM2管脚分别与所述单端转差分电路的单端输入接口和差分输入接口电连接，所述SW1管脚和SW2管脚均与所述高压驱动电路电连接。

3.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于所述它包括色温灯串LED1、色温灯串LED2、NMOS管Q1、NMOS管Q2、NMOS管Q3、取样电阻R2、功率电感L1和取样电阻R1；所述NMOS管Q1的栅极接所述DRV管脚电，所述NMOS管Q1的漏极接所述VIN管脚，所述NMOS管Q1的源极分两路，一路接所述OCP管脚，另一路通过所述取样电阻R1接所述GBST管脚；所述功率电感L1的一端接所述取样电阻R1与所述GBST管脚的节点，另一端分两路，一路通过所述色温灯串LED1接所述NMOS管Q2的漏极，另一路通过所述色温灯串LED2接所述NMOS管Q3的漏极；所述NMOS管Q2的栅极接所述SW1管脚，源极分三路，一路接所述FB1管脚，第二路通过所述取样电阻R2接地，第三路接所述NMOS管Q3的源极；所述NMOS管Q3的栅极接所述SW2管脚。

4.根据权利要求3所述的LED恒流驱动电路，其特征在于它包括自举电容C1和续流二极管D1，所述自举电容C1的一端接所述VBST管脚，另一端接所述功率电感L1与所述取样电阻R1的节点；所述续流二极管D1的正极接地，负极接所述功率电感L1与所述取样电阻R1的节点。

5.根据权利要求3所述的LED恒流驱动电路，其特征在于它包括滤波电容C6和滤波电容C2；所述滤波电容C6的一端接地，另一端接所述VIN管脚；所述滤波电容C2的一端接地，另一端接所述功率电感L1与所述色温灯串LED1的节点。

6.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于它包括续流二极管D2、功率电感L2、取样电阻R3、取样电阻R4和滤波电容C3；所述续流二极管D2的正极接地，负极分两路，一路接所述VOUT1管脚，另一路通过所述功率电感L2和取样电阻R3接所述FB2管脚；所述滤波电容C3的一端接地，另一端接所述功率电感L2与所述取样电阻R3的节点；所述取样电阻R4的一端接地，另一端接所述取样电阻R3与所述FB2管脚。

7.根据权利要求6所述的LED恒流驱动电路，其特征在于它包括稳压电阻R5、滤波电容C5和滤波电容C4；所述滤波电容C4的一端接地，另一端接所述VDD管脚，所述稳压电阻R5的一端接所述VDD管脚与所述滤波电容C4的节点，另一端分两路，一路接所述VDDH管脚，另一路接所述取样电阻R3与所述滤波电容C3的节点；所述滤波电容C5的一端接地，另一端接所述VOUT2管脚。

8.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于所述高压驱动电路包括稳压二极管D3、稳压二极管D4、PMOS管Q8、NMOS管Q9、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8；所述PMOS管Q8的漏极接所述NMOS管Q9的漏极，所述PMOS管Q8的源极分四路，一路接所述稳压二极管D4的负极，第二路接所述PMOS管Q11的源极，第三路接所述PMOS管Q10的源极，第四路接所述稳压二极管D3的负极；所述PMOS管Q8的栅极分五路，一路接所述稳压二极管D4的正极，第二路接所述PMOS管Q11的漏极，第三路接所述PMOS管Q10的栅极，第四路通过所述限流电阻R8接所述NMOS管Q7的漏极，第五路通过所述限流电阻R7接所述PMOS管Q6的漏极；所述稳压二极管D3的正极分四路，一路接所述PMOS管Q11的栅极，第二路接所述PMOS管Q10的漏极，第三路通过所述限流电阻R5接所述NMOS管Q4的漏极，第四路通过所述限流电阻R6接所述NMOS管Q5的漏极；所述NMOS管Q4、NMOS管Q5、NMOS管Q6和NMOS管Q7四者的源极均接地，且四者的栅极分别接入输入信号φA、输入信号φB、输入信号φC和输入信号φD。

Images