CN218830703U - 芯片控制电路及照明装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电路设计技术领域，具体地涉及一种芯片控制电路及照明装置。本实用新型提供的芯片控制电路，包括主芯片和多个从芯片，芯片控制电路与负载电路相连接，芯片控制电路中的主芯片和多个从芯片并联于负载电路与接地端之间，从芯片中包括温度检测模块，检测从芯片的工作温度，发出温度检测信号；输入输出控制模块，连接于负载电路与接地端之间，输入输出控制模块还与温度检测模块相连，根据温度检测模块发出的温度检测信号，调节从芯片的输出信号。芯片控制电路根据从芯片工作温度反馈调节经过从芯片的电流，从而实现流经各个从芯片的电流平衡，避免部分从芯片过热导致控制电路发生异常发生甚至损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路设计技术领域，具体地涉及一种芯片控制电路及照明装置。
背景技术
大功率照明装置如LED灯具的控制电路通常设置有多个控制芯片构成，用于总体检测调节LED灯具照明工作的电路集成在主芯片，多个从芯片与主芯片连接，共同完成LED灯具整体的调节控制。
现有技术中，控制电路主从芯片搭配的方案，可简化为如图1所示的电路模型，LED光源即负载端的电流经由主芯片10和从芯片11组成的控制电路流过。多个从芯片11与主芯片10并联，多个从芯片11能够为主芯片10分担LED光源流到控制电路的电流，也即为主芯片10分担了一部分功率。
如图1所示，在现有技术的控制电路中一个主芯片10和多个从芯片11组合使用，由于多个从芯片11之间存在一些制造工艺误差，多个从芯片11在电路中呈现的性能参数难免也存在一定误差，从而可能导致各个从芯片11流过的电流并不一致。再则，控制芯片在通过较大电流时可能会发生升温发热，即通过更大电流的某个或某些从芯片11更容易过热，进而可能导致部分从芯片11提前老化损坏，影响使整个控制电路乃至照明装置整体的可靠性。
因此，为了保证照明装置的控制电路能够稳定持久的工作，亟待提供一种技术方案，能够使流经各个从芯片的电流保持平衡，避免部分从芯片过热导致控制电路发生异常甚至损坏。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供了一种芯片控制电路及照明装置。本实用新型提供的芯片控制电路，能够检测各个从芯片的工作温度，并根据其工作温度反馈调节经过从芯片的电流，从而实现流经各个从芯片的电流平衡，避免部分从芯片过热导致控制电路发生异常发生甚至损坏。
本实用新型的技术方案中，提供了一种芯片控制电路，包括主芯片和多个从芯片，芯片控制电路与负载电路相连接，芯片控制电路中的主芯片和多个从芯片并联于负载电路与接地端之间，从芯片中包括温度检测模块，检测从芯片的工作温度，发出温度检测信号；输入输出控制模块，连接于负载电路与接地端之间，输入输出控制模块还与温度检测模块相连，根据温度检测模块发出的温度检测信号，调节从芯片的输出信号。
根据本实用新型的技术方案，在芯片控制电路工作时，负载电路的电流流经芯片控制电路，即同时流经并联的主芯片和多个从芯片，通过在从芯片中设置温度检测模块能够实时检测各个从芯片的工作温度，再根据从芯片的工作温度来判断从芯片的工作电流是否处于正常范围，并将检测判断结果即温度检测信号发送至输入输出控制模块；输入输出控制模块根据温度检测模块的温度检测信号调节从芯片的输出信号，即在从芯片温度过高时，根据温度检测模块检测反馈的信息，将从芯片的电流调低，以实现降低从芯片温度使从芯片保持正常工作状态的效果，并使各个从芯片的温度能够保持平衡。
本实用新型的技术方案中，芯片控制电路的从芯片中的温度检测模块为带隙基准模块，带隙基准模块提供一个基准电压和一个正温度系数电压。
根据本实用新型的技术方案，带隙基准模块自身就能够提供一个与温度正相关的测试变量即正温度系数电压，正温度系数电压随环境温度即从芯片工作温度升高而升高；以及一个稳定的参考电压即基准电压，进而能够将随温度变化的正温度系数电压与基准电压进行比较，来判断从芯片的工作温度是否异常。
优选地，本实用新型的技术方案中，芯片控制电路的从芯片中还包括差分放大器，与带隙基准模块相连，差分放大器的同相输入端接收基准电压，差分放大器的反相输入端接收正温度系数电压，比较基准电压和正温度系数电压得到温度检测信号，差分放大器的输出端输出温度检测信号。
根据本实用新型的技术方案，差分放大器接收并比较带隙基准模块发出的基准电压和正温度系数电压，将比较结果作为温度检测信号进行输出。
进一步地，本实用新型的技术方案中，芯片控制电路的从芯片中的输入输出控制模块为场效应管，场效应管连接于负载电路与接地端之间，场效应管的栅极连接差分放大器的输出端。
根据本实用新型的技术方案，差分放大器接收并比较带隙基准模块发出的基准电压和正温度系数电压，将比较结果作为温度检测信号进行输出到场效应管的栅极，从芯片的工作温度升高时，正温度系数电压升高，基准电压和正温度系数电压的差值减小，差分放大器的输出端即场效应管的栅极电压减小，使得通过场效应管的电流随之减小，实现从芯片温度升高时控制流经从芯片的电流减小的负反馈调节。上述从芯片中的温度负反馈调节电流的电路，不仅能够精准地根据从芯片的工作温度调节其工作电流，而且上述反馈电路通过温度进行反馈，其检测反馈电路的结构简单，无需额外设置电流电压的检测电路，能够节约从芯片占用空间和降低生产制造的成本，使从芯片本身以及设置有从芯片的控制电路保持结构紧凑，保证整体芯片控制电路的低成本小型化。
优选地，本实用新型的技术方案中，芯片控制电路中的温度检测模块包括热敏电阻、热电偶、温度检测芯片中的一种或多种组合。根据本实用新型的技术方案，热敏电阻、热电偶、温度检测芯片均能够实现检测从芯片工作温度，并根据工作温度输出相应的检测信号的功能。
优选地，本实用新型的技术方案中，芯片控制电路中的负载电路包括LED光源。大功率的LED照明电路中，以LED光源为负载，根据本实用新型的技术方案，能够实现大功率LED照明电路中控制芯片的电流平衡，控制电路能够稳定持久地进行工作，延长LED照明电路的工作寿命。
本实用新型的技术方案中，还提供了一种芯片控制电路的电流调节方法，包括步骤S1，检测从芯片的工作温度，发出温度检测信号；步骤S2，根据温度检测模块发出的温度检测信号，调节从芯片的输出信号。
根据本实用新型的技术方案，通过实时检测各个从芯片的工作温度，根据从芯片的工作温度来判断从芯片的工作电流是否处于正常范围并得到温度检测信号，再根据温度检测模块的温度检测信号调节从芯片的输出信号，即在从芯片温度过高时，根据反馈的温度检测信号，将从芯片的电流调低，以实现降低从芯片温度使从芯片保持正常工作状态的效果，并使各个从芯片的温度能够保持平衡。
本实用新型的技术方案中，还提供了一种照明装置，照明装置包括上述的芯片控制电路。
附图说明
图1是现有技术中一种芯片控制电路的示意图；
图2是本实用新型的实施方式中提供的一种芯片控制电路的示意图；
图3是本实用新型的实施方式中提供的一种从芯片的示意图；
图4是本实用新型的实施方式中提供的一种优选的从芯片的示意图；
图5是本实用新型的实施方式中提供的一种芯片控制电路的控制方法的示意图。
附图标记说明：10-主芯片，11-从芯片，1-芯片控制电路，2-主芯片，3-从芯片，31-带隙基准模块，32-差分放大器，33-场效应管，4-负载电路，5-温度检测模块，6-输入输出控制模块，栅极g，接地端GND。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通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方式，都属于本实用新型的保护范围。
图2是本实用新型的实施方式中提供的一种芯片控制电路的示意图。
如图2所示，在本实用新型的实施方式中，提供了一种芯片控制电路1，包括主芯片2和多个从芯片3，芯片控制电路1的一端与负载电路4相连接，另一端与接地端GND连接；芯片控制电路1中的主芯片2和多个从芯片3并联于负载电路4与接地端GND之间，负载电路4中的电流经过芯片控制电路1流向接地端GND，同时主芯片2与各个从芯片3相互连通，主芯片2能够控制调节各个从芯片3的工作状态。图1中的芯片控制电路1示出了2个与主芯片2相连的从芯片3，而在本实用新型的实施方式中，与主芯片2连接的从芯片3的数量可以为3个、4个或更多，在此不作限制。
具体地，在芯片控制电路1工作时，负载电路4的电流流经芯片控制电路1，即同时流经并联的主芯片2和多个从芯片3，多个从芯片3能够对流经主芯片2的电流起到分流作用，降低主芯片2的电流负担，为主芯片2分担一部分功率，从而避免主芯片2因流经的电流过高工作功率过大而导致发热故障，影响整体芯片控制电路1的正常工作。
同样地，为主芯片2分流的各个从芯片3中流经的电流也需要一定的限制，避免从芯片3因流经的电流过高工作功率过大而导致发热故障，影响整体芯片控制电路1的正常工作。再者，虽然通常来讲多个并联的从芯片3会采用相同的规格参数和连接方式，但由于芯片自身的制造工艺和电路自身参数的不同，各个从芯片3在工作时的电流不一定是相同的，很可能出现单个或部分从芯片3的电流较大，进而产生发热或故障的情况，并且长期处于高温工作状态的从芯片3的性能消耗也会增大，可能导致从芯片3加速老化，影响整体芯片控制电路1的使用寿命。
但是，若要对流经各个从芯片3的电流或电压进行检测，来实现从芯片3之间的均衡以及避免从芯片3的温度过高引发的异常，则需要在每个从芯片3中设置电流/电压检测电路以及电流/电压比较电路等反馈调节电路，其需要的电气元件较多、电路设计复杂，会对从芯片3的生产制成本造成较大的压力。而且，由于各个从芯片3自身的制造工艺的影响，各个从芯片3处于芯片控制电路1中时所呈现的个体性无法保证一致，即各个从芯片3可能发生发热异常的电流/电压阈值可能并不相同，采用电流/电压反馈调节电路来反映从芯片3是否发生发热异常很可能并不准确。
优选地，本实用新型的实施方式中，芯片控制电路1中的负载电路4包括LED光源。大功率的LED照明电路中，以LED光源为负载，通过上述的芯片控制电路1，能够实现大功率LED照明电路中多个控制芯片的电流平衡，芯片控制电路1能够保持稳定持久地进行工作，进而保证大功率LED照明电路工作的稳定持久，延长LED照明电路的工作寿命。
图3是本实用新型的实施方式中提供的一种从芯片的示意图。
如图3所示，在本实用新型的实施方式中，从芯片3中的电路包括温度检测模块5，温度检测模块5设置于每个从芯片3中，能够用来检测从芯片3的工作温度，并根据检测结果发出相应的温度检测信号；输入输出控制模块6，连接于负载电路4与接地端GND之间，负载电路4的电流经过输入输出控制模块6流向接地端GND，输入输出控制模块6的一个信号输入端还与温度检测模块5相连，接收温度检测模块5发出的信号，根据温度检测模块5发出的温度检测信号，调节从芯片3的输出信号即流经从芯片3的电流大小。
具体地，通过在每个从芯片3中设置温度检测模块5能够实时检测各个从芯片3的工作温度，再根据从芯片3的工作温度来判断从芯片3是否处于正常工作状态，并将检测判断结果即温度检测信号发送至输入输出控制模块6；输入输出控制模块6根据温度检测模块5的温度检测信号调节从芯片3的输出信号，即在从芯片3温度过高时，根据温度检测模块5检测反馈的信息，将从芯片3的电流调低，以实现降低从芯片3工作温度，使从芯片3保持正常工作状态的效果，并使各个从芯片3的温度能够保持平衡。
优选地，本实用新型的实施方式中，芯片控制电路1中的温度检测模块5包括热敏电阻、热电偶、温度检测芯片中的一种或多种组合。根据本实用新型的实际应用中，热敏电阻、热电偶、温度检测芯片均能够实现检测从芯片3的工作温度，并根据该工作温度输出相应的检测信号的功能。并且，热敏电阻、热电偶、温度检测芯片还有着检测精度高、体积小、成本低廉等诸多优点。值得一提的是，在本实用新型的实施方式中，温度检测模块5还可以包括其他能够检测反馈从芯片3的工作温度的电气元件或电路，在此不作限制。
图4是本实用新型的实施方式中提供的一种优选的从芯片的示意图
如图4所示，在本实用新型的实施方式中，芯片控制电路1的从芯片3中的温度检测模块5为带隙基准模块31，带隙基准模块31提供一个基准电压V0和一个正温度系数电压V+。带隙基准模块31(即Bandgap模块)中的基准量是直流量，它与电源和工艺参数的关系很小，但与温度的关系是确定的。带隙基准模块31能够提供一个与电源和工艺无关，具有确定温度特性的直流电压或电流。
具体地，在本实用新型的实施方式中，利用带隙基准模块31自身就能够提供一个与温度正相关的测试变量即正温度系数电压V+，正温度系数电压V+随环境温度即从芯片3的工作温度升高而升高；以及一个稳定的参考电压即基准电压V0，进而能够将随温度变化的正温度系数电压V+与基准电压V0进行比较，来判断从芯片3的工作温度是否异常。
参考图4，在本实用新型的实施方式中，芯片控制电路1的从芯片3中还包括差分放大器32，与带隙基准模块31相连，差分放大器32的同相输入端(+)接收基准电压V0，差分放大器32的反相输入端(-)接收正温度系数电压V+。根据差分放大器32的基本原理，差分放大器32输出端的电压与差分放大器32的同相输入端(+)的输入值和反相输入端(-)的输入值的差值相关，即差分放大器32的输出端电压为k(V0-V+)，其中k为差分放大器32的放大倍数。差分放大器32比较基准电压V0和正温度系数电压V+得到温度检测信号，差分放大器32的输出端输出温度检测信号，在本实施方式中即为差分放大器32的输出端电压。
进一步地，在本实用新型的实施方式中，芯片控制电路1的从芯片3中的输入输出控制模块6为场效应管33，场效应管33连接于负载电路4与接地端GND之间，场效应管33的栅极g连接差分放大器32的输出端。
在本实用新型的实施方式中，差分放大器32接收并比较带隙基准模块31发出的基准电压V0和正温度系数电压V+，将比较结果作为温度检测信号进行输出到场效应管33的栅极g，场效应管33的栅极g的输入信号即为差分放大器32的输出端电压。
具体地，从芯片3的工作温度升高时，带隙基准模块31的正温度系数电压V+升高，基准电压V0不变，基准电压V0和正温度系数电压V+的差值减小，差分放大器32的输出端即场效应管33的栅极g的电压值减小，使得通过场效应管33的电流随之减小，实现从芯片3温度升高时控制流经从芯片3的电流减小的负反馈调节。上述从芯片3中的温度负反馈调节电流的电路，不仅能够精准地根据从芯片3的工作温度调节其工作电流，而且上述反馈电路通过从芯片3的工作温度进行反馈，其检测反馈电路的结构简单，无需额外设置电流电压的检测电路，能够节约从芯片3的占用空间和降低生产制造的成本，使从芯片3本身以及设置有从芯片3的芯片控制电路1能够保持结构紧凑，保证整体芯片控制电路1的低成本小型化。
值得一提的是，在本实用新型的实施方式中，从芯片3中设置的温度负反馈调节电路并不限于如图4所示的结构，其他能够温度检测、负反馈调节的电气元件或电路也在本实用新型的保护范围之中。
图5是本实用新型的实施方式中提供的一种芯片控制电路的控制方法的示意图。
如图5所示，在本实用新型的实施方式中还提供了一种芯片控制电路的电流调节方法，包括步骤S1，检测从芯片的工作温度，发出温度检测信号；步骤S2，根据温度检测模块发出的温度检测信号，调节从芯片的输出信号。
在本实用新型的实施方式中，上述芯片控制电路的电流调节方法通过实时检测各个从芯片的工作温度，根据从芯片的工作温度来判断从芯片的工作电流是否处于正常范围，并得到温度检测信号，再根据温度检测模块的温度检测信号调节从芯片的输出信号，即在从芯片温度过高时，根据反馈的温度检测信号，将从芯片的电流调低，以实现降低从芯片温度使从芯片保持正常工作状态的效果，并使各个从芯片的温度能够保持平衡。
在本实用新型的实施方式中，还提供了一种照明装置，照明装置包括上述的芯片控制电路1。
至此，已经结合附图描述了本实用新型的技术方案。但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于上述具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种芯片控制电路，包括主芯片和多个从芯片，所述芯片控制电路与负载电路相连接，所述芯片控制电路中的所述主芯片和多个所述从芯片并联于所述负载电路与接地端之间，其特征在于，所述从芯片中包括：
温度检测模块，检测所述从芯片的工作温度；
输入输出控制模块，连接于所述负载电路与接地端之间，所述输入输出控制模块还与所述温度检测模块相连。
2.如权利要求1所述的芯片控制电路，其特征在于，所述从芯片中的所述温度检测模块为带隙基准模块。
3.如权利要求2所述的芯片控制电路，其特征在于，所述从芯片中还包括差分放大器，与所述带隙基准模块相连。
4.如权利要求3所述的芯片控制电路，其特征在于，所述从芯片中的所述输入输出控制模块为场效应管，所述场效应管连接于所述负载电路与接地端之间，所述场效应管的栅极连接所述差分放大器的输出端。
5.如权利要求1所述的芯片控制电路，其特征在于，所述温度检测模块包括热敏电阻、热电偶、温度检测芯片中的一种或多种组合。
6.如权利要求1所述的芯片控制电路，其特征在于，所述负载电路包括LED光源。
7.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置包括权利要求1-6任一项所述的芯片控制电路。
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| CN202222413160.1U CN218830703U (zh) | 2022-09-09 | 2022-09-09 | 芯片控制电路及照明装置 |
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| CN116707501A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-09-05 | 无锡市稳先微电子有限公司 | 智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和汽车 |
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2022
- 2022-09-09 CN CN202222413160.1U patent/CN218830703U/zh active Active
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| CN116707501B (zh) * | 2023-08-03 | 2023-10-31 | 无锡市稳先微电子有限公司 | 智能电子开关、集成电路芯片、芯片产品和汽车 |
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