CN220402003U - Led驱动电路 - Google Patents

Abstract

提供了一种LED驱动电路，包括LED驱动芯片，该LED驱动芯片包括工作通道选择相关的控制电路以及多个通道选择功能设置脚，其中，对于所述多个通道选择功能设置脚中的任意一个：当该通道选择功能设置脚经由0欧电阻接电路基准地时，该通道选择功能设置脚对应的通道处于关闭状态，并且当该通道选择功能设置脚连接到相应的LED负载时，该通道选择功能设置脚对应的通道能够正常工作。

Description

LED驱动电路

本申请是申请日为2022年11月24日、申请号为202223133098.7、发明名称为“LED驱动电路”的实用新型专利申请的分案申请。

技术领域

本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种LED驱动电路。

背景技术

目前，发光二极管(LED)由于电光转换效率高、使用寿命长、节能环保等优点被广泛应用在照明领域，并且LED驱动电路被用来对LED负载进行驱动，其中，LED驱动电路可以包括用于对一个通道的LED负载进行驱动的单通道LED驱动芯片或者对多个通道的LED负载进行驱动的多通道LED驱动芯片。

实用新型内容

根据本实用新型实施例的LED驱动电路，包括LED驱动芯片，该LED驱动芯片包括工作通道选择相关的控制电路以及多个通道选择功能设置脚，其中，对于所述多个通道选择功能设置脚中的任意一个：当该通道选择功能设置脚经由0欧电阻接电路基准地时，该通道选择功能设置脚对应的通道处于关闭状态，并且当该通道选择功能设置脚连接到相应的LED负载时，该通道选择功能设置脚对应的通道能够正常工作。

根据本实用新型实施例的LED驱动电路，包括LED驱动芯片，该LED驱动芯片包括工作通道选择相关的控制电路并且包括：多个LED负载电流输入脚，用于连接相互并联的不同LED负载；和通道选择功能设置脚，经由第一通道选择设置电阻接电路基准地或者经由第二通道选择设置电阻连接到LED驱动芯片中的低压降稳压器的输出电压，其中：当通道选择功能设置脚经由第一通道选择设置电阻接电路基准地时，多个LED负载电流输入脚对应的各个通道能够正常工作，并且当通道选择功能设置脚经由第二通道选择设置电阻连接到LED驱动芯片中的低压降稳压器的输出电压时，多个LED负载电流输入脚中的一个或多个预定引脚对应的各个通道关闭，并且多个LED负载电流输入脚中的其余引脚对应的各个通道能够正常工作。

附图说明

从下面结合附图对本实用新型的具体实施方式的描述中可以更好地理解本实用新型，其中：

图1示出了根据本实用新型实施例的示例LED驱动电路的电路示意图。

图2示出了根据本实用新型实施例的另一示例LED驱动电路的电路示意图。

图3示出了图1或图2所示的LED驱动芯片的内部功能的框图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型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，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型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实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素和部件的任何修改、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，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。另外，需要说明的是，这里使用的用语“A与B连接”可以表示“A与B直接连接”也可以表示“A与B经由一个或多个其他元件间接连接”。

为了使多通道LED驱动芯片可以应用于各种不同通道数量的LED驱动电路，提出了根据本实用新型实施例的LED驱动电路，其中增加了工作通道选择相关的控制电路，用于灵活选择参与工作的通道。

图1示出了根据本实用新型实施例的示例LED驱动电路的电路示意图。如图1所示，LED驱动电路100包括LED驱动芯片U1，该LED驱动芯片U1包括工作通道选择相关的控制电路以及四个通道选择功能设置脚LED1-1至LED1-4，其中，对于任意一个通道选择功能设置脚：当该通道选择功能设置脚经由0欧电阻(例如，电阻R10至R13中的任意一个)接电路基准地时，该通道选择功能设置脚对应的通道处于关闭状态；当该通道选择功能设置脚连接到相应的LED负载时，该通道选择功能设置脚对应的通道能够正常工作。需要说明的是，通道选择功能设置脚的数目不限于四个而可以是大于1的任何数目，并且通道选择功能设置脚LED1-1至LED1-4也可以用作LED负载电流输入脚。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括功率开关管Q1，LED驱动芯片U1还包括功率开关管驱动脚GATE，并且功率开关管驱动脚GATE连接到功率开关管Q1的第一端子。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括补偿电阻R1和补偿电容C1，LED驱动芯片U1还包括外接环路补偿连接脚CMP，并且外接环路补偿连接脚CMP经由补偿电阻R1和补偿电容C1接电路基准地。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括工作频率设置电阻R2，LED驱动芯片U1还包括工作频率设置脚RI-1，并且工作频率设置脚RI-1经由工作频率设置电阻R2接电路基准地。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括输出电流设置电阻R3，LED驱动芯片U1还包括输出电流设置脚ISET，并且输出电流设置脚ISET经由输出电流设置电阻R3接电路基准地。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括旁路电容C2，LED驱动芯片U1还包括内部低压降输出脚VCC，并且内部低压降输出脚VCC经由旁路电容C2接电路基准地。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括升压电感L1，功率开关管Q1的第二端子经由升压电感L1连接到LED驱动电路100的输入电压。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括次斜坡补偿电阻R5和电感电流采样电阻R7，LED驱动芯片U1还包括电感电流检测脚CS，电感电流检测脚CS经由次斜坡补偿电阻R5连接到功率开关管Q1的第三端子，功率开关管Q1的第三端子经由电感电流采样电阻R7接地。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括脉宽调制(PWM)调光控制信号输入脚PWM和模拟调光控制信号输入脚ADIM中的至少一者。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括充电电阻R6和输出滤波电容C3，LED驱动芯片U1还包括芯片供电脚VIN，并且芯片供电脚VIN经由充电电阻R6连接到LED驱动电路100的输入电压并且经由输出滤波电容C3接电路基准地。

如图1所示，在一些实施例中，LED驱动电路100还包括过压保护(OVP)电压设置电阻R8和R9，LED驱动芯片U1还包括输出过压保护设置脚OVP，输出过压保护设置脚OVP经由过压保护电压设置电阻R9接电路基准地并且经由过压保护电压设置电阻R8连接到LED驱动电路100的输出端。

具体地，图1所示的LED驱动电路100的工作过程如下：

第一阶段：输入电压VIN通过充电电阻R6给输出滤波电容C3充电，当输出滤波电容C3上的电压达到LED驱动芯片U1的启动电压时，LED驱动芯片U1启动。LED驱动芯片U1启动后，检测通道选择功能设置脚LED1-1至LED1-4的对地电压，如果检测到某个通道选择功能设置脚的对地电压低于第一阈值电压，则关闭该通道选择功能设置脚对应的通道，如果检测到某个通道选择功能设置脚的对地电压高于第一阈值电压，则正常启动该通道选择功能设置脚对应的通道。这里，对于通道选择功能设置脚LED1-1至LED1-4中的任意一个引脚，如果需要关闭该引脚对应的通道，则经由0欧电阻将该引脚接电路基准地，否则将该引脚连接到LED负载。

第二阶段：LED驱动芯片U1通过功率开关管驱动脚GATE控制功率开关管Q1从关断状态变为导通状态，电流通过VIN->F1->L1->Q1->R7->GND->VIN回路给升压电感L1充电储能。在功率开关管Q1处于导通状态期间，LED驱动芯片U1通过限制电感电流采样电阻R7两端的最大电压来限制用于升压电感L1的最大储能电流。当功率开关管Q1当前周期的导通时间结束时，LED驱动芯片U1控制功率开关管Q1从导通状态变为关断状态。

第三阶段：在功率开关管Q1处于关断状态期间，升压电感L1存储的能量通过回路L1->D1->C4->GND->VIN->L1给LED负载供电。LED驱动芯片U1实时检测到升压电感L1退磁结束时，控制功率开关管Q1从关断状态变为导通状态，使得LED驱动电路100进入第二阶段工作，这样可以逐周期地将能量传送给LED负载。在上述第二和第三阶段中，LED驱动芯片U1实时检测LED驱动电路100的输出电压，并在LED驱动电路100的输出电压达到过压保护阈值时实现输出过压保护功能。

第四阶段：当输入电压VIN降低到LED驱动芯片U1的欠压保护电压以下或者LED驱动芯片U1的保护功能被触发时，LED驱动芯片U1关闭自供电系统。当输入电压VIN重新上升到LED驱动芯片U1的启动电压时，LED驱动电路100进入第一阶段工作。

图2示出了根据本实用新型实施例的另一示例LED驱动电路的电路示意图。如图2所示，LED驱动电路200包括LED驱动芯片U2，该LED驱动芯片U2包括工作通道选择相关的控制电路并且包括：四个LED负载电流输入脚LED2-1至LED2-4，用于连接相互并联的不同LED负载；和通道选择功能设置脚RI-2，经由通道选择设置电阻R2接电路基准地或者经由通道选择设置电阻R4连接到LED驱动芯片U2中的低压降稳压器的输出电压，其中：当通道选择功能设置脚RI-2经由通道选择设置电阻R2接电路基准地时，四个LED负载电流输入脚LED2-1至LED2-4对应的各个通道能够正常工作；当通道选择功能设置脚RI-2经由通道选择设置电阻R4连接到LED驱动芯片U2中的低压降稳压器的输出电压时，四个LED负载电流输入脚LED2-1至LED2-4中的一个或多个预定引脚对应的各个通道关闭，四个LED负载电流输入脚LED2-1至LED2-4中的其余引脚对应的各个通道能够正常工作。需要说明的是，LED负载电流输入脚的数目不限于四个而可以是大于1的任何数目。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括功率开关管Q1，LED驱动芯片U2还包括功率开关管驱动脚GATE，并且功率开关管驱动脚GATE连接到功率开关管Q1的第一端子。

如图2所示，在一些实施例中，通道选择设置电阻R2和R4还用作工作频率设置电阻，通道选择功能设置脚RI-2还用作工作频率设置脚。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括输出电流设置电阻R3，LED驱动芯片U2还包括输出电流设置脚ISET，并且输出电流设置脚ISET经由输出电流设置电阻R3接电路基准地。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括补偿电阻R1和补偿电容C1，LED驱动芯片U2还包括外接环路补偿连接脚CMP，并且外接环路补偿连接脚CMP经由补偿电阻R1和补偿电容C1接电路基准地。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括旁路电容C2，LED驱动芯片U2还包括内部低压降输出脚VCC，并且内部低压降输出脚VCC经由旁路电容C2接电路基准地。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括升压电感L1，功率开关管Q1的第二端子经由升压电感L1连接到LED驱动电路200的输入电压。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括次斜坡补偿电阻R5和电感电流采样电阻R7，LED驱动芯片U2还包括电感电流检测脚CS，电感电流检测脚CS经由次斜坡补偿电阻R5连接到功率开关管Q1的第三端子，功率开关管Q1的第三端子经由电感电流采样电阻R7接地。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括PWM调光控制信号输入脚PWM和模拟调光控制信号输入脚ADIM中的至少一者。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括充电电阻R6和输出滤波电容C3，LED驱动芯片U2还包括芯片供电脚VIN，并且芯片供电脚VIN经由充电电阻R6连接到LED驱动电路200的输入电压并且经由输出滤波电容C3接电路基准地。

如图2所示，在一些实施例中，LED驱动电路200还包括过压保护电压设置电阻R8和R9，LED驱动芯片200还包括输出过压保护设置脚OVP，其中，输出过压保护设置脚OVP经由过压保护电压设置电阻R9接电路基准地并且经由过压保护电压设置电阻R8连接到LED驱动电路200的输出端。

具体地，图2所示的LED驱动电路200的工作过程如下：

第一阶段：输入电压VIN通过充电电阻R6给输出滤波电容C3充电，当输出滤波电容C3上的电压达到LED驱动芯片U2的启动电压时，LED驱动芯片U2启动。LED驱动芯片U2启动后，检测通道选择功能设置脚RI-2的对地电压，如果检测到的电压高于第二阈值电压，则关闭需要关闭的通道，如果检测到的电压低于第二阈值电压，则正常启动所有通道。这里，如果需要关闭LED负载电流输入脚LED2-1至LED2-4中的一个或多个预定引脚对应的通道，则将通道选择功能设置脚RI-2经由通道选择设置电阻R4连接到内部低压降输出脚VCC；如果需要使LED负载电流输入脚LED2-1至LED2-4对应的各个通道均正常工作，则将通道选择功能设置脚RI-2经由通道选择设置电阻R2接电路基准地。

第二阶段：LED驱动芯片U2通过功率开关管驱动脚GATE控制功率开关管Q1从关断状态变为导通状态，电流通过VIN->F1->L1->Q1->R7->GND->VIN回路给升压电感L1充电储能。在功率开关管Q1处于导通状态期间，LED驱动芯片U2通过限制电感电流采样电阻R7两端的最大电压来限制用于升压电感L1的最大储能电流。当功率开关管Q1当前周期的导通时间完成时，LED驱动芯片U2控制功率开关管Q1从导通状态变为关断状态。

第三阶段：在功率开关管Q1处于关断状态期间，升压电感L1存储的能量通过回路L1->D1->C4->GND->VIN->L1给LED负载供电。LED驱动芯片U2实时检测到升压电感L1退磁结束时，控制功率开关管Q1从关断状态变为导通状态，使得LED驱动电路200进入第二阶段工作，这样可以逐周期地将能量传送给LED负载。在上述第二和第三阶段中，LED驱动芯片U2实时检测LED驱动电路200的输出电压，并且在LED驱动电路200的输出电压达到过压保护阈值时实现输出过压保护功能。

第四阶段：当输入电压VIN降低到LED驱动芯片U2的欠压保护电压以下或者LED驱动芯片U2的保护功能被触发时，LED驱动芯片U2关闭自供电系统。当输入电压VIN重新上升到LED驱动芯片U2的启动电压时，LED驱动电路200进入第一阶段工作。

图3示出了图1或图2所示的LED驱动芯片U1或U2的内部功能的框图。下面，为了简单，将LED控制芯片U1和U2统称为LED控制芯片U，并且LED控制芯片U除了包括以上所述的引脚外还包括芯片使能控制脚ENA。如图3所示，LED驱动芯片U包括以下功能模块：

芯片供电模块302，其输入端连接芯片使能脚ENA和芯片供电脚VIN、输出端连接芯片内部的功能模块和内部低压降输出脚VCC，用于为芯片内部的功能模块供电并对内部低压降输出脚VCC外部连接的电容进行充电储能。

开关管驱动模块304，其输入端连接芯片供电模块和逻辑控制模块、输出端连接功率开关管驱动脚GATE，用于将来自逻辑控制模块的逻辑控制信号转换成合适的电压信号来驱动功率开关管Q1的导通与关断。

电流检测模块306，其输入端连接电感电流检测脚CS、输出端连接逻辑控制模块，用于检测经由电感电流检测脚CS接收的电压信号是否达到第三阈值电压，并基于检测结果输出相应的逻辑信号到逻辑控制模块进行相应的逻辑控制。

OVP检测模块308，其输入端连接输出过压保护设置脚OVP、输出端连接逻辑控制模块，用于检测经由过压保护设置脚OVP接收的电压信号是否达到第四阈值电压，并基于检测结果输出相应的逻辑信号到逻辑控制模块进行相应的逻辑控制。

调光控制模块310，其输入端连接PWM调光控制信号输入脚PWM、模拟调光控制信号输入脚ADIM、以及输出电流设置脚ISET、输出端连接逻辑控制模块和恒流控制和通道选择模块，用于基于经由PWM调光控制信号输入脚PWM脚和模拟调光控制信号输入脚AMID接收的PWM调光信号和模拟调光信号以及输出电流设置脚ISET处的电压信号，输出相应的逻辑信号到逻辑控制模块进行相应的逻辑控制并且输出调光基准电压信号和调光占空比信号到恒流控制和通道选择模块。

恒流控制和通道选择模块312，其输入端连接到工作频率设置脚RI-1/通道选择功能设置脚RI-2、通道选择功能设置脚LED1-1至LED1-4脚/LED负载电流输入脚LED2-1至LED2-4脚、以及调光控制模块、输出端连接到逻辑控制模块，用于基于调光控制模块提供的电压基准信号、调光占空比信号、通道电压反馈信号以及通道选择控制信号，控制输出电流恒流、实现通道选择、反馈电压信号给逻辑控制模块进行相应的逻辑控制。

逻辑控制模块314，其输入端连接到芯片内部除开关管驱动模块以外的各功能模块、输出端连接到开关管驱动模块，用于利用逻辑算法对来自芯片内部除开关管驱动模块以外的各功能模块的逻辑信号进行处理，并输出逻辑控制信号到开关管驱动模块。

本实用新型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，本实用新型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都被包括在本实用新型的范围中。

Claims (11)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括LED驱动芯片，所述LED驱动芯片包括工作通道选择控制电路并且包括：

多个LED负载电流输入脚，用于连接相互并联的不同LED负载；和

通道选择功能设置脚，经由第一通道选择设置电阻接电路基准地或者经由第二通道选择设置电阻连接到所述LED驱动芯片中的低压降稳压器的输出电压，其中：

当所述通道选择功能设置脚经由所述第一通道选择设置电阻接电路基准地时，所述多个LED负载电流输入脚对应的各个通道能够正常工作，并且

当所述通道选择功能设置脚经由所述第二通道选择设置电阻连接到所述LED驱动芯片中的低压降稳压器的输出电压时，所述多个LED负载电流输入脚中的一个或多个预定引脚对应的各个通道关闭，并且所述多个LED负载电流输入脚中的其余引脚对应的各个通道能够正常工作。

2.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括功率开关管，所述LED驱动芯片还包括功率开关管驱动脚，并且所述功率开关管驱动脚连接到所述功率开关管的第一端子。

3.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一和第二通道选择设置电阻还用作工作频率设置电阻，所述通道选择功能设置脚还用作工作频率设置脚。

4.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括输出电流设置电阻，所述LED驱动芯片还包括输出电流设置脚，并且所述输出电流设置脚经由所述输出电流设置电阻接电路基准地。

5.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括补偿电阻和补偿电容，所述LED驱动芯片还包括外接环路补偿连接脚，并且所述外接环路补偿连接脚经由所述补偿电阻和所述补偿电容接电路基准地。

6.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括旁路电容，所述LED驱动芯片还包括内部低压降输出脚，并且所述内部低压降输出脚经由所述旁路电容接电路基准地。

7.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括升压电感，所述功率开关管的第二端子经由所述升压电感连接到所述LED驱动电路的输入电压。

8.如权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括次斜坡补偿电阻和电感电流采样电阻，所述LED驱动芯片还包括电感电流检测脚，所述电感电流检测脚经由所述次斜坡补偿电阻连接到所述功率开关管的第三端子，所述功率开关管的第三端子经由所述电感电流采样电阻接地。

9.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括脉宽调制(PWM)调光控制信号输入脚和模拟调光控制信号输入脚中的至少一者。

10.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括充电电阻和输出滤波电容，所述LED驱动芯片还包括芯片供电脚，并且所述芯片供电脚经由所述充电电阻连接到所述LED驱动电路的输入电压并且经由所述输出滤波电容接电路基准地。

11.如权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括第一和第二过压保护电压设置电阻，所述LED驱动芯片还包括输出过压保护设置脚，所述输出过压保护设置脚经由所述第一过压保护电压设置电阻接电路基准地并且经由所述第二过压保护电压设置电阻连接到所述LED驱动电路的输出端。