CN220570704U - 一种恒流驱动芯片、恒流驱动电路以及灯具 - Google Patents
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Abstract
本申请属于驱动技术领域,提供了一种恒流驱动芯片、恒流驱动电路以及灯具,由恒流控制模块检测电流反馈引脚的电压生成恒流控制信号,恒压控制模块检测电压反馈引脚的电压生成恒压控制信号,导通时间设置模块提供导通时间设置信号,恒定导通时间控制模块根据导通时间设置信号、恒流控制信号以及恒压控制信号生成恒定导通时间控制信号,过零检测模块根据过零检测引脚输入的信号生成过零检测信号;逻辑控制模块根据恒定导通时间控制信号、过零检测信号以及限流控制信号生成逻辑控制信号;栅极驱动模块根据逻辑控制信号生成栅极驱动信号,并输出栅极驱动信号至栅极驱动引脚,提高了开关驱动频率,实现了氮化镓开关器件的驱动的目的。
Description
技术领域
本申请属于驱动技术领域,尤其涉及一种恒流驱动芯片、恒流驱动电路以及灯具。
背景技术
因市场上对高效率照明的要求越来越高,且对照明产品的设计朝着小型化、超薄化方向发展,现有灯具采用普通硅基金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,MOSFET)的开关电源因频率限制(AC/DC电路中输入电流的频率一般不超过100K Hz),很难通过减小开关元器件来缩小灯具的体积,已经无法满足市场对产品小型化、高效率等要求。
实用新型内容
为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种恒流驱动芯片、恒流驱动电路以及灯具,旨在提供一种驱动氮化镓开关器件的驱动芯片,达到提升开关频率、提高电源转换效率的目的。
本申请实施例第一方面提供了一种恒流驱动芯片,所述恒流驱动芯片包括:
恒流控制模块,用于检测电流反馈引脚的电压,并根据检测结果生成恒流控制信号;
恒压控制模块,用于检测电压反馈引脚的电压,并根据检测结果生成恒压控制信号;
导通时间设置模块,用于根据导通时间设置引脚接入的电阻或者电容生成导通时间设置信号;
恒定导通时间控制模块,与所述恒流控制模块、所述恒压控制模块以及所述导通时间设置模块连接,用于接收所述导通时间设置信号、所述恒流控制信号以及所述恒压控制信号,并根据所述导通时间设置信号、所述恒流控制信号以及所述恒压控制信号生成恒定导通时间控制信号;
过零检测模块,用于根据过零检测引脚输入的信号生成过零检测信号;
过流检测模块,用于在电流检测引脚的电压满足过流条件的情况下生成限流控制信号;
逻辑控制模块,与所述恒定导通时间控制模块、所述过零检测模块以及过流检测模块连接,用于根据所述恒定导通时间控制信号、所述过零检测信号以及所述限流控制信号生成逻辑控制信号;
栅极驱动模块,与所述逻辑控制模块连接,用于根据所述逻辑控制信号生成栅极驱动信号,并输出栅极驱动信号至栅极驱动引脚;
自举电容控制模块,用于为电源引脚输入的供电电源提供自举电容,并对所述栅极驱动模块供电;
高压充电模块,用于对输入引脚输入的高压电源进行电压转换,并将转换后得到的电压输出至所述电源引脚。
在一个实施例中,所述恒流驱动芯片还包括:
过温保护模块,用于检测芯片温度生成过温保护信号输出至所述恒流控制模块;
所述恒流控制模块还用于根据所述过温保护信号调节所述恒流控制信号。
在一个实施例中,所述恒流驱动芯片还包括:
过压保护模块,与所述电压反馈引脚连接,用于在所述电压反馈引脚的电压大于预设电压阈值的情况下生成过压保护信号;
复位控制模块,与所述过压保护模块和所述逻辑控制模块连接,用于接收所述过压保护信号,并在所述过压保护信号满足复位条件时生成复位控制信号输出至所述逻辑控制模块,以控制所述逻辑控制模块复位。
在一个实施例中,所述恒流驱动芯片还包括:
电源供应模块,与所述电源引脚和所述高压充电模块连接,用于接收所述高压充电模块输出的电压,并对所述高压充电模块输出的电压稳压处理后输出至所述电源引脚。
在一个实施例中,所述恒流驱动芯片还包括:
欠压保护模块,与所述电源供应模块连接,用于在所述电源引脚的电压低于预设工作电压的情况下控制所述电源供应模块关闭输出。
在一个实施例中,所述过流检测模块包括:
前沿消隐单元,用于消除所述电流检测引脚输入的误触发信号,并生成电流检测信号;
限流控制单元,与所述前沿消隐单元和所述逻辑控制模块,用于在所述电流检测信号满足过流条件的情况下生成限流控制信号输出至所述逻辑控制模块。
本申请实施例第二方面还提供了一种恒流驱动电路,与光源模组连接,所述恒流驱动电路包括:第一电感、氮化镓功率开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、输入整流滤波电路、电压采样电路以及如上述任一项所述的恒流驱动芯片;
所述氮化镓功率开关管与所述恒流驱动芯片连接,用于根据所述恒流驱动芯片输出的开关驱动信号导通或者关断;
所述输入整流滤波电路用于将输入电流进行整流和滤波处理后生成直流供电信号;
所述电压采样电路与所述光源模组连接,用于对所述光源模组两端的电压采样得到电压采样信号输出至所述恒流驱动芯片;
所述恒流驱动芯片的输入引脚、所述第一电感的第一端共接于所述输入整流滤波电路的输出端,所述恒流驱动芯片的过零检测引脚、所述第一电感的第二端、所述氮化镓功率开关管的第一端共接于所述光源模组的正极端;
所述恒流驱动芯片的电压反馈引脚连接所述电压采样电路,所述恒流驱动芯片的电流反馈引脚、所述第一电阻的第一端、所述第二电容的第一端共接,所述第一电阻的第二端连接所述光源模组的负极端,所述恒流驱动芯片的电源引脚连接所述第三电容的第一端,所述恒流驱动芯片的导通时间设置引脚连接所述第四电容的第一端,所述恒流驱动芯片的栅极驱动引脚连接所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端共接于所述氮化镓功率开关管的控制端,所述恒流驱动芯片的自举电容引脚连接所述第一电容的第一端,所述恒流驱动芯片的电流检测引脚、所述第一电容的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端以及所述氮化镓功率开关管的第二端,所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端,所述第四电阻的第二端以及所述第五电阻的第二端共接于地。
在一个实施例中,所述恒流驱动电路还包括:
输出整流滤波电路,与所述第一电感连接,用于对所述第一电感输出的电流进行整流和滤波处理。
在一个实施例中,所述输入整流滤波电路包括:整流桥、第二电感、第五电容、第六电阻;
所述整流桥的第一端连接火线端,所述整流桥的第二端连接零线端,所述整流桥的第三端、所述第五电容的第一端、所述第二电感的第一端以及所述第六电阻的第一端共接,所述第二电感的第二端、所述第六电阻的第二端共接于所述第一电感的第一端,所述第五电容的第二端接地。
本申请实施例第三方面还提供了一种灯具,包括:如上述任一项实施例所述的恒流驱动芯片;或者包括如上述任一项实施例所述的恒流驱动电路。
本申请实施例的有益效果:由恒流控制模块检测电流反馈引脚的电压生成恒流控制信号,恒压控制模块检测电压反馈引脚的电压生成恒压控制信号,导通时间设置模块提供导通时间设置信号,恒定导通时间控制模块根据导通时间设置信号、恒流控制信号以及恒压控制信号生成恒定导通时间控制信号,过零检测模块根据过零检测引脚输入的信号生成过零检测信号;逻辑控制模块根据恒定导通时间控制信号、过零检测信号以及限流控制信号生成逻辑控制信号;栅极驱动模块根据逻辑控制信号生成栅极驱动信号,并输出栅极驱动信号至栅极驱动引脚,提高了开关驱动频率,实现了氮化镓开关器件的驱动的目的。
附图说明
图1是本申请实施例提供的恒流驱动芯片的示意图;
图2是本申请实施例提供的恒流驱动电路的示意图;
图3是本申请实施例提供的恒流驱动电路工作时的电压电流波形示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
随着GaN HEMT技术的逐渐成熟,产品价格越来越接近普通MOS,由于GaN器件具有低开关损耗、更高的热导率、更高的电子迁移率、更广的工作温度范围等性能和优点,GaN开关电源的效率比Si基MOS高很多,可提高1~5%以上。然而,目前缺少针对氮化镓功率器件的驱动电路,并且由于频率限制(AC/DC电路的频率一般不超过100K Hz),很难通过减小开关元器件来缩小驱动电源的体积,已经无法满足市场对产品小型化、高效率等要求。
本申请实施例提供了一种恒流驱动芯片,参见图1所示,恒流驱动芯片包括:恒流控制模块CCC、恒压控制模块CVC、导通时间设置模块TM、恒定导通时间控制模块COT、过零检测模块ZCD、过流检测模块CP、逻辑控制模块LOGIC、栅极驱动模块GD、自举电容控制模块BSTCR、高压充电模块HVVC。恒流控制模块CCC与电流反馈引脚I_FB连接,恒压控制模块CVC与电压反馈引脚V_FB连接,导通时间设置模块TM与导通时间设置引脚Tonmax连接,过零检测模块ZCD与过零检测引脚Zcd连接,过流检测模块CP与电流检测引脚ISP,栅极驱动模块GD与栅极驱动引脚GATE连接,自举电容控制模块BSTCR与自举电容引脚BST连接,高压充电模块HVVC与电源引脚VCC和输入引脚VIN连接。
恒流控制模块CCC用于检测电流反馈引脚I_FB的电压,并根据检测结果生成恒流控制信号,恒压控制模块CVC用于检测电压反馈引脚V_FB的电压,并根据检测结果生成恒压控制信号;导通时间设置模块TM用于根据导通时间设置引脚Tonmax接入的电阻或者电容生成导通时间设置信号;恒定导通时间控制模块COT与恒流控制模块CCC、恒压控制模块CVC以及导通时间设置模块TM连接,恒定导通时间控制模块COT用于接收导通时间设置信号、恒流控制信号以及恒压控制信号,并根据导通时间设置信号、恒流控制信号以及恒压控制信号生成恒定导通时间控制信号;过零检测模块ZCD用于根据过零检测引脚Zcd输入的信号生成过零检测信号;过流检测模块CP用于在电流检测引脚ISP的电压满足过流条件的情况下生成限流控制信号;逻辑控制模块LOGIC与恒定导通时间控制模块COT、过零检测模块ZCD以及过流检测模块CP连接,逻辑控制模块LOGIC用于根据恒定导通时间控制信号、过零检测信号以及限流控制信号生成逻辑控制信号;栅极驱动模块GD与逻辑控制模块LOGIC连接,栅极驱动模块GD用于根据逻辑控制信号生成栅极驱动信号,并输出栅极驱动信号至栅极驱动引脚GATE;自举电容控制模块BSTCR用于为电源引脚VCC输入的供电电源提供自举电容,并对栅极驱动模块GD供电;高压充电模块HVVC用于对输入引脚VIN输入的高压电源进行电压转换,并将转换后得到的电压输出至电源引脚VCC。
在本实施例中,由恒流控制模块CCC检测电流反馈引脚I_FB的电压生成恒流控制信号,恒压控制模块CVC检测电压反馈引脚V_FB的电压生成恒压控制信号,导通时间设置模块TM提供导通时间设置信号,恒定导通时间控制模块COT根据导通时间设置信号、恒流控制信号以及恒压控制信号生成恒定导通时间控制信号,过零检测模块ZCD根据过零检测引脚Zcd输入的信号生成过零检测信号;逻辑控制模块LOGIC根据恒定导通时间控制信号、过零检测信号以及限流控制信号生成逻辑控制信号;栅极驱动模块GD根据逻辑控制信号生成栅极驱动信号,并输出栅极驱动信号至栅极驱动引脚GATE,提高了开关驱动频率,实现了氮化镓开关器件的驱动的目的。
在一些实施例中,恒流控制模块CCC、恒压控制模块CVC、导通时间设置模块TM、恒定导通时间控制模块COT、过零检测模块ZCD、过流检测模块CP、逻辑控制模块LOGIC、栅极驱动模块GD、自举电容控制模块BSTCR、高压充电模块HVVC中的接地端均与芯片的接地引脚GND连接。
在一些实施例中,导通时间设置模块TM与导通时间设置引脚Tonmax连接,可以通过在导通时间设置引脚Tonmax连接电容或者电容,通过调整所连接的电容和电阻的参数对导通时间进行设置。
在一个实施例中,参见图1所示,恒流驱动芯片还包括过温保护模块OTP,过温保护模块OTP用于检测芯片温度生成过温保护信号输出至恒流控制模块CCC;恒流控制模块CCC还用于根据过温保护信号调节恒流控制信号。
在本实施例中,过温保护模块OTP可以由温敏器件组成,例如,温敏传感器、温敏电阻等,过温保护模块OTP集成于恒流驱动芯片内部,通过过温保护模块OTP对芯片内的温度进行采样,并在芯片温度超过预设温度范围的情况下生成过温保护信号发送至恒流控制模块CCC,从而由恒流控制模块CCC调整其输出的恒流控制信号。
在一个实施例中,参见图1所示,恒流驱动芯片还包括过压保护模块VOVP和复位控制模块LOR,过压保护模块VOVP与电压反馈引脚V_FB连接,过压保护模块VOVP用于在电压反馈引脚V_FB的电压大于预设电压阈值的情况下生成过压保护信号;复位控制模块LOR与过压保护模块VOVP和逻辑控制模块LOGIC连接,复位控制模块LOR用于接收过压保护信号,并在过压保护信号满足复位条件时生成复位控制信号输出至逻辑控制模块LOGIC,以控制逻辑控制模块LOGIC复位。
在本实施例中,过压保护模块VOVP对电压反馈引脚V_FB的电压进行判断,在电压反馈引脚V_FB的电压大于预设电压阈值的情况下生成过压保护信号,并由复位控制模块LOR根据该过压保护信号控制逻辑控制模块LOGIC复位,此时,恒流驱动芯片关闭或者重启。
在一个应用实施例中,过压保护模块VOVP对电压反馈引脚V_FB的电压连续进行多次采样测量,在电压反馈引脚V_FB的电压大于预设电压阈值的情况下生成过压保护信号至逻辑控制模块LOGIC,此时逻辑控制模块LOGIC可以根据过压保护信号重启,当重启次数达到预设次数后,逻辑控制模块LOGIC关闭,直至系统重新上电复位后再重新工作。
在一个应用实施例中,过压保护模块VOVP对电压反馈引脚V_FB的电压连续进行多次采样测量,在预设时间段内连续多次采样得到的电压大于预设电压阈值的个数满足预设条件时(例如1s内有3次采样电压大于预设电压阈值)生成过压保护信号至逻辑控制模块LOGIC,此时逻辑控制模块LOGIC可以根据过压保护信号重启,当重启次数达到预设次数后,逻辑控制模块LOGIC关闭,直至系统重新上电复位后再重新工作。
在一个实施例中,参见图1所示,恒流驱动芯片还包括电源供应模块PowerS,电源供应模块PowerS与电源引脚VCC和高压充电模块HVVC连接,电源供应模块PowerS用于接收高压充电模块HVVC输出的电压,并对高压充电模块HVVC输出的电压稳压处理后输出至电源引脚VCC。
在一个实施例中,电源供应模块PowerS可以为三段稳压电路,用于对高压充电模块HVVC输出的电压进行稳压处理。
在一个实施例中,高压充电模块HVVC可以通过高压JEFT器件对电源引脚VCC供电,电源引脚VCC可以与恒流驱动芯片外部的电容连接。
在一个实施例中,参见图1所示,恒流驱动芯片还包括欠压保护模块UVLO,欠压保护模块UVLO与电源供应模块PowerS连接,欠压保护模块UVLO用于在电源引脚VCC的电压低于预设工作电压的情况下控制电源供应模块PowerS关闭输出。
在本实施例中,欠压保护模块UVLO对电源引脚VCC的电压进行检测,并在电源引脚VCC的电压低于预设工作电压的情况下控制电源供应模块PowerS关闭输出,达到保护负载的目的。
在一个具体应用实施例中,当电源引脚VCC的电压大于预设阈值电压时,电源供应模块PowerS重新开启输出电压。
在一个实施例中,参见图1所示,过流检测模块CP包括前沿消隐单元LEB和限流控制单元CL,前沿消隐单元LEB用于消除电流检测引脚ISP输入的误触发信号,并生成电流检测信号;限流控制单元CL与前沿消隐单元LEB和逻辑控制模块LOGIC,限流控制单元CL用于在电流检测信号满足过流条件的情况下生成限流控制信号输出至逻辑控制模块LOGIC。
在一个实施例中,前沿消隐单元LEB与电流检测引脚ISP连接,通过电流检测引脚ISP检测恒流驱动芯片外部的功率开关管的源极引脚对地的电压信号,并将其处理后得到电流检测信号输出至限流控制单元CL,由限流控制单元CL对该处理后的电流检测信号进行检测判断,若电流检测信号满足过流条件的情况下生成限流控制信号输出至逻辑控制模块LOGIC,逻辑控制模块LOGIC可以根据该限流控制信号设置逻辑控制信号的电平高低。
本申请实施例还提供了一种恒流驱动电路,该恒流驱动电路与光源模组连接,参见图2所示,恒流驱动电路包括:第一电感L1、氮化镓功率开关管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、输入整流滤波电路100、电压采样电路300以及如上述任一项实施例的恒流驱动芯片U1。
在本实施例中,氮化镓功率开关管Q1与恒流驱动芯片U1连接,氮化镓功率开关管Q1用于根据恒流驱动芯片U1输出的开关驱动信号导通或者关断;输入整流滤波电路100用于将输入电流进行整流和滤波处理后生成直流供电信号;电压采样电路300与光源模组连接,电压采样电路300用于对光源模组两端的电压采样得到电压采样信号输出至恒流驱动芯片U1;恒流驱动芯片U1的输入引脚VIN、第一电感L1的第一端共接于输入整流滤波电路100的输出端,恒流驱动芯片的过零检测引脚Zcd、第一电感L1的第二端、氮化镓功率开关管Q1的第一端共接于光源模组的正极端LED+;恒流驱动芯片U1的电压反馈引脚V_FB连接电压采样电路300,恒流驱动芯片U1的电流反馈引脚I_FB、第一电阻R1的第一端、第二电容C2的第一端共接,第一电阻R1的第二端连接光源模组的负极端LED-,恒流驱动芯片U1的电源引脚VCC连接第三电容C3的第一端,恒流驱动芯片的导通时间设置引脚Tonmax连接第四电容C4的第一端,恒流驱动芯片的栅极驱动引脚GATE连接第二电阻R2的第一端,第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端共接于氮化镓功率开关管Q1的控制端,恒流驱动芯片的自举电容引脚BST连接第一电容C1的第一端,恒流驱动芯片U1的电流检测引脚ISP、第一电容C1的第二端、第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端、第五电阻R5的第一端以及氮化镓功率开关管Q1的第二端,第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端,第四电阻R4的第二端以及第五电阻R5的第二端共接于地。
在本实施例中,恒流驱动芯片U1、第一电感L1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5组成驱动电路,该驱动电路具有较高的驱动开关频率的特性,可以用于驱动氮化镓功率开关管Q1,提高开关电源工作频率,来降低输出电解电容的容量、减小功率电感或变压器的感量,从而减小电解及功率电感或变压器的尺寸。
本实施例中的恒流驱动电路中电容的计算公式:Cout=Iout/(△V*fs*δ);
其中,Cout是输出电容器的容量,Iout是输出电流,ΔV是输出电压波动幅度,fs是开关频率,δ是占空比。从上述公式可以看出,当开关频率fs增加时,输出电容器的容量Cout可随之降低,从而实现减小输出电容器容量的目的。当然频率越高对输出电容器的容量Cout的要求越低。
本实施例中的恒流驱动电路中电感的计算公式:
L=Vin2*(Vout-Vin*21/2)/(2*f*Pin*Vout);
其中,L表示功率电感的电感值,单位为亨(H);Vin为交流输入电压,Vout为输出电压,f为开关频率,Pin为输入电压;当Pin、Vin、Vout为定值时,提高开关频率f,跟进等式关系,可以有效降低功率电感L的感量;减小感量即可减少绕线匝数,从而减小功率电感的体积。并且相比基硅MOS器件,GaN HEMT具有更低的导通阻抗,可以有效降低开关损耗及导通损耗,最终有效控制整机产品的温升,提高产品的使用寿命。同时,GaN器件的推广和应用也在不断扩大,预计其未来的性能和应用前景将更加广阔。
图3为上述实施例中的恒流驱动电路在工作时的波形示意图,参见图3所示,Vin_AC为零线端N和火线端L输入的交流输入电压;Iin_AC为零线端N和火线端L输入的交流输入电流,IL_pk为功率电感的峰值电流,功率电感的峰值电流IL_pk、交流输入电流Vin_AC跟随交流输入电压Vin_AC的幅值变化,从而实现高功率因数、低谐波失真。
在一个实施例中,参见图3所示,恒流驱动电路还包括输出整流滤波电路400,输出整流滤波电路400与第一电感L1连接,输出整流滤波电路400用于对第一电感L1输出的电流进行整流和滤波处理。
在一个实施例中,参见图3所示,输入整流滤波电路100包括:整流桥BD、第二电感L2、第五电容C5、第六电阻R6;整流桥BD的第一端连接火线端L,整流桥BD的第二端连接零线端N,整流桥BD的第三端、第五电容C5的第一端、第二电感L2的第一端以及第六电阻R6的第一端共接,第二电感L2的第二端、第六电阻R6的第二端共接于第一电感L1的第一端,第五电容C5的第二端接地。
在一个实施例中,参见图3所示,本实施例中的恒流驱动电路还包括输入保护电路500,该输入保护电路500连接于交流端口(火线端L和零线端N)与输入整流滤波电路100之间,该输入保护电路500可以用于在交流端口输入的交流电过流或者过压时对后级电路进行保护,避免损坏后级电路中的元器件。
在一个实施例中,参见图3所示,输入保护电路500包括保险丝FR1和压敏电阻RV1,保险丝FR1的第一端连接于火线端L,保险丝FR1的第二端和压敏电阻RV1的第一端共接整流桥BD的第一端,压敏电阻RV1的第二端连接零线端N。
在一个实施例中,电压采样电路300可以为由多个电阻组成的分压电路,通过对光源模组的正极端LED+和负极端LED-之间的电压分压处理后输出至恒流驱动芯片U1。
在一个实施例中,参见图3所示,电压采样电路300包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9以及第十电阻R10,第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9以及第十电阻R10串联后并联于光源模组的正极端LED+和负极端LED-之间,并且通过第九电阻R9和第十电阻R10之间的公共节点连接至恒流驱动芯片U1的电压反馈引脚V_FB。
在一个实施例中,参见图3所示,输出整流滤波电路400包括第二二极管D2和第八电容C8,第二二极管D2的阳极连接第一电感L1的第二端,第二二极管D2的阴极和第八电容C8的第一端共接于光源模组的正极端LED+,第八电容C8的第二端接地。
在一个实施例中,参见图3所示,恒流驱动电路还包括续流电路200,该续流电路200可以为氮化镓功率开关管Q1提供续流通道。
在一个实施例中,参见图3所示,续流电路200包括第一二极管D1和第七电容C7,第一二极管D1和第七电容C7均与第一电感L1并联。
具体的,第一二极管D1的阳极和第七电容C7的第一端连接第一电感L1的第一端,第一二极管D1的阴极与第七电容C7的第二端共接于光源模组的正极端LED+。
在一个实施例中,参见图3所示,光源模组的负极端LED-通过第十一电阻R11和第十二电阻R12接地。
本申请实施例还提供了一种灯具,包括:如上述任一项实施例所述的恒流驱动芯片。
在一个实施例中,本实施例中的灯具包括如上述任一项实施例所述的恒流驱动电路。
在本实施例中,灯具包括光源模组,光源模组可以为LED发光二极管,通过采用上述任一项实施例所述的恒流驱动电路驱动光源模组,可以采用更高的开关频率驱动氮化镓开关器件,实现电源的转换效率,也实现了减小开关元器件达到缩小灯具的体积的目的。
本申请实施例的有益效果:由恒流控制模块检测电流反馈引脚的电压生成恒流控制信号,恒压控制模块检测电压反馈引脚的电压生成恒压控制信号,导通时间设置模块提供导通时间设置信号,恒定导通时间控制模块根据导通时间设置信号、恒流控制信号以及恒压控制信号生成恒定导通时间控制信号,过零检测模块根据过零检测引脚输入的信号生成过零检测信号;逻辑控制模块根据恒定导通时间控制信号、过零检测信号以及限流控制信号生成逻辑控制信号;栅极驱动模块根据逻辑控制信号生成栅极驱动信号,并输出栅极驱动信号至栅极驱动引脚,提高了开关驱动频率,实现了氮化镓开关器件的驱动的目的。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种恒流驱动芯片,其特征在于,所述恒流驱动芯片包括:
恒流控制模块,用于检测电流反馈引脚的电压,并根据检测结果生成恒流控制信号;
恒压控制模块,用于检测电压反馈引脚的电压,并根据检测结果生成恒压控制信号;
导通时间设置模块,用于根据导通时间设置引脚接入的电阻或者电容生成导通时间设置信号;
恒定导通时间控制模块,与所述恒流控制模块、所述恒压控制模块以及所述导通时间设置模块连接,用于接收所述导通时间设置信号、所述恒流控制信号以及所述恒压控制信号,并根据所述导通时间设置信号、所述恒流控制信号以及所述恒压控制信号生成恒定导通时间控制信号;
过零检测模块,用于根据过零检测引脚输入的信号生成过零检测信号;
过流检测模块,用于在电流检测引脚的电压满足过流条件的情况下生成限流控制信号;
逻辑控制模块,与所述恒定导通时间控制模块、所述过零检测模块以及过流检测模块连接,用于根据所述恒定导通时间控制信号、所述过零检测信号以及所述限流控制信号生成逻辑控制信号;
栅极驱动模块,与所述逻辑控制模块连接,用于根据所述逻辑控制信号生成栅极驱动信号,并输出栅极驱动信号至栅极驱动引脚;
自举电容控制模块,用于为电源引脚输入的供电电源提供自举电容,并对所述栅极驱动模块供电;
高压充电模块,用于对输入引脚输入的高压电源进行电压转换,并将转换后得到的电压输出至所述电源引脚。
2.如权利要求1所述的恒流驱动芯片,其特征在于,所述恒流驱动芯片还包括:
过温保护模块,用于检测芯片温度生成过温保护信号输出至所述恒流控制模块;
所述恒流控制模块还用于根据所述过温保护信号调节所述恒流控制信号。
3.如权利要求1所述的恒流驱动芯片,其特征在于,所述恒流驱动芯片还包括:
过压保护模块,与所述电压反馈引脚连接,用于在所述电压反馈引脚的电压大于预设电压阈值的情况下生成过压保护信号;
复位控制模块,与所述过压保护模块和所述逻辑控制模块连接,用于接收所述过压保护信号,并在所述过压保护信号满足复位条件时生成复位控制信号输出至所述逻辑控制模块,以控制所述逻辑控制模块复位。
4.如权利要求1所述的恒流驱动芯片,其特征在于,所述恒流驱动芯片还包括:
电源供应模块,与所述电源引脚和所述高压充电模块连接,用于接收所述高压充电模块输出的电压,并对所述高压充电模块输出的电压稳压处理后输出至所述电源引脚。
5.如权利要求4所述的恒流驱动芯片,其特征在于,所述恒流驱动芯片还包括:
欠压保护模块,与所述电源供应模块连接,用于在所述电源引脚的电压低于预设工作电压的情况下控制所述电源供应模块关闭输出。
6.如权利要求1-5任一项所述的恒流驱动芯片,其特征在于,所述过流检测模块包括:
前沿消隐单元,用于消除所述电流检测引脚输入的误触发信号,并生成电流检测信号;
限流控制单元,与所述前沿消隐单元和所述逻辑控制模块,用于在所述电流检测信号满足过流条件的情况下生成限流控制信号输出至所述逻辑控制模块。
7.一种恒流驱动电路,与光源模组连接,其特征在于,所述恒流驱动电路包括:第一电感、氮化镓功率开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、输入整流滤波电路、电压采样电路以及如权利要求1-6任一项所述的恒流驱动芯片;
所述氮化镓功率开关管与所述恒流驱动芯片连接,用于根据所述恒流驱动芯片输出的开关驱动信号导通或者关断;
所述输入整流滤波电路用于将输入电流进行整流和滤波处理后生成直流供电信号;
所述电压采样电路与所述光源模组连接,用于对所述光源模组两端的电压采样得到电压采样信号输出至所述恒流驱动芯片;
所述恒流驱动芯片的输入引脚、所述第一电感的第一端共接于所述输入整流滤波电路的输出端,所述恒流驱动芯片的过零检测引脚、所述第一电感的第二端、所述氮化镓功率开关管的第一端共接于所述光源模组的正极端;
所述恒流驱动芯片的电压反馈引脚连接所述电压采样电路,所述恒流驱动芯片的电流反馈引脚、所述第一电阻的第一端、所述第二电容的第一端共接,所述第一电阻的第二端连接所述光源模组的负极端,所述恒流驱动芯片的电源引脚连接所述第三电容的第一端,所述恒流驱动芯片的导通时间设置引脚连接所述第四电容的第一端,所述恒流驱动芯片的栅极驱动引脚连接所述第二电阻的第一端,所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端共接于所述氮化镓功率开关管的控制端,所述恒流驱动芯片的自举电容引脚连接所述第一电容的第一端,所述恒流驱动芯片的电流检测引脚、所述第一电容的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端、所述第五电阻的第一端以及所述氮化镓功率开关管的第二端,所述第二电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端,所述第四电阻的第二端以及所述第五电阻的第二端共接于地。
8.如权利要求7所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述恒流驱动电路还包括:
输出整流滤波电路,与所述第一电感连接,用于对所述第一电感输出的电流进行整流和滤波处理。
9.如权利要求8所述的恒流驱动电路,其特征在于,所述输入整流滤波电路包括:整流桥、第二电感、第五电容、第六电阻;
所述整流桥的第一端连接火线端,所述整流桥的第二端连接零线端,所述整流桥的第三端、所述第五电容的第一端、所述第二电感的第一端以及所述第六电阻的第一端共接,所述第二电感的第二端、所述第六电阻的第二端共接于所述第一电感的第一端,所述第五电容的第二端接地。
10.一种灯具,其特征在于,包括:如权利要求1-6任一项所述的恒流驱动芯片;或者包括如权利要求7-9任一项所述的恒流驱动电路。
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