一種數模混合調光的led驅動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有數?；旌险{光功能的LED驅動電路，主要解決現有電壓控制模式的電路結構輸入響應速度慢，包括調光控制單元，峰值電流檢測采樣單元和恒定關斷時間控制單元。調光控制單元通過模擬和數字兩種調光方式調節(jié)流過LED上的平均電流的大小來實現亮度的調節(jié)，分別輸出峰值電流檢測閾值VCST1給峰值電流檢測采樣單元，而且輸出兩個使能VEN1和VEN2給恒定關斷時間控制單元；峰值電流檢測采樣單元將比較結果輸入到恒定關斷時間控制單元；恒定關斷時間控制單元在檢測到峰值電流時，產生一個恒定的關斷時間。本發(fā)明提高了輸入響應速度，可實現快速的數?；旌险{光，可應用于LED驅動電路。
【專利說明】—種數?；旌险{光的LED驅動電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子電路【技術領域】，涉及模擬集成電路，特別是一種數?；旌险{光的LED驅動電路。
【背景技術】
[0002]隨著半導體技術的快速發(fā)展和應用領域的不斷擴展，具有綠色環(huán)保、節(jié)能、效率高、壽命長等優(yōu)點的LED照明技術現已廣泛地應用在了汽車照明、建筑照明等各個領域。但要發(fā)揮這些優(yōu)勢則需要LED驅動芯片的配合，因此，LED驅動集成電路的進一步發(fā)展成為社會的迫切需求。在常見的幾種LED驅動電路中，DC-DC轉換器因其工作效率高、操作簡單，現已得到了普遍的應用。DC-DC轉換器是將某一直流輸入電壓轉換為另一直流輸出電壓的電路結構，其原理是通過控制功率開關管的開通和關斷時間來調節(jié)環(huán)路的占空比，從而維持輸出的恒定。DC-DC轉換電路主要有Buck (降壓)、Boost (升壓)、Cuk (升降壓)和升-降壓(Buck-Boost)四種拓撲結構，一般由功率開關管、儲能元件電感、續(xù)流二極管、電容、比較器和誤差放大器組成。通過由誤差放大器和比較器構成的反饋環(huán)路來控制功率開關管的開啟和關斷時間，從而維持輸出的恒定。整個電路利用電感上的儲能為負載提供連續(xù)的電流。
[0003]典型的電壓控制模式DC-DC轉換器的系統(tǒng)結構如圖1所示。該電路中包含一個電壓負反饋環(huán)路，采用脈沖寬度調制方法(PWM)實現控制。具體工作原理為:輸出電壓Vott經采樣電阻Rsns分壓后與參考電壓Vkef相比較，其差值經誤差放大器放大后得到VOTP，作為PWM比較器的同相輸入端，通過與PWM比較器反相輸入端的鋸齒波信號Veamp進行比較，用比較后所得信號來控制功率開關管Q1的開啟與關斷。當輸出電壓Vtot下降時，由采樣電阻Rsns分壓所得反饋電壓信號會下降，則通過誤差放大器放大后的電壓Votp會增加，使得功率開關管％的導通時間增加，輸出電壓上升。電壓控制模式通過這種負反饋的方式來維持輸出的恒定。但是，該電壓控制模式DC-DC轉換器需要外部補償網絡，使得輸入響應速度慢，控制環(huán)路易受到電流的干擾。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對上述電壓控制模式DC-DC轉換器的輸入響應速度慢，以及控制環(huán)路易受到電流的干擾的問題，提出一種數?；旌险{光的LED驅動電路，該電路能夠實現恒定關斷時間控制模式，并具有數?；旌险{光功能。在功率開關管Q1導通條件下，當第一電阻R1兩端電壓達到設定的比較器的閾值電壓時，即檢測到所設定的峰值電流，Q1關斷。此外，系統(tǒng)的關斷時間是恒定的。整個電路結構簡單，控制方便；遲滯控制響應速度快；環(huán)路補償簡潔；系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案予以解決:
[0006]一種數?；旌险{光的LED驅動電路，包括如下單元:
[0007]調光控制單元，包括模擬調光電路和數字調光電路，其中，所述模擬調光電路用于接收驅動電壓Vawi，并通過調節(jié)驅動電壓Vawi的電壓值而輸出峰值電流檢測閾值電壓Vcsn，并將輸入到峰值電流檢測采樣單元；所述數字調光電路用于接收使能信號VEN，并在使能信號Ven的控制下，向峰值電流檢測采樣單元和恒定關斷時間控制單元輸出使能信號VEN1，同時向恒定關斷時間控制單元輸出使能信號Ven2 ；
[0008]峰值電流檢測采樣單元，用于接收調光控制單元中的接收模擬調光電路發(fā)送的峰值電流檢測閾值電壓Vkti以及數字調光電路發(fā)送的輸出使能信號Veni ;并在使能信號Veni的控制下，將輸入電壓Vin和由輸入電壓Vin經壓降Vsns得到的電壓V1與峰值檢測閾值電壓Vcsn進行比較，以實現峰值電流的檢測，并將輸出信號V3輸入恒定關斷時間控制單元；
[0009]恒定關斷時間控制單元:用于接收調光控制單元中數字調光電路發(fā)送的使能信號Veni和使能信號VEN2，同時接收峰值電流檢測采樣單元發(fā)送的輸出信號V3 ;并在使能信號Veni和使能信號Ven2控制下，在檢測到峰值電流時，調節(jié)輸入電壓Vaw2,得到一個輸出電壓V2,并將輸出電壓V2輸送至功率開關管Q1 ；
[0010]功率開關管Q1:用于接收恒定關斷時間控制單元發(fā)送的輸出電壓V2,并根據輸出電壓V2產生一;〖亙定的關斷時間Tqff ；
[0011]輸入的直流電源并聯第一電容C1后得到輸入電壓Vin，第一電阻R1兩端的輸入電壓Vin和電壓V1連接到峰值電流檢測單元；恒定關斷時間控制單元輸出的輸出電壓V2連接到一驅動Driver，用于控制功率開關管Q1的導通和關斷；功率開關管Q1與肖特基二極管D1和第二電容C2并聯，且與第一電感L1串聯。
[0012]進一步的，所述調光控制單元包括模擬調光電路和數字調光電路。
[0013]進一步的，所述模擬調光電路包括放大器、NMOS管Mltll、第二電阻R2、第三電阻R3和電流源Isi ;所述數字調光電路12包括第一施密特觸發(fā)器和第二施密特觸發(fā)器、反相器、PMOS 管 M1Q2、PMOS 管 M`1Q4、NMOS 管 M1Q3、NMOS 管 Mltl5 和第三電容 C3 ;其中:
[0014]所述放大器，其同相輸入端連接到驅動電壓VAW1，并且通過第三電阻R3接地；其反相端通過第二電阻R2接地；其輸出端連接到NMOS管Mltll的柵極；NM0S管Mltll的漏極連接到峰值電流檢測采樣單元的輸入閾值電壓Vcsn，其源級通過第二電阻R2接地；電流源Isi輸入端接入內部電源VDD，其輸出端通過第三電阻R3接到地，并且接入Vawi ；
[0015]所述第一施密特觸發(fā)器，其輸入端接在NMOS管Mltl3的漏極，同時接在第三電容C3的正極，其輸出端接在反相器的輸入端，同時接入使能信號Veni ;其電源端分別接內部電源Vdd和地；
[0016]所述第二施密特觸發(fā)器，其輸入端接在反相器的輸出端上，同時連接PMOS管Mltl4與的漏極；其輸出端連接在恒定關斷時間控制單元中與非門的一個輸入端的使能信號Ven2上；其電源端分別接在內部電源Vdd和地上；
[0017]所述反相器，其輸入端連接在施密特觸發(fā)器的輸出端上，其輸出端連接在PMOS管M104的柵極上；PM0S管Mltl2，其源極連接內部電源VDD，其柵極直接到地；PM0S管Mltl4，其源極接入內部電源Vdd ;匪05管Mltl3，其柵極連接使能輸入信號Ven，其源級接地；匪05管Mltl5，其源級接地，其柵極接入使能輸入信號Ven ;第三電容C3，其負極接地。
[0018]進一步的，所述峰值電流檢測采樣單元，包括反相器、電流源Is2、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、高壓PMOS管M2tl3、高壓PMOS管M2tl5、高壓NMOS管M2tl4、高壓NMOS 管 M206' NMOS 管 M2tll、NMOS 管 M202 ' NMOS 管 M207' NMOS 管 M208' NMOS 管 M209' NMOS 管 M210'NMOS 管 M211' NMOS 管 M212' NMOS 管 M215' NMOS 管 M220' NMOS 管 M221' NMOS 管 M223> NMOS 管 M224'NMOS 管 M226, PMOS 管 M213 > PMOS 管 M214' PMOS 管 M216' PMOS 管 M217' PMOS 管 M218' PMOS 管 M219'PMOS 管 M222 和 PMOS 管 M225 ;其中:
[0019]所述反相器，其輸入端連接使能輸入信號VEN1，其輸出端接NMOS管M207 ；
[0020]所述電流源IS2，其輸入端接內部電源VDD，其輸出端接在NMOS管M207和M2tl8的漏極上，同時接在NMOS管M2tl8和M2tl9的柵極上；所述NMOS管M2tl8、M2tl9、M21tl、M211、M212構成一排電流鏡，NMOS管M2(l8、M209, M210, M211、M212的柵極都連接在NMOS管M2tl8的柵極上，源極都接地；
[0021]所述NMOS管M2tl9的漏極接在組成差分對的NMOS管M2(ll、M202的源極上；其中NMOS管M21tl的漏極接在高壓NMOS管M2tl4的源極上；NM0S管M211的漏極接在高壓NMOS管M2tl6的源極上，NMOS管M212的漏極接在PMOS管M213的漏極上；
[0022]所述NMOS管M201和M2tl2構成差分對，它們的漏極分別通過第六電阻R6和第七電阻R7接在輸入電壓Vin上，而它們的柵極則分別通過第四電阻R4和第五電阻R5連接到輸入電壓V1和Vin上；
[0023]所述高壓PMOS管M2(l3、M205和NMOS管M2(l4、M206是漏極高壓管，其中，高壓PMOS管M203^M205的源極分別接在差分對NMOS管M2(i1、M2(i2的漏極上，它們的漏極分別連接在NMOS管M2Q4、M206的漏極上，它們的柵極都連接輸入電壓Vbi ;高壓NMOS管M2(i4、M206的柵極都連接輸入電壓VB2，它們的源級分別連接在組成差分對的NMOS管M219、M218的柵極上；
[0024]所述PMOS管M213、M216構成電流鏡，它們的源極都接到內部電源VDD，PMOS管M216的漏極連接到組成差分對的PMOS管M218、M219的源極；PM0S管M217源極連接內部電源VDD，柵極連接使能信號Veni，漏極連接PMOS管M213的漏極；
[0025]所述PMOS管M214和M222構成電流鏡，它們的源極接內部電源VDD，其中PMOS管M214的漏極接NMOS管M215的漏極，PMOS管M222的漏極接NMOS管M223的漏極；所述NMOS管M215和M22tl也構成電流鏡，其源級都接地，其中NMOS管M22tl的漏極接在組成差分對的PMOS管M218的漏極上；所述NMOS管M221和M223也構成電流鏡，它們的源極都接地，NMOS管M221的漏極接在組成差分對的PMOS管M219的漏極上；
[0026]所述NMOS管M224,其柵極連接使能信號VEN1，用于控制其開關狀態(tài)，其漏極接在NMOS管M223的漏極上，源極接地；所述PMOS管M225和NMOS管M2ffi構成反相器，該反相器的輸入端接在NMOS管M223的漏極上，其輸出端接輸出信號V3，其中PMOS管M225的源極接內部電源VDD，NMOS管M226的源極接地。
[0027]進一步的，所述恒定關斷時間控制單元，包括放大器、比較器、RS觸發(fā)器、反相器、反相器、與非門、第四電容C4、第八電阻R8、PM0S管M3(i1、PM0S管M3(i2、PM0S管M3tl3和PMOS管M304' NMOS 管 M305 和 NMOS 管 M306 ;其中:
[0028]所述放大器，其同相輸入端連接輸入電壓Vaw2，反向輸入端通過第八電阻R8接地，其輸出端接NMOS管M3tl5的柵極；所述比較器，其同相輸入端接基準電壓Vkef，其反相端接PMOS管M3tl3的漏極，其輸出端接RS觸發(fā)器的復位端R ;所述RS觸發(fā)器由兩個與非門構成，其置數端S接在反相器的輸出端上，其輸出端接在反相器的輸入端上；所述反相器，其輸入端接峰值電流檢測采樣單元的輸出信號V3，所述反相器，其輸出端接與非門的一個輸入上；所述與非門的另一個輸入端接使能信號Ven2，其輸出端接輸出電壓V2 ；
[0029]所述PMOS管M3(ll、M302> M303和M3tl4構成電流鏡，其中，PMOS管M3tll和M3tl2的源極接在內部電源Vdd上，而漏極分別接在PMOS管M3tl4和M3tl3的源極上；通過取相同的管子尺寸，得至Li電流關系為:!D6=Id7=Id8=Id9 ;
[0030]所述PMOS管M3tl4的漏極連接NMOS管M3m的漏極，PMOS管M3tl3的漏極通過第四電容C4接地；所述NMOS管M3tl5的源極通過第八電阻R8接地，NMOS管M3tl6的柵極接峰值電流檢測采樣單元的輸出信號V3，其漏極接比較器的反相輸入端，源極接地。
[0031]進一步的，所述峰值電流檢測采樣單元包括反相器、第四電阻R4、第五電阻R5、PMOS 管 M201, PMOS 管 M202 ' PMOS 管 M205' PMOS 管 M206' PMOS 管 M209' PMOS 管 M212' PMOS 管 M213'NMOS 管 M2(i3、NM0S 管 M2(i4、NM0S 管 M2(l7、NM0S 管 M2(l8、NM0S 管 M21(l、NM0S 管 M211、NMOS 管 M214 和NMOS 管 M215 ;其中:
[0032]所述反相器，其輸入端連接PMOS管M213的漏極，輸出端連接恒定關斷時間控制單元中NMOS管M3tl6的柵極，用于控制其開關；所述PMOS管M212和M213構成電流鏡，它們的源極都連接內部電源VDD，PMOS管M212的漏極連接NMOS管M214的漏極，PMOS管M213的漏極連接NMOS管M215的漏極；
[0033]所述NMOS管M215,其柵極連接高壓NMOS管M21tl的源級，其源極接地；NM0S管M214、M211、M208的柵極都接在NMOS管M2tl7的柵極上，它們的源極都接地，其中NMOS管M211的漏極接高壓NMOS管M21tl的源極，NMOS管M2tl8的漏極連接高壓NMOS管M2tl6的源極，NMOS管M2tl7的漏極連接高壓NMOS管M2tl5的源極；高壓NMOS管M210的柵極連接內部電源VDD，其漏極連接高壓PMOS管M2tl9的漏極；所述PMOS管M2tl9的源極連接輸入電壓VIN，其柵極連接PMOS管M2tl2和聞壓NMOS管M2tl4的漏極；
[0034]所述PMOS管M201和 M2tl2構成電流鏡，它們的源極連接輸入電壓Vin，其中PMOS管M201^M202的漏極分別連接NMOS管M2Q3、M2Q4的漏極；所述高壓NMOS管M2tl4,其柵極連接調光控制單元中模擬調光電路的輸出閾值電壓Vcst，并通過第五電阻R5連接輸入電壓Vin，其源極和NMOS管M2tl3的源極都連接在高壓NMOS管M2tl6的漏極；所述NMOS管M2tl3,其柵極通過第四電阻R4連接輸入電壓V1 ;所述高壓NMOS管M2tl5和M2tl6構成電流鏡，其中，NMOS管M2tl5的漏極連接電流源Is2。
[0035]進一步的，所述恒定關斷時間控制單元包括比較器、RS觸發(fā)器、反相器和反相器、與非門、第四電容C4，第八電阻R8和NMOS管M301 ;其中:
[0036]所述比較器，其同相輸入端接基準電壓Vkef，其反相輸入端連接NMOS管M3tll的漏極，并通過第八電阻R8連接在輸出電壓Vaw2上或通過第四電容C4接地，其輸出端接RS觸發(fā)器的復位端R ;所述RS觸發(fā)器由兩個與非門構成，其置數端S接在反相器的輸出端上，其輸出端接在反相器的輸入端上；所述反相器，其輸入端接峰值電流檢測采樣單元的輸出信號V3 ;所述反相器，其輸出端接與非門的一個輸入上；所述與非門的另一個輸入端接使能信號Ven2，其輸出端接輸出電壓V2 ;所述NMOS管13(11，其柵極連接峰值電流檢測采樣單元的輸出信號V3，其源極接地。
[0037]本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0038]1、本發(fā)明通過比較第一電阻R1兩端電壓與比較器的閾值電壓來觸發(fā)功率開關管的關斷，不需要誤差放大器和反饋網絡，因此與傳統(tǒng)的電壓控制模式相比，具有更快的響應速度。
[0039]2、本發(fā)明的恒定關斷時間控制模式LED驅動電路無需外部補償網絡，環(huán)路補償簡潔，易于實現，控制方便；而且開關頻率只隨Vin的增大而增大，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，有效地避免了傳統(tǒng)的系統(tǒng)中控制環(huán)路易受到電流干擾的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是傳統(tǒng)的LED驅動電路的系統(tǒng)框圖。
[0041]圖2是本發(fā)明的數模混合調光的LED驅動電路的結構框圖。
[0042]圖3是本發(fā)明實施例1中的調光控制單元的原理圖。
[0043]圖4是本發(fā)明實施例1中峰值電流檢測采樣單元電路的原理圖。
[0044]圖5是本發(fā)明實施例1中的恒定關斷時間控制單元電路的原理圖。
[0045]圖6是本發(fā)明實施例2中的峰值電流檢測采樣單元電路的原理圖。
[0046]圖7是本發(fā)明實施例3中的恒定關斷時間控制單元電路的原理圖。
[0047]以下結合附圖及其實施例對本發(fā)明作進一步描述。
【具體實施方式】
[0048]實施例1:
[0049]參照圖2、圖3，本發(fā)明的數?；旌险{光的LED驅動電路，包括調光控制單元1、峰值電流檢測采樣單元2和恒定關斷時間控制單元3。
[0050]所述調光控制單元1，包括模擬調光電路11和數字調光電路12，共有兩個輸入端
a、b和三個輸出端c、d、e ;其中,第一輸入端a和第二輸入端b分別連接模擬調光電路11的輸入驅動電壓Vawi和數字調光電路12的輸入使能控制信號Ven，調光控制單元I通過改變Vadji和Ven分別進行模擬調光和數字調光；第一輸出端c連接數字調光電路12中第二施密特觸發(fā)器的輸出端的使能信號Ven2 ;第二輸出端d連接數字調光電路12中第一施密特觸發(fā)器輸出端的使能信號Veni ;第三輸出端e連接模擬調光電路11中的電流峰值檢測閾值Vesn，它是通過Vawi的改變而改變的。
[0051]所述峰值電流檢測采樣單元2，設有四個輸入端f、g、j、k和一個輸出端h ;其中，第一輸入端f與調光控制單元I中模擬調光電路11的輸出電流峰值閾值電壓Vkti連接；第二輸入端g與調光控制單元I中數字調光電路12的使能信號Veni連接，用于實現內部器件工作狀態(tài)的控制；第三輸入端j和第四輸入端k分別與第一電阻R1的輸出端 '、電路的輸入端Vin連接，用于將第一電阻R1上的壓降Vsns與峰值電流檢測閾值Vcst進行比較實現峰值電流的檢測；輸出端h與恒定關斷時間控制單元3中的輸入端連接。
[0052]所述恒定關斷時間控制單元3,設有四個輸入端m、η、O、ρ和一個輸出端q ;其中，第一輸入端m與峰值電流檢測米樣單兀2中的輸出信號V3連接；第二輸入端η和第三輸入端ο分別與調光控制單元I中數字調光電路的輸出端的使能信號VEN1、Ven2連接，用于內部器件的開啟和關斷控制；第四輸入端P與放大器的驅動電壓Vaw2連接，用于調節(jié)第四電容C4的充、放電，從而實現對PMOS管Q1關斷時間的控制；輸出端q與輸出電壓V2連接。
[0053]輸入的直流電源并聯第一電容C1后得到輸入電壓Vin，第一電阻R1兩端的輸入電壓Vin和電壓V1連接到峰值電流檢測單元2 ;恒定關斷時間控制單元3輸出的輸出電壓V2連接到一驅動Driver，用于控制功率開關管Q1的導通和關斷；功率開關管Q1與肖特基二極管01和第二電容C2并聯，且與第一電感L1串聯。
[0054]當功率開關管Q1管導通時，肖特基二極管D1處于反偏，直流電源向第一電感L1充電，電感電流線性增加，直到一定程度后，LED上的電流只由直流電源提供，此時直流電源開始對第二電容C2充電，在檢測到峰值電流時，功率開關管Q1關斷；然后由于第一電感L1中的電流不會突變，它會產生與電感電流變化相反的感應電動勢來阻止電感電流的減小，并使二極管D1導通進行續(xù)流。這正是應用了 BUCK型DC-DC轉化器的電路拓補結構原理，最終使得輸出電壓Votit穩(wěn)定，從而使得流過LED上的電流穩(wěn)定。
[0055]以下所述的高壓PMOS和高壓NMOS管一般用到的承受壓降在5V至80V之間。
[0056]參照圖3，調光控制單元I包括模擬調光電路11和數字調光電路12。其中，模擬調光電路11包括放大器101、匪05管Mltll、第二電阻R2、第三電阻R3和電流源Isi ;數字調光電路12包括第一施密特觸發(fā)器102和第二施密特觸發(fā)器104、反相器103、PMOS管M1(l2、PMOS管M104' NMOS管M103> NMOS管M105和第三電容C3。其中:
[0057]所述放大器101，其同相輸入端連接到驅動電壓Vawi，并且通過第三電阻R3接地；其反相端通過第二電阻R2接地；其輸出端連接到NMOS管Mltll的柵極；NM0S管Mltll的漏極連接到峰值電流檢測采樣單元2的輸入閾值電壓Voti，其源級通過第二電阻R2接地；電流源Isi輸入端接入內部電源VDD，其輸出端通過第三電阻R3接到地，并且接入Vawi ;由于R2=5R5，因此，
[0058]
【權利要求】
1.一種數?；旌险{光的LED驅動電路，其特征在于，包括如下單元: 調光控制單元(I)，包括模擬調光電路(11)和數字調光電路(12 )，其中，所述模擬調光電路(11)用于接收驅動電壓Vawi，并通過調節(jié)驅動電壓Vawi的電壓值而輸出峰值電流檢測閾值電壓Voti，并將輸入到峰值電流檢測采樣單元(2);所述數字調光電路(12)用于接收使能信號VEN，并在使能信號Ven的控制下，向峰值電流檢測采樣單元(2)和恒定關斷時間控制單元(3)輸出使能信號VEN1，同時向恒定關斷時間控制單元(3)輸出使能信號Ven2 ； 峰值電流檢測采樣單元(2)，用于接收調光控制單元(I)中的接收模擬調光電路(11)發(fā)送的峰值電流檢測閾值電壓Voti以及數字調光電路(12)發(fā)送的輸出使能信號Veni ;并在使能信號Veni的控制下，將輸入電壓Vin和由輸入電壓Vin經壓降Vsns得到的電壓V1與峰值檢測閾值電壓Vkti進行比較，以實現峰值電流的檢測，并將輸出信號V3輸入恒定關斷時間控制單兀(3)； 恒定關斷時間控制單元(3):用于接收調光控制單元(I)中數字調光電路(12)發(fā)送的使能信號Veni和使能信號VEN2，同時接收峰值電流檢測采樣單元(2)發(fā)送的輸出信號V3 ;并在使能信號Veni和使能信號Ven2控制下，在檢測到峰值電流時，調節(jié)輸入電壓Vaw2,得到一個輸出電壓V2,并將輸出電壓V2輸送至功率開關管Q1 ； 功率開關管Q1:用于接收恒定關斷時間控制單元(3)發(fā)送的輸出電壓V2,并根據輸出電壓V2產生一恒定的關斷時間Tqff ； 輸入的直流電源并聯第一電容C1后得到輸入電壓Vin，第一電阻R1兩端的輸入電壓Vin和電壓V1連接到峰值電流檢測單元(2);恒定關斷時間控制單元(3)輸出的輸出電壓V2連接到一驅動Driver，用于控制功率開關管Q1的導通和關斷；功率開關管Q1與肖特基二極管D1和第二電容C2并聯 ，且與第一電感L1串聯。
2.如權利要求1所述的數?；旌险{光的LED驅動電路，其特征在于，所述調光控制單元(I)包括模擬調光電路(11)和數字調光電路(12)。
3.如權利要求2所述的數?；旌险{光的LED驅動電路，其特征在于，所述模擬調光電路(II)包括放大器、第二電阻R2、第三電阻R3和電流源Isi;所述數字調光電路(12)包括第一施密特觸發(fā)器(102)和第二施密特觸發(fā)器(104)、反相器(103),PMOS管M102' PMOS 管 M104' NMOS 管 M103> NMOS 管 M105 和第三電容 C3 ;其中: 所述放大器(101)，其同相輸入端連接到驅動電壓Vawi,并且通過第三電阻R3接地；其反相端通過第二電阻R2接地；其輸出端連接到NMOS管Mltll的柵極；NM0S管Mltll的漏極連接到峰值電流檢測采樣單元(2)的輸入閾值電壓Voti，其源級通過第二電阻R2接地；電流源Isi輸入端接入內部電源VDD，其輸出端通過第三電阻R3接到地，并且接入Vawi ； 所述第一施密特觸發(fā)器(102)，其輸入端接在NMOS管Mltl3的漏極，同時接在第三電容C3的正極，其輸出端接在反相器(103)輸入端，同時接入使能信號Veni ;其電源端分別接內部電源Vdd和地； 所述第二施密特觸發(fā)器(104)，其輸入端接在反相器(103)的輸出端上，同時連接PMOS管Mltl4與NMOS管Mltl5的漏極；其輸出端連接在恒定關斷時間控制單元(3)中與非門(306)的一個輸入端的使能信號Ven2上；其電源端分別接在內部電源Vdd和地上； 所述反相器(103)，其輸入端連接在施密特觸發(fā)器(102)的輸出端上，其輸出端連接在PMOS管Mltl4的柵極上；PM0S管Mltl2,其源極連接內部電源VDD，其柵極直接到地；PM0S管Mltl4,其源極接入內部電源Vdd ;NMOS管Mltl3，其柵極連接使能輸入信號Ven，其源級接地；NMOS管Mltl5，其源級接地，其柵極接入使能輸入信號Ven ;第三電容C3，其負極接地。
4.如權利要求1所述的數?；旌险{光的LED驅動電路，其特征在于，所述峰值電流檢測采樣單元(2)，包括反相器(201)、電流源Is2、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻 R7、高壓 PMOS 管 M2tl3、高壓 PMOS 管 M2tl5、高壓 NMOS 管 M2tl4、高壓 NMOS 管 M2(l6、NMOS 管 M2(ll、NMOS 管 M202、NMOS 管 M2(i7、NMOS 管 M2(l8、NMOS 管 M2(l9、NMOS 管 M21(l、NMOS 管 M211、NMOS 管 M212、NMOS 管 M215' NMOS 管 M220' NMOS 管 M221、NMOS 管 M223 > NMOS 管 M224' NMOS 管 M226' PMOS 管 M213'PMOS 管 M214、PM0S 管 M216、PM0S 管 M217、PM0S 管 M218、PM0S 管 M219、PM0S 管 M222 和 PMOS 管 M225 ；其中: 所述反相器(201)，其輸入端連接使能輸入信號Veni，其輸出端接NMOS管M2tl7 ； 所述電流源Is2，其輸入端接內部電源VDD，其輸出端接在匪OS管M2tl7和M2tl8的漏極上，同時接在NMOS管M2tl8和M2tl9的柵極上；所述NMOS管M2tl8、M2tl9、M21tl、M211、M212構成一排電流鏡，NMOS管M2(l8、M209, M210, M211、M212的柵極都連接在NMOS管M2tl8的柵極上，源極都接地； 所述NMOS管M2tl9的漏極接在組成差分對的NMOS管M2(I1、M2(I2的源極上；其中NMOS管M21tl的漏極接在高壓NMOS管M2tl4的源極上；NM0S管M211的漏極接在高壓NMOS管M2tl6的源極上，NMOS管M212的漏極接在PMOS管M213的漏極上； 所述NMOS管M201和M2tl2構成差分對，它們的漏極分別通過第六電阻R6和第七電阻R7接在輸入電壓Vin上，而它們的柵極則分別通過第四電阻R4和第五電阻R5連接到輸入電壓V1和Vin上； 所述高壓PMOS管M2(l3、M205和NMOS管M2(i4、M206是漏極高壓管，其中，高壓PMOS管M2(l3、M205的源極分別接在差分對NMOS管M2(i1、M2(i2的漏極上，它們的漏極分別連接在NMOS管M2(l4、M206的漏極上，它們的柵極都連接輸入電壓Vbi ;高壓NMOS管M2(i4、M206的柵極都連接輸入電壓VB2，它們的源級分別連接在組成差分對的NMOS管M219、M218的柵極上； 所述PMOS管M213、M216構成電流鏡，它們的源極都接到內部電源VDD，PMOS管M216的漏極連接到組成差分對的PMOS管M218、M219的源極；PM0S管M217源極連接內部電源VDD，柵極連接使能信號Veni，漏極連接PMOS管M213的漏極； 所述PMOS管M214和M222構成電流鏡，它們的源極接內部電源VDD，其中PMOS管M214的漏極接NMOS管M215的漏極，PMOS管M222的漏極接NMOS管M223的漏極；所述NMOS管M215和M22tl也構成電流鏡，其源級都接地，其中NMOS管M22tl的漏極接在組成差分對的PMOS管M218的漏極上；所述NMOS管M221和M223也構成電流鏡，它們的源極都接地，NMOS管M221的漏極接在組成差分對的PMOS管M219的漏極上； 所述NMOS管M224,其柵極連接使能信號Veni，用于控制其開關狀態(tài)，其漏極接在NMOS管M223的漏極上，源極接地；所述PMOS管M225和NMOS管M226構成反相器，該反相器的輸入端接在NMOS管M223的漏極上，其輸出端接輸出信號V3，其中PMOS管M225的源極接內部電源VDD，NMOS管M226的源極接地。
5.如權利要求1所述的數?；旌险{光的LED驅動電路，其特征在于，所述恒定關斷時間控制單元(3)，包括放大器(301)、比較器(302)、RS觸發(fā)器(303)、反相器(304)、反相器(305)、與非門(306)、第四電容 C4、第八電阻 R8、PMOS 管 M3tll、PMOS 管 M3tl2、PMOS 管 M3tl3 和 PMOS管 M3tl4、NMOS 管 M3tl5 和 NMOS 管 M3tl6 ;其中:所述放大器(301)，其同相輸入端連接輸入電壓Vaw2，反向輸入端通過第八電阻R8接地，其輸出端接NMOS管M3tl5的柵極；所述比較器(302)，其同相輸入端接基準電壓Vkef，其反相端接PMOS管M3tl3的漏極，其輸出端接RS觸發(fā)器的復位端R ;所述RS觸發(fā)器由兩個與非門構成，其置數端S接在反相器(304)的輸出端上，其輸出端接在反相器(305)的輸入端上；所述反相器(304)，其輸入端接峰值電流檢測采樣單元(2)的輸出信號V3，所述反相器(305)，其輸出端接與非門(306)的一個輸入上；所述與非門(306)的另一個輸入端接使能信號Ven2，其輸出端接輸出電壓V2 ； 所述PMOS管M3(ll、M302> M303和M3tl4構成電流鏡，其中，PMOS管M3tll和M3tl2的源極接在內部電源Vdd上，而漏極分別接在？1?5管％(14和M3tl3的源極上；通過取相同的管子尺寸，得到電流關系為: Id6=Id7=Id8=Id9 ; 所述PMOS管M3tl4的漏極連接NMOS管M3tl5的漏極，PMOS管M3tl3的漏極通過第四電容C4接地；所述NMOS管M3tl5的源極通過第八電阻R8接地，NMOS管M3tl6的柵極接峰值電流檢測采樣單元(2)的輸出信號V3，其漏極接比較器(302)的反相輸入端，源極接地。
6.如權利要求1所述的數模混合調光的LED驅動電路，其特征在于，所述峰值電流檢測采樣單元(2)包括反相器(201)、第四電阻R4、第五電阻R5、PM0S管M2(i1、PM0S管M2(l2、PM0S管 M205' PMOS 管 M206' PMOS 管 M209' PMOS 管 M212' PMOS 管 M213' NMOS 管 M203 > NMOS 管 M204' NMOS管 M2Q7、NMOS 管 M2Q8、NMOS 管 M21Q、NMOS 管 M211、NMOS 管 M214 和 NMOS 管 M215 ;其中: 所述反相器(201 )，其輸入端連接PMOS管M213的漏極，輸出端連接恒定關斷時間控制單元(3)中NMOS管M3tl6的柵極，用于控制其開關；所述PMOS管M212和M213構成電流鏡，它們的源極都連接內部電源Vdd，PM0S管M212的漏極連接NMOS管M214的漏極，PMOS管M213的漏極連接NMOS管M215的漏極； 所述NMOS管M215，其柵極連接高壓NMOS管M210的源級，其源極接地；NM0S管M214、M21UM208的柵極都接在NMOS管M207的柵極上，它們的源極都接地，其中NMOS管M211的漏極接高壓NMOS管M210的源極，NMOS管M208的漏極連接高壓NMOS管M206的源極，NMOS管M207的漏極連接高壓NMOS管M205的源極；高壓NMOS管M210的柵極連接內部電源VDD，其漏極連接高壓PMOS管M209的漏極；所述PMOS管M209的源極連接輸入電壓VIN，其柵極連接PMOS管M202和高壓NMOS管M204的漏極； 所述PMOS管M2tll和M2tl2構成電流鏡，它們的源極連接輸入電壓Vin，其中PMOS管M2tll、M202的漏極分別連接NMOS管M2(i3、M2(i4的漏極；所述高壓NMOS管M2tl4,其柵極連接調光控制單元I中模擬調光電路的輸出閾值電壓νκτ，并通過第五電阻R5連接輸入電壓VIN，其源極和NMOS管M2tl3的源極都連接在高壓NMOS管M2tl6的漏極；所述NMOS管M2tl3,其柵極通過第四電阻R4連接輸入電壓V1 ;所述高壓NMOS管M2tl5和M2tl6構成電流鏡，其中，NMOS管M2tl5的漏極連接電流源Is2。
7.如權利要求1所述的數模混合調光的LED驅動電路，其特征在于，所述恒定關斷時間控制單元(3)包括比較器(301)、RS觸發(fā)器(302)、反相器(303)和反相器(304)、與非門(305)、第四電容C4，第八電阻R8和NMOS管M301 ;其中: 所述比較器(301)，其同相輸入端接基準電壓Vkef，其反相輸入端連接NMOS管M3tll的漏極，并通過第八電阻R8連接在輸出電壓Vaw2上或通過第四電容C4接地，其輸出端接RS觸發(fā)器的復位端R ;所述RS觸發(fā)器由兩個與非門構成，其置數端S接在反相器(303)的輸出端上，其輸出端接在反相器(304)的輸入端上；所述反相器(303)，其輸入端接峰值電流檢測米樣單兀(2)的輸出信號V3 ;所述反相器(304),其輸出端接與非門(305)的一個輸入上；所述與非門(305)的另一個輸入端接使能信號Ven2，其輸出端接輸出電壓V2 ;所述NMOS管M3tll,其柵極連接峰值電流檢測采 樣單元(2)的輸出信號V3，其源極接地。
【文檔編號】H05B37/02GK103813587SQ201410030379
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】李演明, 柴紅, 邱彥章, 仝倩, 楊曉冰, 吳凱凱 申請人:長安大學