用于集成led驅動芯片的梯級過溫補償保護系統(tǒng)及電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及LED溫度控制領域，尤其涉及專用于高壓線型集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護系統(tǒng)及電路。
【背景技術】
[0002]LED照明設備在工作中會發(fā)出大量熱量，如果燈具的散熱不好或者環(huán)境惡劣，LED燈具的溫度會很快升高，溫度越高會使LED的出光率越低，LED燈的壽命越短。所以對于LED燈具而言，溫度控制至關重要。傳統(tǒng)LED驅動電路在工作過程中，通常采用外置溫度傳感器或者熱敏電阻的檢測方式來檢測溫度，進而通過內部電路來改變LED驅動電路的輸出占空比來調節(jié)電路以降低溫度。
[0003]隨著LED驅動技術的發(fā)展，最新型的高壓線型集成LED驅動芯片具有無頻閃、面積小、外圍簡單的特點，經常與LED燈珠集成使用。得到了廣泛的應用。這種應用環(huán)境對燈具的溫度控制的電路方案和設計提出了新的要求:(1)溫度控制電路必須簡單，易集成。(2)不需要外置的溫度傳感器。(3)溫度控制電路不能簡單地過熱關斷，以免高壓擊穿驅動級的NMOS管。這成為本申請人致力于解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供用于高壓線型集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護系統(tǒng)和梯級過溫補償保護電路，簡單易集成，采用了兩級的過溫補償保護機制，在一級的過溫降流時，能在保證一定亮度的情況下保護內部的LED燈珠不因高溫快速老化損毀；在二級的微流保護時，能在燈珠幾乎不發(fā)光不發(fā)熱的情況下依然保證燈珠有一定的壓降，以保護驅動級的NMOS管。
[0005]實現(xiàn)上述目的的技術方案是:
[0006]本發(fā)明之一的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護系統(tǒng)，所述集成LED驅動芯片包括第一放大器、NMOS管和集成LED燈珠；所述NMOS管的漏極連接所述集成LED燈珠，源極連接所述第一放大器的反相輸入端，柵極連接所述第一放大器的輸出端；
[0007]所述梯級過溫補償保護系統(tǒng)包括帶隙基準源模塊、第一電阻、過溫補償模塊、第一二選一選擇器、過溫保護模塊、第二二選一選擇器和第二電阻，其中:
[0008]所述帶隙基準源模塊輸出第一基準電壓VR1、第二基準電壓VR2以及與溫度成正比的電流IPATA ;第一基準電壓VRl分別傳給所述過溫補償模塊和第一二選一選擇器；第二基準電壓VR2傳給所述過溫保護模塊；電流IPATA傳給所述過溫補償模塊；
[0009]所述過溫補償模塊一方面對電流IPATA進行處理，輸出以斜率Ktc隨溫度升高而線性下降的過溫補償信號VTC，分別傳給所述過溫保護模塊和第一二選一選擇器；所述過溫補償模塊另一方面通過比較過溫補償信號VTC和第一基準電壓VR1，輸出過溫補償開啟信號OTl給所述第一二選一選擇器的控制端；
[0010]所述第一二選一選擇器根據(jù)過溫補償開啟信號0T1，選擇第一基準電壓VRl或者過溫補償信號VTC輸出給所述第一放大器的同相輸入端；
[0011]所述過溫保護模塊通過比較過溫補償信號VTC和第二基準電壓VR2，輸出過溫保護開啟信號0T2給所述第二二選一選擇器的控制端；
[0012]所述第二二選一選擇器根據(jù)過溫保護開啟信號0T2，選擇所述第一電阻或者第二電阻連接所述NMOS管的源極。
[0013]上述的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護系統(tǒng)，其中，所述過溫補償模塊通過電流IPATA得到正溫度系數(shù)電壓VPTAT和負溫度系數(shù)電壓VNTAT，并將正溫度系數(shù)電壓VPTAT和負溫度系數(shù)電壓VNTAT差分比較，得到過溫補償信號VTC。
[0014]上述的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護系統(tǒng)，其中，
[0015]所述第一基準電壓VRl與過溫補償信號VTC在過溫補償閾值Tl時相等，當過溫補償信號VTC大于第一基準電壓VRl時，所述第一二選一選擇器選擇第一基準電壓VRl輸出給所述第一放大器的同相輸入端；當過溫補償信號VTC小于第一基準電壓VRl時，所述第一二選一選擇器選擇過溫補償信號VTC輸出給所述第一放大器的同相輸入端；
[0016]所述第二基準電壓VR2與過溫補償信號VTC在過溫保護閾值T2時相等，當過溫補償信號VTC大于第二基準電壓VR2時，所述第二二選一選擇器選擇所述第一電阻連接所述NMOS管的源極；當過溫補償信號VTC小于第二基準電壓VR2時，所述第二二選一選擇器選擇第二電阻連接所述NMOS管的源極。
[0017]本發(fā)明之二的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護電路，所述集成LED驅動芯片包括第一放大器、NMOS管和集成LED燈珠；所述NMOS管的漏極連接所述集成LED燈珠，源極連接所述第一放大器的反相輸入端，柵極連接所述第一放大器的輸出端；
[0018]所述梯級過溫補償保護電路包括過溫補償電路和過溫保護電路，其中:過溫補償電路包括電流鏡像電路、第五電阻、三極管、差分放大器、第一比較器和第一二選一數(shù)據(jù)選擇器；過溫保護電路包括第二比較器、第三電阻、第四電阻和第二二選一數(shù)據(jù)選擇器；其中:
[0019]所述電流鏡像電路的輸入端接收與溫度成正比的電流IPATA，電流鏡像電路鏡像出電流IPATA并在兩個輸出端輸出，其中一個輸出端通過第五電阻接地，另一個輸出端連接三極管的發(fā)射極，三極管的基極和集電極均接地；
[0020]所述電流鏡像電路與第五電阻的相接端連接所述差分放大器的反相輸入端；
[0021]所述電流鏡像電路與三極管的相接端連接所述差分放大器的同相輸入端；
[0022]所述差分放大器的輸出端分別連接所述第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的第一輸入端、第一比較器的反相輸入端和第二比較器的反相輸入端；
[0023]所述第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的第二輸入端和所述第一比較器同相輸入端均接收第一基準電壓VRl ；
[0024]所述第二比較器同相輸入端接收第二基準電壓VR2 ；
[0025]所述第一比較器的輸出端連接所述第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的控制端；所述第一二選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出端連接所述第一放大器的同相輸入端；
[0026]所述第二比較器的輸出端連接所述第二二選一數(shù)據(jù)選擇器的控制端；
[0027]所述第二二選一數(shù)據(jù)選擇器的第一輸入端通過所述第三電阻接地，第二輸入端通過所述第四電阻接地，輸出端連接所述NMOS管的源極。
[0028]上述的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護電路，其中，所述電流鏡像電路包括第一 MOS管、第二 MOS管和第三MOS管，其中:
[0029]所述第一 MOS管的源極接內部電源，漏極和柵極均連接所述電流鏡像電路的輸入端;
[0030]所述第二 MOS管的源極接內部電源，柵極連接所述電流鏡像電路的輸入端，漏極連接所述第五電阻；
[0031]所述第三MOS管的源極接內部電源，柵極連接所述電流鏡像電路的輸入端，漏極連接所述三極管的發(fā)射極。
[0032]上述的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護電路，其中，所述差分放大器包括第六電阻、第七電阻、第八電阻和第三放大器，其中:
[0033]所述第三放大器的同相輸入端通過所述第八電阻連接所述電流鏡像電路與三極管的相接端；
[0034]所述第三放大器的反相輸入端通過所述第六電阻連接所述電流鏡像電路與第五電阻的相接端；
[0035]所述第三放大器的輸出端作為所述差分放大器的輸出端；
[0036]所述第七電阻一端連接所述第三放大器的反相輸入端，另一端連接所述第三放大器的輸出端。
[0037]上述的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護電路，其中，所述梯級過溫補償保護電路還包括基準源電路，基準源電路包括帶隙基準源、第二放大器和可變電阻，其中:
[0038]所述帶隙基準源一方面輸出所述電流IPATA，另一方面輸出基準電壓信號VBGO給所述第二放大器的同相輸入端；
[0039]所述第二放大器的反相輸入端與輸出端相接后通過所述可變電阻接地；
[0040]所述可變電阻與第二放大器的相接端輸出所述第一基準電壓VRl ；
[0041]所述可變電阻的滑動端輸出所述第二基準電壓VR2。
[0042]上述的用于集成LED驅動芯片的梯級過溫補償保護電路，其中，所述第一比較器和第二比較器均為帶滯回的比較器。