專利名稱：一種降低了耐壓等級的led驅(qū)動電源控制芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，其屬于原邊反饋LED直流電源類。
背景技術(shù)：
原邊反饋方式的AC — DC控制技術(shù)是最近10年間發(fā)展起來的新型AC — DC控制技術(shù)，與傳統(tǒng)的副邊反饋開關(guān)電源機構(gòu)結(jié)構(gòu)相比，其最大的優(yōu)勢在于省去了隔離芯片以及與隔離芯片配合工作的一組元器件，這樣就節(jié)省了電路板上的空間，降低了成本并且提高了系統(tǒng)的可靠性。原邊反饋直流電源在手機充電器等成本壓力較大的應(yīng)用領(lǐng)域，以及LED驅(qū)動電源等對體積要求很高的應(yīng)用領(lǐng)域有較大的市場份額。在現(xiàn)有技術(shù)中，原邊反饋型的LED驅(qū)動電源，一般都包括控制芯片，附圖I給出了現(xiàn)有技術(shù)的一種原邊反饋LED驅(qū)動電源控制芯片及其應(yīng)用的結(jié)構(gòu)框圖，如附圖I所示，所述原邊反饋LED驅(qū)動電源包括控制芯片、變壓器、三極管，所述變壓器包括原邊繞組Np、輔助繞組Na以及次級繞組Ns，所述控制芯片包括副邊導(dǎo)通時間檢測單元、恒流頻率控制單元、RS觸發(fā)器、PFM單元、驅(qū)動單元、過流保護單元以及內(nèi)建電源模塊，這種原邊反饋LED驅(qū)動電源所用的控制芯片的一個顯著的特點是，至少包括VDD、GND、OUT、FB、CS五個引腳，在采用這種控制芯片構(gòu)成的原邊反饋LED驅(qū)動電源中，電阻Rl和電阻R2構(gòu)成取樣電路，所述FB引腳為輔助繞組Na電壓反饋引入腳，并從電阻Rl和電阻R2構(gòu)成取樣電路中取得信號。在控制芯片內(nèi)部，F(xiàn)B引腳聯(lián)接到副邊導(dǎo)通時間檢測單元的輸入端，所述副邊導(dǎo)通時間檢測單元的輸出聯(lián)接到恒流頻率控制單元，所述CS引腳為原邊繞組Np電流檢測信號引入腳，從三極管G發(fā)射極電阻R3上取得信號。在控制芯片內(nèi)部，CS引腳聯(lián)接到過流保護單元的輸入端，恒流頻率控制單元和過流保護單元的輸出端分別聯(lián)接到RS觸發(fā)器的S端和R端，所述RS觸發(fā)器的輸出端即Q端聯(lián)接到PFM單元的輸入端，PFM單元聯(lián)接到驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元的輸出端與控制芯片的OUT引腳聯(lián)接，OUT引腳輸出接至三極管G的基極，用于驅(qū)動外部的功率三極管G。VDD引腳為控制芯片的電源引腳，用于為整個控制芯片接入外部電源；FB引腳為頻率控制引腳，用于偵測輔助繞組Na的導(dǎo)通時間，以便恒流頻率控制單元按比例調(diào)節(jié)工作周期，使得次級繞組Ns輸出電流穩(wěn)定在設(shè)定的值，即實現(xiàn)LED驅(qū)動電源的恒流功能。CS為原邊繞組Np電流偵測引腳，用于偵測原邊繞組Np導(dǎo)通時的峰值電流，以實現(xiàn)各周期過程中的過流保護，進而使得每個周期傳輸?shù)哪芰烤嗤?；GND為芯片的接地引腳。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，由于變壓器原邊繞組Np的極性相對輔助繞組Na和次級繞組Ns同名端相反，因此在原邊繞組Np導(dǎo)通時，F(xiàn)B引腳為負(fù)電壓；當(dāng)處于次級繞組Ns導(dǎo)通階段時，由于輔助繞組Na與次級繞組Ns同名端極性相同，因此FB電壓為正電壓，副邊導(dǎo)通時間檢測單元可通過偵測FB引腳為正電壓的時間來確定次級繞組Ns的導(dǎo)通時間Tons，并以此為依據(jù)來確定系統(tǒng)的工作周期T=KXTons,其中K為比例系數(shù)。由于系統(tǒng)工作于斷續(xù)模式，每個周期均要使原邊繞組Np儲存的能量全部在次級繞組Ns釋放，這樣次級繞組Ns的平均輸出電流Iout=Ips X Tons/T=Ipp X (NS /NP) X (1/K), Ips 為次級繞組 Ns 導(dǎo)通時的峰值電流，Ipp為原邊繞組Np導(dǎo)通時的峰值電流，Ns為次級繞組Ns的圈數(shù)，Np為原邊繞組Np的圈數(shù)。這樣只要設(shè)定好IPP和K及變壓器參數(shù)，那么次級繞組Ns的輸出電流就是一個恒定值。在這種原邊反饋LED驅(qū)動電源中，VDD引腳的電壓值會隨著次級繞組Ns的輸出電壓和負(fù)載變化而在很大范圍內(nèi)變化，因此VDD引腳的耐壓要求一般較高，即使通過VDD引腳接入的外部電源為5V的情況下，控制芯片仍必須采用高壓BI-CMOS工藝生產(chǎn)，且芯片內(nèi)需要一個專門的內(nèi)建電源模塊來產(chǎn)生芯片的工作電壓，用于給內(nèi)部各模塊供電，導(dǎo)致芯片面積和生產(chǎn)成本都較高，顯然現(xiàn)有技術(shù)有進一步改進的必要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。本實用新型的一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，包括RS觸發(fā)器、PFM單元、驅(qū)動單元、過流保護單元，同時包括VDD、GND、OUT、三個引腳，所述RS觸發(fā)器Q端聯(lián)接到PFM單元，所述PFM單元的輸出端聯(lián)接到驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元的輸出端與OUT引腳聯(lián)接，所述過流保護單元的輸出端聯(lián)接到RS觸發(fā)器輸入側(cè)的R端，其特征在于還包括基準(zhǔn)電壓單元、壓控振蕩單元、過壓保護單元、電壓比較單元、濾波單元、恒流控制單元，所述過壓保護單元和電壓比較單元均包括二個輸入端，所述基準(zhǔn)電源單元包括refl標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端和ref2標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端，所述refl標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端和ref2標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端分別聯(lián)接到過壓保護單元和電壓比較單元的一個輸入端上，所述電壓比較單元的另一個輸入端通過濾波單元與OUT引腳聯(lián)接，所述過壓保護單元的另一輸入端以及壓控振蕩單元的輸入端聯(lián)接到VDD引腳，所述過壓保護單元和壓控振蕩單元的輸出端聯(lián)接到恒流控制單元，所述恒流控制單元的輸出聯(lián)接到RS觸發(fā)器的S端。本實用新型的這種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，其中外部只有VDD、GND、OUT、三個引腳，其中VDD為芯片的電源腳，所述VDD引腳除了為整個芯片接入外部電源外，還復(fù)用為芯片的恒流控制引腳，根據(jù)變壓器工作原理可知(Vdd+Vz)/(Vo+Vz) =NA/NS,其中NA為輔助繞組Na匝數(shù)，NS為繞組Ns匝數(shù)、Vdd為VDD引腳電壓、Vo為次級繞組Ns經(jīng)二極管整流后的輸出電壓、Vz為二極管的結(jié)電壓，因此Vdd也間接反映了次級繞組Ns經(jīng)二極管整流后的輸出電壓Vo的大小，在Vdd和Vo遠大于Vz時，可簡化為Vdd=VoX ( NA/NS)，所以用VDD引腳的電壓信號Vdd作為壓控振蕩單元的調(diào)制電壓，使得壓控振蕩單元的輸出頻率也就是芯片的工作頻率F=NXVDD, N為頻率常數(shù)，由于系統(tǒng)工作于斷續(xù)模式，每個周期均要使原邊繞組Np儲存的能量全部在次級繞組Ns釋放，不考慮效率損耗時有，原邊輸入功率 Pin=(l/2) X (Ipp2) XLpXF 等于副邊輸出功率 Pout=VoX Io，SP (1/2) X (Ipp2)XLpXNXVoX ( NA/NS)= VoXIo,則 Io=(l/2) X (Ipp2) XLpXNX ( NA/NS)，其中 Lp 為原邊繞組感量，這樣只要變壓器參數(shù)和原邊繞組Np峰值電流設(shè)定好，次級繞組Ns輸出電流就是一個恒定值；0UT引腳為芯片的驅(qū)動單元輸出引腳，用于驅(qū)動外部的功率三極管G，此外OUT還復(fù)用為原邊繞組Np電流偵測引腳，當(dāng)原邊繞組Np導(dǎo)通時，原邊繞組Np電流增加，電阻R3上壓降Vk3增加，OUT電壓也隨之上升，OUT上的電壓V_out=Vbe+ Ve3,由于Vbe是一個相對固定的值，因此OUT上的電壓就直接反映了 VK3，即OUT可作為原邊繞組Np的電流偵測信號點；GND為芯片的地引腳。由于在LED燈確定后，LED驅(qū)動電源的輸出電壓Vo就固定了，且變化非常小，同時芯片內(nèi)部還設(shè)置有過壓保護單元，為此VDD引腳的電壓是可控的，其直接作為芯片工作頻率控制信號是可行的，在應(yīng)用時，一般可通過變壓器參數(shù)來設(shè)定，使其穩(wěn)定在5V附近，這樣，芯片就不需要耐很高的電壓，因此可以采用標(biāo)準(zhǔn)的5V低壓CMOS工藝，從而降低芯片的生產(chǎn)成本，也簡化了外部電路。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)的一種原邊反饋LED驅(qū)動電源控制芯片及其應(yīng)用結(jié)構(gòu)框圖。圖2是采用本實用新型較佳實施例提供的一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片及其應(yīng)用的結(jié)構(gòu)框圖。各圖中I為控制芯片；101為副邊導(dǎo)通時間檢測單元；102為RS觸發(fā)器；103 為 PFM 單元；104為驅(qū)動單元；105為過流保護單元；106為內(nèi)建電源模塊；107為恒流頻率控制單元；108為濾波單元；109為電壓比較單元；110為基準(zhǔn)電壓單元111為過壓保護單元；112為壓控振蕩單元；113為恒流控制單元；2為整流單元；3為變壓器；R1、R2、R3 為電阻；C1、C2 為電容；D1、D2 為二極管。
具體實施方式
以下將結(jié)合本實用新型較佳實施例所提供的一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片及其應(yīng)用以及附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型的一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，如附圖2所示，包括RS觸發(fā)器102、PFM單元103、驅(qū)動單元104、過流保護單元105，同時包括VDD、GND、OUT、三、個引腳，所述RS觸發(fā)器102的Q端聯(lián)接到PFM單元103，所述PFM單元103的輸出端聯(lián)接到驅(qū)動單元104，所述驅(qū)動單元104的輸出端與OUT引腳聯(lián)接，所述過流保護單元105的輸出端聯(lián)接到RS觸發(fā)器102輸入側(cè)的R端，其要點在于還包括基準(zhǔn)電壓單元110、壓控振蕩單元112、過壓保護單元111、電壓比較單元109、濾波單元108、恒流控制單元113，所述過壓保護單元111和電壓比較單元109均包括二個輸入端,所述基準(zhǔn)電源單元110包括refl標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端和ref2標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端，且分別聯(lián)接到過壓保護單元111和電壓比較單元109的一個輸入端上，所述電壓比較單元109的另一個輸入端通過濾波單元108與OUT引腳聯(lián)接，所述過壓保護單元111的另一輸入端以及壓控振蕩單元112的輸入端聯(lián)接到VDD引腳，所述過壓保護單元111和壓控振蕩單元112的輸出端聯(lián)接到恒流控制單元113，所述恒流控制單元113的輸出聯(lián)接到RS觸發(fā)器102輸入側(cè)的S端。本實用新型的一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片在應(yīng)用時，可接入變壓器3，所述變壓器3包括原邊繞組Np、輔助繞組Na以及次級繞組Ns，所述次級繞組Ns經(jīng)二極管D2整流后輸出的電壓為Vo，Cl、C2均為濾波電容，所述原邊繞組Np的上端接至VDD引腳，所述VDD引腳接至整流單元2的輸出端，為控制芯片I引入外部工作電源，所述輔助繞組Na的上端通過二極管Dl接至VDD引腳，下端接地；所述原邊繞組Np的下端接三極管 G的集電極，三極管G的基極與芯片的OUT引腳聯(lián)接，三極管G有發(fā)射極通過電阻R3接地，本實用新型的控制芯片I通過三極管G控制原邊繞組Np的電流，從而達到控制次級繞組Ns輸出電流的目的。綜上所述，本實用新型的一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，包括RS觸發(fā)器、PFM單元、驅(qū)動單元、過流保護單元，同時包括VDD、GND、OUT、三個引腳，其特征在于還包括基準(zhǔn)電壓單元、壓控振蕩單元、過壓保護單元、電壓比較單元、濾波單元、恒流控制單元，所述過壓保護單元的另一輸入端以及壓控振蕩單元的輸入端聯(lián)接到VDD引腳，所述過壓保護單元和壓控振蕩單元的輸出端聯(lián)接到恒流控制單元，所述恒流控制單元的輸出聯(lián)接到RS觸發(fā)器的S端，本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)降低了控制芯片的耐壓等級，簡化了外部電路。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
。但本實用新型保護范圍并不局限于此。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)，因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，包括RS觸發(fā)器、PFM単元、驅(qū)動單元、過流保護單元，同時包括VDD、GND、OUT、三個弓I腳，所述RS觸發(fā)器Q端聯(lián)接到PFM單元，所述PFM単元的輸出端聯(lián)接到驅(qū)動單元，所述驅(qū)動単元的輸出端與OUT引腳聯(lián)接，所述過流保護單元的輸出端聯(lián)接到RS觸發(fā)器輸入側(cè)的R端，其特征在于還包括基準(zhǔn)電壓單元、壓控振蕩單元、過壓保護單元、電壓比較單元、濾波單元、恒流控制単元，所述過壓保護單元和電壓比較單元均包括ニ個輸入端，所述基準(zhǔn)電源單元包括refl標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端和ref2標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端，所述refl標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端和ref2標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出端分別聯(lián)接到過壓保護單元和電壓比較單元的一個輸入端上，所述電壓比較單元的另ー個輸入端通過濾波単元與OUT引腳聯(lián)接，所述過壓保護單元的另ー輸入端以及壓控振蕩単元的輸入端聯(lián)接到VDD引腳，所述過壓保護單元和壓控振蕩單元的輸出端聯(lián)接到恒流控制単元，所述恒流控制單元的輸出聯(lián)接到RS觸發(fā)器的S端。
專利摘要一種降低了耐壓等級的LED驅(qū)動電源控制芯片，包括RS觸發(fā)器、PFM單元、驅(qū)動單元、過流保護單元，同時包括VDD、GND、OUT、三個引腳，其特征在于還包括基準(zhǔn)電壓單元、壓控振蕩單元、過壓保護單元、電壓比較單元、濾波單元、恒流控制單元，所述過壓保護單元的另一輸入端以及壓控振蕩單元的輸入端聯(lián)接到VDD引腳，所述過壓保護單元和壓控振蕩單元的輸出端聯(lián)接到恒流控制單元，所述恒流控制單元的輸出聯(lián)接到RS觸發(fā)器的S端，本實用新型相對現(xiàn)有技術(shù)降低了控制芯片的耐壓等級，簡化了外部電路。
文檔編號H05B37/02GK202475266SQ201220115988
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者賴澤聯(lián) 申請人:深圳市華芯邦科技有限公司