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CN203814020U - 一种带软启动及欠压锁定电路的可调光led驱动芯片 - Google Patents

一种带软启动及欠压锁定电路的可调光led驱动芯片 Download PDF

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CN203814020U
CN203814020U CN201420213851.XU CN201420213851U CN203814020U CN 203814020 U CN203814020 U CN 203814020U CN 201420213851 U CN201420213851 U CN 201420213851U CN 203814020 U CN203814020 U CN 203814020U
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CN201420213851.XU
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江金光
谭高建
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Wuhan University WHU
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Wuhan University WHU
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Abstract

本实用新型属于LED驱动器领域，涉及一种可调光LED驱动芯片，特别涉及一种带有软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片。此芯片基于电流PWM模式DC-DC升压转换器。芯片内部采用开关式PWM调光策略，可以对LED灯的亮度进行宽范围无色散的平滑调节，而不影响芯片效率。此外，芯片集成了一种新型的软启动电路，可以抑制启动时的浪涌电流、过冲电压以保护LED灯、驱动芯片不被损坏。最后，芯片集成了一种新型UVLO电路，在节约芯片面积的同时，保证了LED驱动芯片在供电源电压变化时工作的稳定性，确保了LED灯发光的可靠性。

Description

一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片
技术领域
本实用新型属于LED驱动器领域，涉及一种可调光LED驱动芯片，特别涉及一种带有软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片。
背景技术
随着社会的发展节能概念深入人心，人们正在积极寻找高效率的光源，已达到节能的目的。白光LED以其较高的发光效率、较长的使用寿命、较好的环境适应性、平滑的调光性能等优势，已经成现今一种优良的固态光源。白光LED被广泛应用于离线照明，比如室内照明灯具、液晶显示器的背光源。通常将多个LED灯串联，以保证每个LED灯的亮度都相同，同时提升整体亮度。由于LED的发光亮度与其流过的电流成正比，而与其两端的电压无关，因此LED在工作时需要一个恒流源供电。
传统LED驱动器是一个恒定电流输出的DC-DC转换器，其输出电流时一个固定值，所驱动的LED发光亮度一定无法调节，限制了LED的应用范围；由于DC-DC控制环路的固有特性，驱动器在启动时，控制环路处于失衡状态，这样系统会产生过冲电压及浪涌电流，极易损坏LED灯以及LED驱动芯片；同时正常工作时，由于LED驱动器输入电源的电压会变化，当输入电压较低时LED驱动器会输出错误的信号，LED灯发光不可靠且可能被损坏。
实用新型内容
针对传统LED驱动芯片存在的上述问题；提供了一种基于电流PWM模式DC-DC升压转换器的LED驱动芯片。驱动芯片集成了一种新型软启动电路，可以抑制芯片启动时的浪涌电流和过冲电压，保护驱动芯片与LED不被损坏；同时集成了一个新型欠压锁定电路，在节约芯片面积的同时，保证了在输入电源电压变化时，驱动芯片以及LED灯的工作的可靠性；包含一个休眠模块，可以控制芯片进入休眠模式以节约能源。芯片采用开关式PWM数字调光方案，在不影响LED驱动芯片的效率的情况下，实现对LED灯发光亮度的宽范围无色散平滑调节。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，包括：控制回路、软启动回路、补偿回路以及辅助控制模块；补偿回路的输入端接控制回路输出端，控制回路输出端接补偿回路的补偿输入端；软启动回路的电压、电流输出端接控制回路的软启动电压、电流输入端，软启动回路与补偿回路共用电感电流检测模块；辅助控制模块的使能输出端接其他各个模块的使能端，各模块使能端采用经典开关式连接方式；辅助控制模块的调光输出端接控制回路的调光输入端；
在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，LED驱动芯片包含以下六根引脚：电源引脚VIN、过压保护输入引脚OVP、电感电流输入引脚LX、电压反馈引脚FB、调光信号输入引脚EN、地引脚GND；其中：VIN，GND为所有芯片内部模块的共用引脚；LX引脚同时作为电感电流检测模块的输入引脚，及控制回路的输出引脚；OVP引脚为软启动回路的电压输入引脚，EN引脚为辅助控制模块的控制信号输入端；FB引脚为控制回路的反馈信号输入引脚。
典型工作电路连接如下，供电电源VDD正端接VIN引脚，同时VDD的正端通过输入电容CIN接地；电感L接在VIN引脚与LX引脚之间，LX引脚接整流二极管D正极，二极管D负极通过输出电容CO接地，二极管D负极电压即输出电压VO；VO同时接OVP引脚与负载LEDs的正极，LEDs的负极通过反馈电阻RF接地，驱动芯片的FB引脚接LEDs的负极；PWM调光信号通过EN引脚接入芯片。
在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，所述控制回路包括基准源与偏置模块、误差放大器、PWM比较器、三输入AND、可调光锁存模块、N型驱动器、功率开关NM2；拓扑连接如下：基准源与偏置模块的电压输入端接VIN引脚，基准电压输出端VB0接误差放大器EA的负输入端；反馈引脚FB接误差放大器EA的正输入端，EA的正输入端即为控制回路的反馈输入端，误差放大器EA的输出端接PWM比较器的负输入端，PWM比较器的正输入端即为控制回路的补偿输入端，PWM比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；AND的另外两输入端分别为控制回路的软启动电压、电流输入端，AND的输出端接调光锁存模块的R输入端，调光锁存模块的S输入端接振荡器模块的输出端，调光锁存模块的Dim输入端接休眠模块的ENB输入端，Dim端即控制回路的调光输入端；调光锁存模块的输出端Q接N型驱动模块的输入端；N型驱动模块的输出端接功率开关NM2的栅极，NM2的漏极接LX引脚，NM2的源极接地，NM2的漏极即为控制回路的输出端。
所述补偿回路包括斜坡电压模块、斜坡补偿模块、电感电流检测模块；拓扑连接如下：电流检测模块的输出端VSENSE接斜坡补偿模块的电流输入端；斜坡电压模块的输入端接振荡器模块的输出端，斜坡电压模块的输出端接斜坡补偿模块的电压输入端；斜坡补偿模块的输出端接PWM比较器的正输入端，斜坡补偿模块的输出端即补偿回路的输出端，电感电流检测模块的输入端即补偿回路输入端；所述电感电流检测模块包括MOS管NM1、电阻R1和R2，MOS管NM1的栅极接N型驱动模块的输出端，NM1的漏极接LX引脚，NM1的漏极即为电感电流检测模块的输入端，NM1的源极接R1的一端；R1的另一端通过R2接地，R1与R2的公共端即为电感电流检测模块的输出端VSENSE；
所述软启动回路包括过压保护比较器、软启动电路、过流保护比较器、电感电流检测模块；拓扑连接如下：电感电流检测模块的输出端VSENSE接过流保护比较器的负输入端，过流保护比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；电感电流检测模块的输入端与过流保护比较器的输出端分别为，软启动回路的输入端与电流输出端；软启动电路的时钟输入端接振荡器模块的输出端，电压输入端接VIN引脚，电压输出端VST接过流保护比较正输入端；基准源与偏置模块的基准电压输出端VB1接过压保护比较器的正输入端，OVP引脚通过电阻RP1与电阻RP2串联后接地，电阻RP1与电阻RP2的公共端接过压保护比较器的负输入端，过压保护比较器的输出端为软启动回路的电压输出端接与门AND的输入端；
所述辅助控制模块包括欠压锁定模块、休眠控制模块；拓扑连接如下：VIN接欠压锁定电路的输入端，欠压锁定电路的输出信号UV接休眠模块的控制信号UV输入端；引脚EN接施密特触发器Smit的输入端，Smit的输出端接反向INV的输入端，INV的输出端即为辅助控制模块的调光输出端接休眠模块的ENB输入端，休眠模块的时钟输入端接振荡器模块的输出端；休眠模块SDB输出端接基准源与偏置模块的使能端、SD输出端接其余模块的使能端。
在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，所述控制回路中调光锁存模块采用开关式PWM数字调光模式，调光锁存器R输入端通过反相器INV1接D触发器1的R输入端，调光锁存器S输入端同时接D触发器1的S输入端，与反相器INV2的输入端，INV2的输出端接与非门NAND1的输入端，调光锁存器的Dim输入端接与非门NAND2的输入端；D触发器1的Q输出端接NAND1的输入端，NAND1的输出端接NAND2的输入端，NAND2的输出端即为调光锁存器的输出端Q。
在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，所述软启动电路的内部拓扑连接如下：N型MOS管NMt的漏极接VIN引脚，NMt的栅极接运算放大器OPA输出端，NMt的源极接OPA的负输入端；OPA的正输入端接基准源与偏置模块的VB1输出端，电阻Rd0、Rd1,、Rd2、Rd3、Rd4依次串联，Rd4的末端接地，Rd0的上端接OPA的负输入端；Rd0与Rd1的公共端即为软启动电路的输出端VST；开关MOS管NMd1的漏极接电阻Rd0与Rd1的公共端，开关MOS管NMd2的漏极接电阻Rd1与Rd2的公共端，开关MOS管NMd3的漏极接电阻Rd2与Rd3的公共端，开关MOS管NMd4的漏极接电阻Rd3与Rd4的公共端；NMd1漏极接延时模块1的输出端Q1，NMd2漏极接延时模块2的输出端Q2，NMd1漏极接延时模块3的输出端Q3，NMd4漏极接延时模块4的输出端Q4；NMd1、NMd2、NMd3、NMd4的源级统一接地。延时模块1的使能端EN接休眠模块的SD输出端，延时模块2的使能端接延时模块1的输出端Q1，延时模块3的使能端接延时模2的输出端Q2，延时模块4的使能端接延时模块3的输出端Q3；延时模块1、2、3、4的时钟输入端Clk接振荡器模块的输出端。
在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，所述辅助控制模块中的欠压锁定模块内部拓扑连接如下：基准源与偏置模块的输出端VBP接PMOS管PMU1与PMU7的栅极，PMU1的源极接VIN引脚，PMU1的漏极接NMOS管NMU1的漏极；NMU1的源极接地，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU2，NMU1的漏极接PMOS管PMU3的栅极，PMU3的源极接PMOS管PMU2漏极，PMU2的源极接VIN引脚，PMU2的栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU2；PMU3的漏极接PMOS管PMU4的源极，PMU4的栅极接反相器INV4的输出端，PMu4的漏极接NMOS管NMU2的漏极；NMU2的源极接地，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBN。PMOS管PMU5的源极接VIN引脚，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU1，漏极接PMOS管PMU6的源极；PMU6的栅极接NMU1的漏极，漏极接NMU2的漏极。PMU7的源极接VIN引脚，漏极接NMOS管NMU3的漏极；NMU3的源极接地，栅极接NMU2的漏极。PMOS管PMU8的源极接VIN引脚，栅极与NMOS管NMU4的栅极相连后接NMU3的漏极，漏极与NMU4的漏极相连，NMU4的源极接NMOS管NMU5的漏极；NMU5的源极接地，栅极接NMU2的栅极。反相器INV4的输入端接NMU4的漏极，输出端接施密特触发器Smit2的输入端，Smit2输出欠压锁定信号UV。
在上述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片中，振荡器模块采用恒流源对电容充放电结构的5级环形振荡器构建；基准源与偏置模块采用采用经典的三极管做温度补偿的带隙基准源构建；补偿回路中的斜坡电压模块采用经典的基于比较器的斜坡电压振荡器构建；斜坡补偿模块采用经典的OTA放大器构建而成。
因此，本实用新型具有以下优点：1.应用电路结构简单，只需要5个外围器件即可工作做；2.带有休眠功能有利于降低功耗；3.在不影响驱动芯片效率的同时，可对LED亮度进行较宽范围无色散平滑调节，4.启动时浪涌电流和过冲电压被抑制，有效地保护LED灯与驱动芯片不被损坏；5.在输入电源电压变化，LED灯以及驱动芯的工作具有较高可靠性。
附图说明
附图1所示为所设计LED驱动芯片的典型工作电路示意图。
附图2所示为所设计LED驱动芯片内部功能模块连接图。
附图3所示为所设计LED驱动芯片内部调光电路和休眠模块示意图。
附图4所示为所设计LED驱动芯片内部软启动电路示意图。
附图5所示为所设计LED驱动芯片内部欠压锁定电路示意图。
具体实施方案
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。 
实施例：
为了更加清楚明白地解释本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实例对本实用新型进行进一步的说明。
附图1所示为所设计带有软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动器的典型工作电路。其特征在于LED驱动芯片包含以下六根引脚：电源引脚VIN、过压保护输入引脚OVP、电感电流输入引脚LX、电压反馈引脚FB、调光信号输入引脚EN、地引脚GND。供电电源VDD正端接VIN引脚为芯片供电，VDD的正端通过输入电容CIN接地，CIN可以滤除VDD中的高频噪声；电感L接在VIN引脚与LX引脚之间，LX引脚接整流二极管D的正极，二极管D的负极通过输出电容CO接地，二极管D负极电压即为输出电压VO；VO接OVP引脚，为芯片提供过压保护的依据，以限制输出电压的上限；Vo接负载LEDs（串联的多路LED）的正极，LEDs的负极通过反馈电阻RF接地，LEDs的负极接驱动芯片FB引脚，电阻RF的电压作为反馈，保证驱动芯片输出电流稳定在所设计的值；PWM调光信号通过EN引脚接入芯片，同时也作为休眠控制信号。芯片输出的恒定电流的值由RF以及芯片内部的基准电压决定，通过改变RF改变输出电流的幅值，以驱动多路LED灯。从附图1可见所设计的LED驱动芯片，只需要5个外围器件就能实现对LED灯的驱动，降低了使用难度以及成本。经测试得：所设计驱动芯片的输出驱动能力达到1~1000mA，同时保持较高的转换效率，并且在一个较宽的范围内，实现对LED亮度的无色散平滑调节。
附图2所示为所设计的LED驱动芯片的内部功能模块连接图，其特征在于驱动芯片的基本架构是电流PWM模式DC-DC升压转换器。其主拓扑由控制回路、软启动回路、补偿回路、辅助控制模块四个部分组成。补偿回路的输入端接控制回路输出端，控制回路输出端接补偿回路的补偿输入端；软启动回路的电压、电流输出端接控制回路的软启动电压、电流输入端，软启动回路与补偿回路共用电感电流检测模块；辅助控制模块的使能输出端接其他各个模块的使能端，各模块使能端采用经典开关式连接方式；辅助控制模块的调光输出端接控制回路的调光输入端；VIN，GND为所有芯片内部模块的共用引脚；LX引脚同时作为电感电流检测模块的输入引脚，及控制回路的输出引脚；OVP引脚为软启动回路的电压输入引脚，EN引脚为辅助控制模块的控制信号输入端；FB引脚为控制回路的反馈信号输入引脚。误差放大器比较RF的电压与基准电压VB0得到误差信号，控制回路将误差信号转换为，一个占空比可变的驱动信号，以驱动功率开关管NM2得到需要输出的直流电流；控制回路工作在电流PWM模式下，当占空大于50%系统会产生次谐波振荡，补偿回路抑制了次谐波振荡，保证了控制回路的稳定性；当系统刚启动时误差放大器处于失衡状态，系统工作在最大占空比状态，会产生浪涌电流与过冲电压，可能会损坏LED灯和驱动芯片，软启动回路可消除浪涌电流与过冲电压，保证LED灯和驱动芯片的安全；正常工作时输入电压VDD会变化，当VDD低于一定值时，芯片输出错误的信号，LED灯工作不可靠，欠压锁定模块可以在VDD过低时关闭驱动芯片，保证了LED灯以及驱动芯片工作的可靠性。
控制回路由基准源与偏置模块、误差放大器、PWM比较器、三输入与门AND、调光锁存模块、N型驱动器、功率开关NM2共七个部分组成。控制回路的拓扑连接如下：基准源与偏置模块的电压输入端接VIN引脚，基准电压输出端VB0接误差放大器的负输入端；反馈引脚FB接误差放大器EA的正输入端，EA的正输入端即为控制回路的反馈输入端，误差放大器的输出端接PWM比较器的负输入端，PWM比较器的正输入端即为控制回路的补偿输入端，PWM比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；AND的另外两输入端分别为控制回路的软启动电压、电流输入端，AND的输出端接调光锁存模块的R输入端，调光锁存模块的S输入端接振荡器模块的输出端，调光锁存模块的Dim输入端接休眠模块的ENB输入端，Dim端即控制回路的调光输入端；调光锁存模块的输出端Q接N型驱动模块的输入端；N型驱动模块输出驱动信号，并输出到功率开关NM2的栅极，NM2的漏极接LX引脚，NM2的源极接地，NM2的漏极即为控制回路的输出端。控制回路实现了将输入电压VDD转换为恒定电流IO输出。
补偿回路组成由斜坡电压模块、斜坡补偿模块、电感电流检测模块共三部分组成。电感电流检测模块由NMOS管NM1、电阻R1和R2组成，MOS管NM1的栅极接N型驱动模块的输出端，NM1的漏极接LX引脚，NM1的漏极即为电感电流检测模块的输入端，NM1的源极接R1的一端；R1的另一端通过R2接地，R1与R2的公共端即为电感电流检测模的输出端VSENSE。VSENSE接斜坡补偿模块的电流输入端；斜坡电压模块的输入端接振荡器模块的输出端，斜坡电压模块的输出端接斜坡补偿模块的电压输入端；斜坡补偿模块的输出端接PWM比较器的正输入端，斜坡补偿模块的输出端即补偿回路的输出端，电感电流检测模块的输入端即补偿回路输入端。
软启动回路由过压比较器、软启动电路、过流保护比较器、电感电流检测模块共四部分组成。其拓扑连接如下：电感电流检测模块的输出端VSENSE接过流保护比较器的负输入端，过流保护比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；电感电流检测模块的输入端与过流保护比较器的输出端分别为，软启动回路的输入端与电流输出端；软启动电路时钟输入端接振荡器模块的输出端，软启动电路的电压输入端接VIN引脚，电压输出端VST接过流保护比较器正输入端；基准源与偏置模块的基准电压输出端VB1接过压保护比较器的正输入端，OVP引脚通过电阻RP1与RP2串联后接地，电阻RP1与RP2的公共端接过压保护比较器的负输入端，过压保护比较器的输出端为软启动回路的电压输出端接接与门AND的输入端。过压保护比较器限制了输出电压的幅值，过流保护比较器限制了电感电流的峰值。
辅助控制模块的拓扑连接如下：VIN接欠压锁定电路的输入端，欠压锁定电路的输出信号UV接休眠模块的控制信号UV输入端；引脚EN接施密特触发器Smit的输入端，Smit的输出端接反向INV的输入端，INV的输出端接休眠模块的ENB输入端，休眠模块的时钟输入端接振荡器模块的输出端；休眠模块SDB输出信号用于基准源与偏置模块的关断、SD输出信号关断其他模块（附图中为画出SD、SDB与其他模块的连接）。
附图3所示为所设计LED驱动芯片内部调光电路和休眠模块示意图。调光锁存器采用开关式PWM数字调光方案，其内部连接如下。调光锁存器R输入端通过反相器INV1接D触发器1的R输入端，调光锁存器S输入端同时接D触发器1的S输入端与反相器INV2的输入端，INV2的输出端接与非门NAND1的输入端，调光锁存器Dim输入端接与非门NAND2的输入端；D触发器1的Q输出端接NAND1的输入端，NAND1的输出端接NAND2的输入端，NAND2的输出端即为调光锁存器的输出端Q。这种调光方式，改变的是输出电流的平均值（占空比），而不是幅值不会引起LED灯发光色散，同时也不影响LED灯的效率。休眠模块的内部连接如下：ENB输入端同时接D触发器2的S输入端与计数器的使能端EN，计数器的时钟输入端接振荡器模块的输出端，计数器的输出端接D触发器2的R输入端；D触发器2的输出端同时接反向器INV3及与非门NAND3的输入端，NAND3的另一输入端接休眠模块的UV输入端，INV3输出SDB信号，NAND3输出SD信号。当EN接地且持续超过4ms时LED驱动芯片被完全关闭。当欠压锁定信号有效，SD信号关断除基准源与偏置模块外的所有模块，芯片被锁定输出电流为0。
附图4所示为所设计LED驱动芯片内部软启动电路的示意图。N型MOS管NMt的漏极接VIN引脚，NMt的源极接OPA的负输入端；OPA的正输入端接基准源与偏置模块的VB1输出端，电阻Rd0、Rd1,、Rd2、Rd3、Rd4以此串联，Rd4的末端接地，Rd0的末端接OPA的负输入端；Rd0与Rd1的公共端即为软启动电路的输出端VST；开关MOS管NMd1的漏极接电阻Rd0与Rd1的公共端，开关MOS管NMd2的漏极接电阻Rd1与Rd2的公共端，开关MOS管NMd3的漏极接电阻Rd2与Rd3的公共端，开关MOS管NMd4的漏极接电阻Rd3与Rd4的公共端；NMd1漏极接延时模块1的输出端Q1，NMd2漏极接延时模块2的输出端Q2，NMd1漏极接延时模块3的输出端Q3，NMd4漏极接延时模块4的输出端Q4；NMd1、NMd2、NMd3、NMd4的源级统一接地。延时模块1的使能端EN接休眠模块的SD输出端，延时模块2的使能端接延时模块1的输出端Q1，延时模块3的使能端接延时模2的输出端Q2，延时模块4的使能端接延时模块3的输出端Q3；延时模块1、2、3、4的时钟输入端Clk接振荡器模块的输出端。当电路启动时，Qm会依次由1变到0，开关管NMdm会依次由导通到断开，VST产生一个有5个台阶的上升式阶梯电压。由于电感电流的峰值被过流保护比较器与VST限制，这样电感上的电流也是成台阶状的，不会产生浪涌电流，同时输出电容CO充电的速度被限制，这样也不会在输出产生过冲电压。
附图5所示为所示LED驱动芯片欠压锁定电路示意图：基准源与偏置模块的输出端VBP接PMOS管PMU1与PMU7的栅极，PMU1的源极接VIN引脚，PMU1的漏极接NMOS管NMU1的漏极；NMU1的源极接地，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU2，NMU1的漏极接PMOS管PMU3的栅极，PMU3的源极接PMOS管PMU2漏极，PMU2的源极接VIN引脚，PMU2的栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU2；PMU3的漏极接PMOS管PMU4的源极，PMU4的栅极接反相器INV4的输出端，PMu4的漏极接NMOS管NMU2的漏极；NMU2的源极接地，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBN。PMOS管PMU5的源极接VIN引脚，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU1，漏极接PMOS管PMU6的源极；PMU6的栅极接NMU1的漏极，漏极接NMU2的漏极。PMU7的源极接VIN引脚，漏极接NMOS管NMU3的漏极；NMU3的源极接地，栅极接NMU2的漏极。PMOS管PMU8的源极接VIN引脚，栅极与NMOS管NMU4的栅极相连后接NMU3的漏极，漏极与NMU4的漏极相连，NMU4的源极接NMOS管NMU5的漏极；NMU5的源极接地，栅极接NMU2的栅极。反相器INV4的输入端接NMU4的漏极，输出端接施密特触发器Smit2的输入端，Smit2输出欠压锁定信号UV。当输入电压VDD低于VBU1+VTH5时，芯片被锁定输出电流为0，当输入电压回升到VBU2+VTH2时，欠压锁定状态被解除驱动芯片正常工作，LED灯正常发光。VTH2与VTH5分别是PMU2与PMU5的阈值电压。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，包括：控制回路、软启动回路、补偿回路以及辅助控制模块；补偿回路的输入端接控制回路输出端，控制回路输出端接补偿回路的补偿输入端；软启动回路的电压、电流输出端接控制回路的软启动电压、电流输入端，软启动回路与补偿回路共用电感电流检测模块；辅助控制模块的使能输出端接其他各个模块的使能端，各模块使能端采用经典开关式连接方式；辅助控制模块的调光输出端接控制回路的调光输入端；
该可调光LED驱动芯片包含以下六根引脚：电源引脚VIN、过压保护输入引脚OVP、电感电流输入引脚LX、电压反馈引脚FB、调光信号输入引脚EN、地引脚GND；其中：VIN，GND为所有芯片内部模块的共用引脚；LX引脚同时作为电感电流检测模块的输入引脚，及控制回路的输出引脚；OVP引脚为软启动回路的电压输入引脚，EN引脚为辅助控制模块的控制信号输入端；FB引脚为控制回路的反馈信号输入引脚。
2.根据权利要求1所述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，所述控制回路包括基准源与偏置模块、误差放大器、PWM比较器、三输入AND、可调光锁存模块、N型驱动器、功率开关NM2；拓扑连接如下：基准源与偏置模块的电压输入端接VIN引脚，基准电压输出端VB0接误差放大器EA的负输入端；反馈引脚FB接误差放大器EA的正输入端，EA的正输入端即为控制回路的反馈输入端，误差放大器EA的输出端接PWM比较器的负输入端，PWM比较器的正输入端即为控制回路的补偿输入端，PWM比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；AND的另外两输入端分别为控制回路的软启动电压、电流输入端，AND的输出端接调光锁存模块的R输入端，调光锁存模块的S输入端接振荡器模块的输出端，调光锁存模块的Dim输入端接休眠模块的ENB输入端，Dim端即控制回路的调光输入端；调光锁存模块的输出端Q接N型驱动模块的输入端；N型驱动模块的输出端接功率开关NM2的栅极，NM2的漏极接LX引脚，NM2的源极接地，NM2的漏极即为控制回路的输出端；
所述补偿回路包括斜坡电压模块、斜坡补偿模块、电感电流检测模块；拓扑连接如下：电流检测模块的输出端VSENSE接斜坡补偿模块的电流输入端；斜坡电压模块的输入端接振荡器模块的输出端，斜坡电压模块的输出端接斜坡补偿模块的电压输入端；斜坡补偿模块的输出端接PWM比较器的正输入端，斜坡补偿模块的输出端即补偿回路的输出端，电感电流检测模块的输入端即补偿回路输入端；所述电感电流检测模块包括MOS管NM1、电阻R1和R2，MOS管NM1的栅极接N型驱动模块的输出端，NM1的漏极接LX引脚，NM1的漏极即为电感电流检测模块的输入端，NM1的源极接R1的一端；R1的另一端通过R2接地，R1与R2的公共端即为电感电流检测模块的输出端VSENSE；
所述软启动回路包括过压保护比较器、软启动电路、过流保护比较器、电感电流检测模块；拓扑连接如下：电感电流检测模块的输出端VSENSE接过流保护比较器的负输入端，过流保护比较器的输出端接三输入与门AND的输入端；电感电流检测模块的输入端与过流保护比较器的输出端分别为，软启动回路的输入端与电流输出端；软启动电路的时钟输入端接振荡器模块的输出端，电压输入端接VIN引脚，电压输出端VST接过流保护比较正输入端；基准源与偏置模块的基准电压输出端VB1接过压保护比较器的正输入端，OVP引脚通过电阻RP1与电阻RP2串联后接地，电阻RP1与电阻RP2的公共端接过压保护比较器的负输入端，过压保护比较器的输出端为软启动回路的电压输出端接与门AND的输入端；
所述辅助控制模块包括欠压锁定模块、休眠控制模块；拓扑连接如下：VIN接欠压锁定电路的输入端，欠压锁定电路的输出信号UV接休眠模块的控制信号UV输入端；引脚EN接施密特触发器Smit的输入端，Smit的输出端接反向INV的输入端，INV的输出端即为辅助控制模块的调光输出端接休眠模块的ENB输入端，休眠模块的时钟输入端接振荡器模块的输出端；休眠模块SDB输出端接基准源与偏置模块的使能端、SD输出端接其余模块的使能端。
3.根据权利要求2所述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，所述控制回路中调光锁存模块采用开关式PWM数字调光模式，调光锁存器R输入端通过反相器INV1接D触发器1的R输入端，调光锁存器S输入端同时接D触发器1的S输入端，与反相器INV2的输入端，INV2的输出端接与非门NAND1的输入端，调光锁存器的Dim输入端接与非门NAND2的输入端；D触发器1的Q输出端接NAND1的输入端，NAND1的输出端接NAND2的输入端，NAND2的输出端即为调光锁存器的输出端Q。
4.根据权利要求2所述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，所述软启动电路的内部拓扑连接如下：N型MOS管NMt的漏极接VIN引脚，NMt的栅极接运算放大器OPA输出端，NMt的源极接OPA的负输入端；OPA的正输入端接基准源与偏置模块的VB1输出端，电阻Rd0、Rd1,、Rd2、Rd3、Rd4依次串联，Rd4的末端接地，Rd0的上端接OPA的负输入端；Rd0与Rd1的公共端即为软启动电路的输出端VST；开关MOS管NMd1的漏极接电阻Rd0与Rd1的公共端，开关MOS管NMd2的漏极接电阻Rd1与Rd2的公共端，开关MOS管NMd3的漏极接电阻Rd2与Rd3的公共端，开关MOS管NMd4的漏极接电阻Rd3与Rd4的公共端；NMd1漏极接延时模块1的输出端Q1，NMd2漏极接延时模块2的输出端Q2，NMd1漏极接延时模块3的输出端Q3，NMd4漏极接延时模块4的输出端Q4；NMd1、NMd2、NMd3、NMd4的源级统一接地；延时模块1的使能端EN接休眠模块的SD输出端，延时模块2的使能端接延时模块1的输出端Q1，延时模块3的使能端接延时模2的输出端Q2，延时模块4的使能端接延时模块3的输出端Q3；延时模块1、2、3、4的时钟输入端Clk接振荡器模块的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种带软启动及欠压锁定电路的可调光LED驱动芯片，其特征在于，所述辅助控制模块中的欠压锁定模块内部拓扑连接如下：基准源与偏置模块的输出端VBP接PMOS管PMU1与PMU7的栅极，PMU1的源极接VIN引脚，PMU1的漏极接NMOS管NMU1的漏极；NMU1的源极接地，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU2，NMU1的漏极接PMOS管PMU3的栅极，PMU3的源极接PMOS管PMU2漏极，PMU2的源极接VIN引脚，PMU2的栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU2；PMU3的漏极接PMOS管PMU4的源极，PMU4的栅极接反相器INV4的输出端，PMu4的漏极接NMOS管NMU2的漏极；NMU2的源极接地，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBN；PMOS管PMU5的源极接VIN引脚，栅极接基准源与偏置模块的输出端VBU1，漏极接PMOS管PMU6的源极；PMU6的栅极接NMU1的漏极，漏极接NMU2的漏极；PMU7的源极接VIN引脚，漏极接NMOS管NMU3的漏极；NMU3的源极接地，栅极接NMU2的漏极；PMOS管PMU8的源极接VIN引脚，栅极与NMOS管NMU4的栅极相连后接NMU3的漏极，漏极与NMU4的漏极相连，NMU4的源极接NMOS管NMU5的漏极；NMU5的源极接地，栅极接NMU2的栅极；反相器INV4的输入端接NMU4的漏极，输出端接施密特触发器Smit2的输入端，Smit2输出欠压锁定信号UV。
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