一種用于led驅(qū)動的控制芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及一種照明技術，尤其是涉及一種用于LED驅(qū)動的控制芯片。
[0002]
【背景技術】
[0003]LED具有高光效、壽命長、響應快、運行成本低及綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點，隨著半導體核心器件和相關支持技術的飛速發(fā)展，LED正越來越多地應用于照明等領域。由于LED的發(fā)光原理是是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料，在給半導體芯片兩端加上正向電壓后，半導體中的少數(shù)截流子和多數(shù)截流子發(fā)生復合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫、白色的光，所以LED驅(qū)動電路需要保持恒流甚至恒壓。一般來說，在電源電壓發(fā)生± 15 %的變動時，LED驅(qū)動電路需要保持輸出電流在± 10 %的范圍內(nèi)變動。并且，驅(qū)動電路應保持較低的自身功耗，這樣才能使LED的系統(tǒng)效率保持在較高水平。
[0004]LED驅(qū)動電源可以被分為隔離式與非隔離式。非隔離式是指在負載端和輸入端有直接連接，因此觸摸負載就有觸電的危險。目前用得最多的是非隔離直接降壓型電源。也就是把交流電整流以后得到直流高壓，然后就直接用降壓(Buck)電路進行降壓和恒流控制。這種非隔離式電源的主要技術特點:從18V到450V的寬電壓輸入范圍，恒流輸出；采用頻率抖動減少電磁干擾，利用隨機源來調(diào)制振蕩頻率，這樣可以擴展音頻能量譜，擴展后的能量譜可以有效減小帶內(nèi)電磁干擾，降低系統(tǒng)級設計難度；可用線性及PWM調(diào)光，支持上百個
0.06W LED的驅(qū)動應用，工作頻率25KHz-300KHz，可通過外部電阻來設定。1.非隔離恒流源的優(yōu)點是簡單、指標高，它的輸出電流可以按LED串并聯(lián)的個數(shù)決定。但是大多數(shù)情況下，它的輸出電流不能太大，輸出電壓也不能太高。例如264個小功率LED連接成22個串聯(lián)，12串并聯(lián)，每串20mA，一共240mA。體積也可以做得很小，通常是做成長條形的，以便放進TlO或T8的管子里。假如每串的電流是30mA，12并就是360mA。在有些非隔離的電源中就無法實現(xiàn)，為了保持總電流240mA不變，就只能改成8串并聯(lián)。但假如LED的總數(shù)不變，就要求串聯(lián)的數(shù)目增加到33個。這時候總電壓就會增加到108.9V。但是通常這種非隔離恒流源的允許的最高輸出電壓是80V。只能維持原來的22串，這樣LED的總數(shù)就只能是176顆，即使采用30mA，其總流明數(shù)有可能不能滿足要求。通常其效率大約在88-90%之間，功率因素大約在0.88-0.92之間。這種非隔離電源也有一些局限性，因為非隔離的電源會把交流電源的高壓引入到負載端，從而引起觸電的危險。通常LED和鋁散熱器之間的絕緣也就靠鋁基板的印制板的薄膜絕緣。雖然這個絕緣層可以耐2000V高壓，但有時螺絲孔的毛刺會產(chǎn)生所謂的爬電現(xiàn)象，使得難以通過CE論證。隔離式是指在輸入端和輸出端有隔離變壓器隔離，這種變壓器可能是工頻也可能是高頻的。但都能把輸入和輸出隔離起來。可以避免觸電的危險。一般來說，由于加入了變壓器，所以隔離式電源的效率會有所降低，通常大約在88%左右，而且變壓器的體積也比較大，不利于LED小型化。并且，目前隔離式驅(qū)動電路為了保證恒流恒壓，需要采用次級反饋以及環(huán)路補償，加大了驅(qū)動電路的能耗。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于LED驅(qū)動的控制芯片，所述芯片包括:
誤差放大模塊，其使芯片中同相輸入端的0.81 V基準電壓與反相輸入端的反饋電壓之間的差放大，與環(huán)路補償網(wǎng)絡構(gòu)成一個積分低通電路；
脈寬調(diào)制模塊，其使芯片實現(xiàn)PWM邏輯控制，電路輸出功率開關的柵驅(qū)動信號；
前沿消隱模塊，其使芯片電路消除因開關導通瞬間產(chǎn)生的脈沖峰值電流；
過溫保護模塊，其使芯片在溫度上升過高時實現(xiàn)遲滯功能；
欠壓鎖定模塊，其檢測芯片電路內(nèi)建模擬電源AVDD的電壓是否達到閾值并輸出響應的檢測型號UVLO。
[0007]當時鐘的上升沿到來時，脈寬調(diào)制(pulsewidth modulat1n，PffM)觸發(fā)器置位，NMOS功率開關閉合，外部電感中的電流增加，電感電流被采樣放大后與斜坡補償電流疊加，通過電阻轉(zhuǎn)化為電感電流反饋電壓，與反饋電壓差經(jīng)過誤差放大器放大得到的控制電壓相比較，當電感電流反饋電壓大于控制電壓時，PWM觸發(fā)器被復位，NMOS功率開關閉合，電感電流通過外部肖特基二極管續(xù)流。若一個周期之內(nèi)電感電流反饋電壓都小于控制電壓，則當時鐘的下降沿來臨時對PWM觸發(fā)器進行復位，所以NMOS功率開關閉合的最大占空比為振蕩時鐘的占空比約為90%。當芯片過熱時，內(nèi)置的過溫保護電路會使芯片停止正常工作，進入待機狀態(tài)，直至恢復到正常溫度，才會重新進入正常工作狀態(tài)。如果輸入電壓過低時，也會使芯片進入待機狀態(tài)。
[0008]進一步地，所述誤差放大模塊為兩極折疊型放大器，其增益等于第一季輸入pnp管的跨導與第二級輸出阻抗的乘積。
[0009]進一步地，在所述的脈寬調(diào)制模塊中，CK104M輸入經(jīng)下降沿檢測電路后作為PWM觸發(fā)器的S輸入，ILIMIT，Icqmpqut，CK_104M與后作為PWM觸發(fā)器R輸入。在此模塊中引入CK_104M是為了控制最大占空比，當Ilimit和IcqmpquT在整個時鐘周期內(nèi)一直為低時，由CK_104M的上升沿將PffM觸發(fā)器復位。NGATE0UT是開關管柵的控制信號。但是，為了后面的電平轉(zhuǎn)換電路能正常工作，需要將NGATE0UT信號轉(zhuǎn)換后生成NGATE +和NGATE一信號。有兩種情況會導致UVLO信號為低電平:第一是在開關周期內(nèi)，ICQMPC1UT有上跳的窄脈沖，則在時鐘信號CK_ 104M的下降沿，NGATE0UT從低到高跳變，在1impqut的上跳沿，NGATE0UT從高到低跳變;第二是在開關周期內(nèi)，IC0MP0UT—直為低電平，則NGATE0UT輸出最大占空比信號。當UVLO信號為低電平時，邏輯正常工作。當UVLO信號為高電平時，即過溫或AVDD欠壓時，NGATE0UT信號輸出為低電平，但后級NDRIVER模塊中輸出的功率管柵驅(qū)動信號應該一直為低電平，與NGATE0UT 一致。
[0010]進一步地，所述的前沿消隱電路主要包括過流保護開關、可調(diào)節(jié)電容。
[0011]進一步地，所述過溫保護模塊中主要包括兩個電阻R^R2,—個be結(jié)三級管。常溫下，當該電壓小于三級管be結(jié)通導電壓時，三極管截止使輸出為低電平。當芯片溫度升高導致be結(jié)通導電壓降低至比電阻兩端電壓小時，三級管導通使輸出為高電平，同時使仏被短路，從而實現(xiàn)遲滯功能。
[0012]進一步地，欠壓鎖定(under voltage lockout，UVL0)模塊接受電路電壓信號，在通過比較自帶可設定電壓值后，通過兩個電容元件把比較信息轉(zhuǎn)成電信號輸出至一個邏輯模塊，這個邏輯模塊包括與邏輯門、非邏輯門和或邏輯門，經(jīng)過邏輯模塊后的電信號，即欠壓鎖定模塊的輸出信號。
[0013]本發(fā)明所述的用于LED驅(qū)動的控制芯片與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于采用恒壓恒流環(huán)路控制，通過原邊反饋的方式就可以使