LED驱动芯片、LED驱动电路及LED光电模组的制作方法

本实用新型涉及LED光电模组的驱动技术领域，特别是涉及一种LED驱动芯片、LED驱动电路及LED光电模组。

背景技术：

LED光电模组因具有绿色环保、使用寿命长、节能、性能稳定、光效高以及体积小等优点，目前已广泛应用至各种照明领域，如室内照明、汽车、消费性电子产品。

目前市场上有各种驱动LED光电模组工作的LED驱动芯片，这类LED驱动芯片多数功能单一，要么是恒流控制，要么恒功率控制，也有考虑过压保护或过温保护，然而现有技术的这些LED驱动芯片并不利于驱动LED光电模组正常工作，有的甚至影响到用户使用体验，带来用户不期望的效果。例如当前市面上有一种LED恒功率驱动芯片，其在220V正常工作时处于一个恒功率值，而当电压从220V出现变动，从220V变动到240V之间时，仍然保持上述恒功率值。对于一般的LED光电模组而言，电压220V至240V之间都可作为合适的工作电压，如果保持上述恒功率值，则LED光电模组的亮度会随着电压变动而出现亮度下降，明显影响到LED光电模组的使用。此外，现有的LED驱动芯片在芯片保护方面功能单一，例如单纯设置过温保护的LED驱动芯片，由于没有很好地考虑电压，有可能LED驱动芯片已经过压将LED驱动芯片烧坏了还没有启动过温保护，这又无形中减少了LED驱动芯片的使用寿命，一旦LED驱动芯片报废，则整个LED光电模组都可能丢弃，不仅不浪费资源，还大幅增加了消费者成本。

因此，有必要提出一种新的LED驱动芯片解决方案，用以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型正是基于以上一个或多个问题，提供一种LED驱动芯片、LED驱动电路及LED光电模组 ，用以解决现有技术中LED驱动芯片处于过压工作时直接关闭导致LED照明设备持续工作时间短，给用户使用不便的问题。

本实用新型提供一种LED驱动芯片，所述LED驱动芯片包括第一驱动单元, 所述第一驱动单元包括：第一电流调节端、第一电流输出端和第一接地端；其中，所述第一驱动单元还包括：第一过压恒功率检测端,用于检测所述LED驱动芯片工作在预设温度范围内时，所述第一电流输出端与所述第一接地端之间的电压差是否超过预设电压值，若超过所述预设电压值则在保持所述第一电流输出端的输出功率恒定的前提下调节所述第一电流输出端的电流。

较佳地，所述LED驱动芯片还包括第二驱动单元，所述第二驱动单元与所述第一驱动单元一并封装于所述LED驱动芯片的壳体中，所述第二驱动单元包括：第二电流调节端、第二电流输出端和第二接地端；其特征在于，所述第二驱动单元还包括：第二过压恒功率检测端, 用于检测所述LED驱动芯片工作在预设温度范围内时，所述第二电流输出端与所述第二接地端之间的电压差是否超过预设电压值，若超过所述预设电压值则在保持所述第二电流输出端的输出功率恒定的前提下调节所述第二电流输出端的电流。

较佳地，所述第一驱动单元的所述第一电流调节端与所述第一电流输出端相对设置，所述第一接地端与所述第一过压恒功率检测端相对设置。

较佳地，所述第一驱动单元的所述第一电流调节端与所述第一电流输出端相对设置，所述第一接地端与所述第一过压恒功率检测端相对设置，所述第二驱动单元的所述第二电流调节端与所述第二电流输出端相对设置，所述第二接地端与所述第二过压恒功率检测端相对设置，且所述第一接地端、所述第一电流调节端、所述第二接地端及所述第二电流调节端依次设于所述LED驱动芯片壳体的第一侧，所述第一过压恒功率检测端、所述第一电流输出端、所述第二过压恒功率检测端及所述第二电流输出端依次设于所述LED驱动芯片壳体的第二侧，所述LED驱动芯片的第一侧与所述第二侧相对。

本实用新型还提供一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括LED单元和LED驱动芯片，所述LED单元包括多颗LED灯，所述LED驱动芯片驱动所述LED单元，其中，所述LED驱动芯片为前面所述的LED驱动芯片。

较佳地，所述LED驱动电路还包括：电源模块，用于将交流电转换为直流电；放电单元，用于与所述LED单元并联，对LED驱动电路进行放电处理；LED恒流值调节单元，用于调节所述第一电流输出端、第二电流输出端的输出电流的大小；第一电容，用于防止电路中瞬间电压过大，烧坏所述LED驱动芯片，所述第一电容一端连接所述LED单元，另一端连接所述LED恒流值调节单元。

较佳地，所述LED驱动电路还包括第二电容，所述第二电容为有极性电容，用于对电源滤波以及依据所述第二电容的电容大小调节所述LED驱动电路的功率因数。

较佳地，所述LED驱动电路还包括第一LED单元和第一LED驱动芯片，所述第一LED驱动芯片驱动所述第一LED单元工作，所述第一LED单元与所述LED单元并联。

本实用新型还提供一种LED光电模组，其中，所述LED光电模组包括基板和设于所述基板的LED驱动电路，所述LED驱动电路为如前所述的LED驱动电路。

较佳地，所述LED光电模组应用于LED 球泡灯、LED日光灯、LED筒灯、LED吸顶灯或LED工矿灯中。

本实用新型提供的LED驱动芯片、LED驱动电路以及LED光电模组，通过设置有第一过压恒功率检测端，调节处于过压下的LED驱动芯片的工作状况，在保证LED正常工作的情况下，延长了LED驱动芯片的工作时间，增加了用户使用的便利性。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例LED驱动芯片的结构示意图。

图2是具有图1所述的LED驱动芯片的LED驱动电路的一较佳实施例的结构示意图。

图3是具有图1所述的LED驱动芯片的LED驱动电路的另一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

请参见图1，图1是本实用新型较佳实施例LED驱动芯片的结构示意图。如图1所示，本实用新型所提供的LED驱动芯片10主要用于驱动LED灯工作。所述LED驱动芯片10包括一第一驱动单元。所述第一驱动单元包括：第一电流调节端REXT1、第一电流输出端OUT1和第一接地端GND1；其中，所述第一驱动单元还包括：第一过压恒功率检测端OVP1，用于检测所述LED驱动芯片工作在预设温度范围内时，所述第一电流输出端与所述第一接地端之间的电压差是否超过预设电压值，若超过所述预设电压值则在保持所述第一电流输出端的输出功率恒定的前提下调节所述第一电流输出端的电流。

在一个具体实施例中，第一过压恒功率检测端OVP1还可以用于检测所述LED驱动芯片10当前工作温度与工作电压，所述LED驱动芯片10依据所述工作温度与所述工作电压，控制所述第一电流调节端REXT1与所述第一电流输出端OUT1工作使所述LED驱动芯片工作在过温保护模式、恒流驱动工作模式及过压恒功率工作模式之一。

具体地，当检测到所述LED驱动芯片10的工作温度超过第一预设温度阈值（例如140℃）时，开启过温保护工作模式；当检测到所述LED驱动芯片的工作温度低于第一预设温度阈值，例如工作温度在130℃，且工作电压在第一电压值与第二电压值之间时，所述LED驱动芯片10进入恒流驱动工作模式；当检测到所述LED驱动芯片的工作温度低于第一预设温度阈值，且工作电压大于等于第二电压值且小于第三电压值时，所述LED驱动芯片进入过压恒功率工作模式，其中所述第一电压值小于所述第二电压值，所述第二电压值小于所述第三电压值。需要说明的是，这里的过温保护模式是指LED驱动芯片的温度超出第一预设温度阈值后，说明此时LED驱动芯片过热，需要逐渐减小输出电流，从而控制输出功率和温度升高，使LED驱动芯片能保持在恒定值，以便提高系统的可靠性。还有一旦侦测到温度过热后，降低电流输出的多少可以根据需要来设置，一般情况下，在不影响LED驱动芯片工作的前提下，输出电流的范围调节到原输出电流的1/4至3/4之间。LED驱动芯片会不断地检测自身温度，当LED驱动芯片的温度降到第一预设温度阈值以下（如低于140℃）时，输出电流恢复正常。此外，当LED驱动芯片的温度超过第一预设温度阈值过多时，如达到第二预设温度阈值（例如160℃）时，此时若LED驱动芯片继续工作，并使温度继续上升则LED驱动芯片有烧坏的风险，LED驱动芯片应关断所述第一电流输出端OUT1的电流输出，以保护LED驱动芯片免于被烧坏，当LED驱动芯片经过关闭散热降温后，检测到温度位于第一预设温度阈值与第二预设温度阈值之间的第三预设温度阈值（例如145℃）时，此时重新启动LED驱动芯片10的第一电流输出端OUT1输出电流，并逐渐恢复正常工作。

而恒流驱动工作模式是指LED驱动芯片10的温度未超过第一预设温度阈值（140℃）时，LED驱动芯片的工作电压处于第一电压值（如180V）与第二电压值（如240V）之间时，此时采用所述LED驱动芯片输出恒定电流驱动所述LED灯工作。这里举例所说的180V与240V是以LED驱动芯片所在电路采用220V的市交流电时，遇到电路中的输入电压波动带来的影响，LED驱动芯片以恒流驱动模式工作。

还有，过压恒功率工作模式是指LED驱动芯片10的温度未超过第一预设温度阈值（140℃），且LED驱动芯片的工作电压在第二电压值（例如240V）与第三电压值（例如300V）之间时，检测到LED驱动芯片处于过压状态，此时逐渐减小输出电流保证输出功率处于恒定值或者近似恒定值，以提高系统的稳定性。在LED驱动芯片过压时，逐步减小输出电流，输出电流最低至原来电流的1/3。同时会不断检测第一电流输出端OUT1的引脚电压，当OUT1的引脚电压与第一接地端GND1压差降至某一电压值（比如70V）以下时，则恢复正常的电流输出。在现有技术中，一旦检测到LED驱动芯片处于过压时会停止工作，LED灯也随之关闭。相较于现有技术而言，本实用新型的LED驱动芯片在过压时并未停止工作，而是通过调节电流输出，保证LED灯在过压恒功率模式下工作，不会影响到整个LED驱动电路的工作稳定性，LED灯也正常发光，因而不会对用户带来影响，极大地提升了用户体验。

具体地，关于恒流驱动、过压恒功率的一个具体实施例是当检测到LED驱动芯片处于合理的电压范围内（比如220V至240V）时，功率可调节，以便LED灯处于恒定亮度，也就是恒流驱动；然而当电压超过上述电压范围（大于240V）时，例如电压处于240V至300V的范围内时又调节LED驱动芯片的电流输出，保证在恒定功率下工作，而此时LED灯的亮度会适当降低，以免LED驱动芯片被烧坏，这就是过压恒功率。

本实用新型的LED驱动芯片通过设置有第一过压恒功率检测端，调节处于过压下的LED驱动芯片的工作状况，在保证LED正常工作的情况下，延长了LED驱动芯片的工作时间，增加了用户使用的便利性。

在一个较佳实施例中，所述LED驱动芯片还包括第二驱动单元。所述第二驱动单元与所述第一驱动单元一并封装于所述LED驱动芯片的壳体中，所述第二驱动单元与所述第一驱动单元的结构相同，主要包括：第二电流调节端REXT2、第二电流输出端OUT2和第二接地端GND2。此外，所述第二驱动单元还包括：第二过压恒功率检测端OVP2, 用于检测所述LED驱动芯片工作在预设温度范围内时，所述第二电流输出端与所述第二接地端之间的电压差是否超过预设电压值，若超过所述预设电压值则在保持所述第二电流输出端的输出功率恒定的前提下调节所述第二电流输出端的电流。

在一个具体的实施例中，第二过压恒功率检测端OVP2还可以用于检测所述LED驱动芯片当前工作温度与工作电压，所述LED驱动芯片依据所述工作温度与所述工作电压，控制所述第二电流调节端与所述第二电流输出端工作使所述LED驱动芯片工作在过温保护模式、恒流驱动工作模式及过压恒功率工作模式之一。

具体地，当检测到所述LED驱动芯片的工作温度超过第二预设温度阈值时，开启过温保护工作模式；当检测到所述LED驱动芯片的工作温度低于第二预设温度阈值，且工作电压在第四电压值与第五电压值之间时，所述LED驱动芯片进入恒流驱动工作模式；当检测到所述LED驱动芯片的工作温度低于第二预设温度阈值，且工作电压大于等于第五电压值且小于第六电压值时，所述LED驱动芯片进入过压恒功率工作模式，其中第四电压值小于第五电压值，所述第五电压值小于所述第六电压值。由于第二驱动单元与第一驱动单元结构相同，有关第二驱动单元各部分的描述请参见前面第一驱动单元的详细描述，在此不再赘述。

进一步地，所述第一驱动单元的所述第一电流调节端REXT1与所述第一电流输出端OUT1相对设置，所述第一接地端GND1与所述第一过压恒功率检测端OVP1相对设置。

更进一步地，除了所述第一驱动单元的所述第一电流调节端REXT1与所述第一电流输出端OUT1相对设置，所述第一接地端GND1与所述第一过压恒功率检测端OVP1相对设置外，所述第二驱动单元的所述第二电流调节端REXT2与所述第二电流输出端OUT2相对设置，所述第二接地端GND2与所述第二过压恒功率检测端OVP2相对设置，且所述第一接地端GND1、所述第一电流调节端REXT1、所述第二接地端GND2及所述第二电流调节端REXT2依次设于所述LED驱动芯片壳体的第一侧，所述第一过压恒功率检测端OVP1、所述第一电流输出端OUT1、所述第二过压恒功率检测端OVP2及所述第二电流输出端OUT2依次设于所述LED驱动芯片壳体的第二侧，所述LED驱动芯片的第一侧与所述第二侧相对。

在一个变形实施例中，所述LED驱动芯片的所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元括一过温保护迟滞电路，用于在温度变化达到一预设值时，启动过温保护。例如当LED驱动芯片温度处于140℃后,温度变化达到20℃时,此时由于温度传感器测温迟滞的原因,尽管测到LED驱动芯片的温度不是160℃,也应启动过温保护,以免LED驱动芯片因温度过高而烧坏。

在另一个变形实施例中，所述LED驱动芯片还包括高压降电流起始点检测电路，用于检测第一电流输出端和/或第二电流输出端的电压，当第一电流输出端与第一接地端的电压差和/或第二电流输出端与第二接地端的电压差超过一降流电压预设值（如70V）时，所述LED驱动芯片逐渐减小电流，直至电压恢复到所述降流电压预设值范围内，输出电流恢复正常。通过测量第一驱动单元的第一电流输出端与第一接地端的电压差和/或第二电流输出端与第二接地端的电压差的方式可以更进一步地保证LED驱动芯片处于合适的工作电压范围内，有效防止电压检测不准确，导致芯片烧毁的问题。

在一个具体实施例中，所述LED驱动芯片10包括过温调节电路以对应所述过温保护模式，所述过温调节电路依据所述LED驱动芯片的温度调节所述第一电流输出端和/或所述第二电流输出端的电流输出，当所述LED驱动芯片10的温度超过第一阈值（例如140℃）时，将电流值减小1/4后输出；当所述LED驱动芯片10的温度超过第二阈值（比如160℃）时，关闭所述第一电流输出端OUT1和/或所述第二电流输出端OUT2的电流输出。

此外，需要说明的是，上述LED驱动芯片中，第一电流输出端OUT1和/或第二电流输出端OUT2的端口电压范围为-0.5V至450V之间，电流的范围为5mA至60mA之间，工作温度的范围在-40℃至150℃之间，存储温度在-65℃至150℃之间，静电释放（ESD）耐压范围在2KV以内。还有，上述LED驱动芯片的温度补偿点温度为140℃，高压降电流起始点电压为70V，高压降电流系数d在高压降电流起始点电压为70V至150V之间时，范围为0.6/V至0.9/V，较佳的典型值为0.8/V。

LED驱动芯片启动工作是在第一电流输出端OUT1的引脚电压与对应的第一接地端GND1之间的压差大于开启电压时，LED驱动芯片开始工作，实现恒流控制。随着温度升高或者受到电压升高的影响，LED驱动芯片开启过温保护模式或者进入过压恒功率模式以保护LED驱动芯片正常工作。

本实用新型的LED驱动芯片适合交流电压为110V 或220V 市电输入电压,输出电流的可调范围大（5mA至60mA之间），恒流精度可以达到±3%；具有过温保护、过压保护以及过压恒功率功能。还可以兼容可控硅调光器，整体架构简单，无电池干扰（EMI）问题，符合安规标准。

请参见图2，图2是具有图1所述的LED驱动芯片的LED驱动电路的一较佳实施例的结构示意图。如图2所示，本实用新型的LED驱动电路包括前面所述的LED驱动芯片。此外，本LED驱动电路的工作原理简述如下：

外接交流电源经电源接入端L、N端流入LED驱动电路，之后L端流入整流单元DB1，整流单元DB1采用常见的4个二极管的整流桥，经整流单元DB1后输出到LED单元，同时，与整流单元DB1并联设有可变电阻RV1，主要起抗浪涌缓冲作用，避免LED驱动芯片10被瞬间击穿，提高了LED驱动单元的可靠性。LED单元包括多颗LED灯，在本实施例中示出串联的LED1…LEDn，当然也可以并联，还可以是串联与并联结合的混联，这些都是常见的简单连接变换，均在本实用新型的保护范围内。同时在整流单元DB1的同N端连接的一端与接地端之间设有电解电容C2，用于对电源滤波，提高电源电压的平均值，从而提高电源效率。通过调节电解电容C2可以使得整个LED驱动电路的功率因数（PF）值大于0.5。LED驱动电路中的压敏电阻RV1、电容C1主要起着抗浪涌缓冲作用，避免LED驱动芯片被击穿，提高产品可靠性。电阻R3与电阻R4串联，起着放电作用，而电阻R1与电阻R2均用于调节LED灯的恒流值大小。而LED驱动芯片的第一电流调节端REXT1、第一接地端GND1经电阻R1后连接接地端GND0,第二电流调节端REXT2经电阻R2后连接接地端GND0，而第二接地端GND2直接连接到接地端GND0。LED单元的第一端与整流单元连接，LED单元的第二端一路直接连接到LED驱动芯片的OVP1、OUT1、OVP2以及OUT2，另一路经电容C1及电阻R1后接地。

请参见图3，图3是具有图1所述的LED驱动芯片的LED驱动电路的另一较佳实施例的结构示意图。如图3所示，本实用新型的LED驱动电路在图2的LED驱动电路的基础上进行了进一步改进。图3中LED单元的LED灯串采用并联的方式，由两颗LED驱动芯片10和20以并联的方式驱动控制LED单元，该两颗LED驱动芯片10和20结构相同， 分别驱动第一LED单元和第二LED单元，第一LED单元包括串联的LED1…LEDn,第二LED单元包括串联的LEDn+1…LEDm。

本实用新型还提供一种LED光电模组，包括一LED驱动电路，所述LED驱动电路为如前所述的LED驱动电路。较佳地，所述LED光电模组应用于LED 球泡灯、LED日光灯、LED筒灯、LED吸顶灯或LED工矿灯中。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。