一种基于半桥控制驱动电路的功率放大式栅极驱动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED驱动电路，具体是指一种基于半桥控制驱动电路的功率放大式栅极驱动系统。
【背景技术】
[0002]目前，由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，其已经成为了人们生活照明的主流产品之一。由于LED灯不同于传统的白炽灯，因此其需要由专用的驱动电路来进行驱动。然而，当前人们广泛使用的栅极驱动电路由于其设计结构的不合理性，导致了目前栅极驱动电路存在能耗较高的缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服目前栅极驱动电路存在的能耗较高的缺陷，提供一种基于半桥控制驱动电路的功率放大式栅极驱动系统。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于半桥控制驱动电路的功率放大式栅极驱动系统，其由驱动芯片M，与驱动芯片M相连接的驱动电路，与驱动芯片M相连接的开关功率放大电路，与该开关功率放大电路相连接的自举电路，以及设置在开关功率放大电路与驱动芯片M之间的半桥控制驱动电路组成。
[0005]进一步的，所述半桥控制驱动电路由处理芯片Ul，场效应管MOSl，三极管Q5，N极与三极管Q5的发射极相连接、P极则经电阻R14后与开关功率放大电路相连接的二极管D4，正极与二极管D4的P极相连接、负极接地的极性电容C12，与极性电容C12相并联的稳压二极管D3，正极经电阻R17后与处理芯片Ul的RT管脚相连接、负极则经电阻R15后与场效应管MOSl的栅极相连接的极性电容C14，串接在场效应管MOSl的栅极和源极之间的电阻R16，正极与处理芯片Ul的CT管脚相连接、负极则与场效应管MOSl的漏极相连接的极性电容C13，一端与处理芯片Ul的HV管脚相连接、另一端则与三极管Q5的基极相连接的电阻R18，以及P极与处理芯片Ul的VS管脚相连接、N极则与驱动芯片M的VCC管脚相连接的二极管D5组成；所述场效应管MOSl的源极则与开关功率放大电路相连接，而极性电容C14的负极则与驱动芯片M的INP管脚相连接；所述处理芯片Ul的VCC管脚和其VB管脚分别与二极管D4的P极和N极相连接，其SGND管脚和VS管脚均与极性电容C14的负极相连接，其PGND管脚接地；所述三极管Q5的集电极与极性电容C14的负极相连接。
[0006]所述开关功率放大电路由功率放大器Pl，功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器Pl的输出端与负极输入端之间的电阻R6和电容C3，串接在功率放大器P2的输出端与正极输入端之间的电阻R7和电容C4，基极与功率放大器PI的输出端相连接、集电极经电阻R3后与功率放大器P3的正极输入端相连接的三极管Q1，基极与三极管Ql的发射极相连接、集电极经电阻R8后与功率放大器P3的负极输入端相连接的三极管Q2，基极经电阻R9后与功率放大器P2的输出端相连接、集电极经电阻R12后与三极管Q2的基极相连接的三极管Q3，正极与功率放大器P3的负极输入端相连接、而负极与三极管Q2的发射极相连接并接地的电容C5，与电阻R9相并联的电容C6，一端与三极管Q3的基极相连接、另一端外接-4V电压的电阻R10，一端与三极管Q3的发射极相连接、另一端外接-4V电压的电阻R11，与电阻Rll相并联的电容C7，N极与三极管Ql的集电极相连接、P极外接-4V电压的二极管D1，以及正极与场效应管MOSl的源极相连接、负极与三极管Q2的发射极相连接后再接地的极性电容C8组成，所述功率放大器P3的输出端则经电阻R14后与二极管D4的P极相连接。
[0007]所述的自举电路则由场效应管M0S，一端与场效应管MOS的源极相连接、另一端接地的电阻R5，负极与场效应管MOS的栅极相连接、正极经电阻Rl后与场效应管MOS的漏极相连接的极性电容Cl，与极性电容Cl相并联的电阻R2，正极与极性电容Cl的正极相连接、负极与场效应管MOS的源极相连接的极性电容C2，以及一端与极性电容C2的正极相连接、另一端接地的电阻R4组成；所述场效应管MOS的漏极与功率放大器Pl的正极输入端相连接，且该漏极还同时外接+12V电压，场效应管MOS的源极则分别与功率放大器Pl的负极输入端和功率放大器P2的正极输入端相连接，而功率放大器P2的负极输入端则接地。
[0008]所述驱动电路由变压器T，串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间的二极管D2，串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间的电容C9，串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间的电阻R13，以及基极与驱动芯片M的TG管脚相连接、集电极顺次经电容ClO和电容Cll后接地、而发射极也接地的晶体管Q4组成；所述变压器T的原边线圈的同名端与电容ClO和电容Cll的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接；同时，晶体管Q4的发射极还与驱动芯片M的TS管脚相连接，所述变压器T的副边线圈上设有抽头Yl和抽头Y2。
[0009]为确保本发明的使用效果，所述驱动芯片M为LTC4440A集成芯片，所述的处理芯片Ul为GR6953集成芯片。
[0010]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0011](I)本发明整体结构非常简单，其制作和使用非常方便。
[0012](2)本发明的启动时间仅为传统栅极驱动电路启动时间的1/4，其启动时间极短。
[0013](3)本发明采用自举电路和开关功率放大电路来为驱动芯片提供控制信号，因此具有很尚的输入阻抗，能确保整个电路的性能稳定。
[0014](4)本发明采用半桥控制驱动电路作为辅助驱动电路，并且采用GR6953集成电路作为处理芯片，使其驱动速度更快，并具有低功耗启动的优点，从而使本发明能耗比传统的驱动系统降低1/2。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的整体结构示意图。
[0016]图2为本发明的半桥控制驱动电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0018]实施例
[0019]如图1所示，本发明由驱动芯片M，与驱动芯片M相连接的驱动电路，与驱动芯片M相连接的开关功率放大电路，与该开关功率放大电路相连接的自举电路，以及设置在开关功率放大电路与驱动芯片M之间的半桥控制驱动电路组成。为确保本发明的使用效果，该驱动芯片M优先采用凌力尔特公司生产的高频率N沟道MOSFET栅极驱动芯片，即LTC4440A集成芯片来实现。该驱动芯片M的特点是能以高达80V的输入电压工作，且能在高达100V瞬态时可连续工作。
[0020]所述的开关功率放大电路主要由功率放大器P1，功率放大器P2，功率放大器P3，三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，极性电容C8，串接在功率放大器Pl的输出端与负极输入端之间的一级RC滤波电路，串接在功率放大器P2的输出端与正极输入端之间的二级RC滤波电路，以及电阻R3、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rl 1、电阻R12、电容C5、电容C6、电容C7及二极管Dl组成。
[0021 ] 其中，所述的一级RC滤波电路由电阻R6和电容C3并联而成，即电阻R6和电容C3均串接在功率放大器Pl的负极输入端与输出端之间；所述的二级Re滤波电路则由电阻R7和电容C4并联而成，即电阻R7和电容C4均串接在功率放大器P2的正极输入端与输出端之间。同时，该功率放大器Pl的负极输入端还与功率放大器P2的正极输入端相连接。
[0022]三极管Ql的基极与功率放大器Pl的输出端相连接，其集电极经电阻R3后与功率放大器P3的正极输入端相连接，其发射极则与三极管Q2的基极相连接；三极管Q2的集电极经电阻R8后与功率放大器P3的负极输入端相连接，同时，该三极管Q2的集电极还外接+1V电压。
[0023]三极管Q3的基极经电阻R9后与功率放大器P2的输出端相连接，其集电极则经电阻R12后与三极管Q2的基极相连接。电容C6则与电阻R9相并联，为确保效果，该电容C6优先采用电解电容来实现。连接时，电容C6的负极与三极管Q3的基极相连接，其正极则与功率放大器P2的输出端相连接。电容C5的正极与功率放大器P3的负极输入端相连接，其负极则与三极管Q2的发射极相连接。同时，该电容C5的负极和三极管Q2的发射极均接地。
[0024]极性电容C8的正极与半桥控制驱动电路相连接，且负极分别与电容C5的负极和三极管Q2的发射极相连接。该功率放大器P3的输出端则与半桥控制驱动电路相连接。
[0025]电阻RlO的一端与三极管Q3的基极相连接，其另一端外接-4V的电压；而电阻RlI的一端与三极管Q3的发射极相连接，其另一端则同样外接-4V的电压。电容C7则与电阻Rll相并联。同样，所述电容C5和电容C7也均采用电解电容来实现。
[0026]所述二极管Dl的N极与三极管Ql的集电极相连接，其P极在外接_4V的电压。
[0027]为确保功率放大器Pl和功率放大器P2的正常运行，该电容C3和电容C4均优先采用贴片电容来实现。
[0028]所述自举电路由场效应管MOS、极性电容Cl、极性电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R4和电阻R5组成。连接时，电阻R5的一端与场效应管MOS的源极相连接，其另一端接地；极性电容C