基于光束激发式开关功率放大电路的栅极驱动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED驱动电路，具体是指基于光束激发式开关功率放大电路的栅极驱动系统。
【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、电流噪音较大以及启动时间较长等缺陷。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服目前栅极驱动电路存在的能耗较高、电流噪音较大以及启动时间较长的缺陷，提供一种结构设计合理，能有效降低能耗和电流噪音，明显缩短启动时间的基于光束激发式开关功率放大电路的栅极驱动系统。
[0004]本实用新型的目的通过下述技术方案实现:基于光束激发式开关功率放大电路的栅极驱动系统，主要由开关电流源，变压器T，驱动芯片M,串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间的二极管Dl，串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间的电容C3，串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间的电阻R7，串接于开关电流源与驱动芯片M之间的开关功率放大电路，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C4和电容C5后接地、而发射极接地的晶体管Q4组成。同时，在开关电流源与驱动芯片M之间还串接有光束激发式逻辑放大电路；该光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P4，与非门ICl，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P的正极输入端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容Cl I，一端与极性电容Cl I的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R17，正极与电阻R17和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容C13，一端与与非门ICl的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P4的正极输入端相连接的电阻R18，串接在功率放大器P4的负极输入端与输出端之间的电阻R19，一端与与非门ICl的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R20，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C12，以及一端与极性电容C13的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R21组成；所述与非门ICl的正极输入端与功率放大器P4的负极输入端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接；与非门IC3的正极输入端与功率放大器P4的输出端相连接，其输出端则与驱动芯片M的TD管脚相连接，而功率放大器P4的正极输入端则与开关电流源相连接。
[0005]所述开关功率放大电路则由功率放大器P1，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R9和电容C6，串接在功率放大器P2的输出端与正极输入端之间的电阻RlO和电容C7，基极与功率放大器Pl的输出端相连接、集电极经电阻Rll后与功率放大器P3的正极输入端相连接的三极管Q5，基极与三极管Q5的发射极相连接、集电极经电阻R12后与功率放大器P3的负极输入端相连接的三极管Q6，基极经电阻R14后与功率放大器P2的输出端相连接、集电极经电阻R13后与三极管Q6的基极相连接的三极管Q7，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Q6的发射极相连接并接地的电容C8，与电阻R14相并联的电容C9，一端与三极管Q7的基极相连接、另一端外接-4V电压的电阻R15，一端与三极管Q7的发射极相连接、另一端外接-4V电压的电阻R16，与电阻R16相并联的电容C10，以及N极与三极管Q5的集电极相连接、P极外接-4V电压的二极管D2组成；所述功率放大器Pl的负极输入端与功率放大器P2的正极输入端相连接，功率放大器P3的输出端与驱动芯片M的VCC管脚相连接，三极管Q7的集电极与驱动芯片M的INP管脚相连接，而功率放大器Pl的正极输入端和功率放大器P2的负极输入端则均与开关电流源相连接。
[0006]进一步地，所述变压器T的原边线圈的同名端与电容C4和电容C5的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接后接地；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。
[0007]所述的开关电流源由晶体管Q1，晶体管Q2，晶体管Q3，直流电源S，串接在晶体管Ql的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R1，串接在晶体管Ql的发射极与直流电源S的负极之间的RC滤波电路，串接在晶体管Ql的基极与直流电源S的负极之间的电阻R2，与直流电源S相并联的电阻R5，串接在晶体管Q3的发射极与直流电源S的负极之间的电阻R6，串接在晶体管Q3的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R4，以及正极与晶体管Q2的集电极相连接、负极与直流电源S的负极相连接的极性电容C2组成；所述晶体管Q2的基极还与晶体管Ql的集电极相连接，而晶体管Q3的基极则分别与晶体管Q2的发射极和直流电源S的正极相连接；所述极性电容C2的正极与功率放大器Pl的正极输入端相连接，其负极则与功率放大器P2的负极输入端相连接；所述功率放大器P4的正极输入端则与直流电源S的负极相连接。
[0008]为确保本实用新型的使用效果，所述驱动芯片M优先采用LTC4440A集成芯片来实现。
[0009]本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0010](I)本实用新型不仅具有短路保护、过压保护及开路保护的功能，而且其功耗较低，其启动时间仅为传统栅极驱动电路启动时间的1/4。
[0011](2)本实用新型设有自带的开关电流源，因此能有效的避免外部电磁干扰，同时，能显著的降低电流噪音。
[0012](3)本实用新型设有开关功率放大电路，因此能确保输入驱动芯片M中的功率信号不会产生衰减，进而确保整体的性能稳定。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例
[0015]如图1所示，本实用新型由晶体管Q4、变压器T、驱动芯片M、开关电流源、二极管D1、电容C3、电阻R7、电容C4、电容C5、开关功率放大电路以及光束激发式逻辑放大电路组成。
[0016]其中，该光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P4，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P的正极输入端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容C11，一端与极性电容Cll的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R17，正极与电阻R17和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容C13，一端与与非门ICl的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P4的正极输入端相连接的电阻R18，串接在功率放大器P4的负极输入端与输出端之间的电阻R19，一端与与非门ICl的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R20，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C12，以及一端与极性电容C13的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R21组成。
[0017]所述与非门ICl的正极输入端与功率放大器P4的负极输入端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接；与非门IC3的正极输入端与功率放大器P4的输出端相连接。
[0018]所述开关电流源的输出端需要与开关功率放大电路的输入端相连接，而开关功率放大电路的输出端则需要与驱动芯片M相连接。所述的二极管Dl串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间，以确保当变压器T损坏时，其外部电流不会对驱动芯片M造成损害。电容C3串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间，而电阻R7则串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间。
[0019]所述晶体管Q4的基极与驱动芯片M的TG管脚相连接，其集电极顺次经电容C4和电容C5后接地，其发射极接地。同时，该晶体管Q4的集电极还需要外接+6V的驱动电压，以确保晶体管Q4能正常运行。同时，所述与非门IC3的输出端还需要与驱动芯片M的TD管脚相连接。
[0020]所述变压器T的原边线圈的同名端与电容C4和电容C5的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接后接地。同时，晶体管Q4的发射极还与驱动芯片M的TS管脚相连接。
[0021]变压器T的副边线圈上设有抽头Yl和抽头Y2，即通过该抽头Yl和抽头Y2，本实用新型在变压器T的副边线圈上形成有4个输出端，即副边线圈的同名端，Yl抽头、Y2抽头和副边线圈的非同名端。
[0022]所述的开关功率放大电路，主要由功率放大器Pl，功率放大器P2，功率放大器P3，三极管Q5，三极管Q6，三极管Q7，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R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C8、电容C9、电容ClO