专利名称：高压led驱动芯片双电源供电电路的制作方法
高压LED驱动芯片双电源供电电路本发明与高压LED驱动芯片的集成电路设计有关，具体地说涉及高压LED驱动芯 片中供电部分的改进电路。LED灯工作电压常常达到几十伏或者几百伏。对于用在高压环境中的LED驱动芯 片，目前几乎都采用单电源供电。有的芯片采用系统中的高压电源直接供电，如图l_(a)、图l_(b)所示，高压电源 不但给LED提供电压，还给整个芯片提供电压。高电压经由电阻和齐纳二极管组成的电路 输出电压V2，V2给LDO(低压降线性稳压器)和电压调整器供电。该电阻可以集成在芯片 内部，图l-(a)所示；有时由于电源电压高达几百伏，而芯片采用的工艺只能承受几十伏的 电压，此时电阻不能集成，采用片外分立元件，如图l_(b)所示。这种芯片的优点是无需另 建系统外的供电电源。由于齐纳二极管工作在反向击穿情况，流过齐纳二极管的电流由电 阻两端电压和电阻Res决定，由图示可知其电流大小为(VIN-V2)/Res。芯片工作时其峰值 电流常常高达IOmA以上，为了使其在此峰值电流下V2还能保持稳定，则要求流过电阻Res 的电流必须大于10mA，即此峰值电流下齐纳二极管中还有反向电流。那么在芯片消耗电流 没有达到峰值时或很小时，电阻中多余的电流将流过齐纳二极管，这样就造成了系统浪费 了许多功耗，降低芯片效率。为了克服上述缺陷，有的芯片则不采用高压电源直接供电，而是要求用户直接提 供另一个独立的稳定低压电源给芯片供电。高压电源只提供给LED灯。但是，经常会碰到 用户不方便提供这一电源或需增加额外的器件而增加成本，这种芯片的应用受到限制。本发明综合以上两种供电方式，提出一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，在 芯片上设两个引脚VIN和VCC，灵活选择其中一个供电方式。本发明的技术方案是一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，包括电阻Res、齐 纳二极管、电压调整器、低压降线性稳压器、带隙基准电路，电阻Res和齐纳二极管组成的 电源接入电路的输出连接电压调整器的输入和低压降线性稳压器的一个输入，电压调整器 的输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线性稳压器的另一个输入连接带隙基准电路Vref输 出，低压降线性稳压器的输出连接芯片引脚Vout，其特征在于，电阻Res和齐纳二极管组成 的电源接入电路输出串接一个二极管后连接芯片引脚Vout ；芯片引脚VCC连接芯片引脚 Vout0本发明的用户可以选择用高压电源给芯片供电，高压电源经过一外接电阻Res后 连接到引脚VIN(电阻Res也可以集成于芯片内，高压电源先连接到引脚VIN，而后经过电 阻Res)，同时引脚VCC作为芯片的输出可向片外提供一较低的稳定电压，为芯片外其它系 统模块和芯片内部电路供电。用户也可选用其它独立低压稳定电源对芯片供电，此时把独立电源电压接到引脚VCC，VCC作为芯片的输入向芯片内部电路供电。这种情况下，引脚VIN 可以不接任何信号悬空处理，也可以接到引脚VCC上。当VIN引脚悬空时它不起任何作用， 接到引脚VCC可作为一个供电通路向芯片中部分电路提供电源。由此可见，用户可不受驱 动芯片单电源供电的制约，灵活选定VIN、VCC两个芯片引脚接入电源。图l-(a)是传统高压LED驱动芯片供电电路(集成电阻)。图l-(b)是传统高压LED驱动芯片供电电路(片外电阻)。图2是本发明高压LED驱动芯片双电源供电电路。图3是高压电源VDCH直接供电图2等效示意图。图4是独立低压电源VDCL通过VCC供电图2等效示意图。图5是独立低压电源VDCL通过VIN和VCC供电图2等效示意图。下面结合本发明的实施例及其附图
作进一步说明。如图2所示，本发明高压LED驱动芯片双电源供电电路组成如下电阻Resl和齐 纳二极管2、电压调整器3、带隙基准6、低压降线性稳压器5 (简称LD0)和二极管4。电阻Resl和齐纳二极管2组成的电源接入电路的输出连接电压调整器3的输入 和低压降线性稳压器5的一个输入，电压调整器3的输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线 性稳压器5的另一个输入连接带隙基准6的Vref输出，低压降线性稳压器5的输出连接芯 片引脚Vout，电阻Resl和齐纳二极管2组成的电源接入电路输出串接一个二极管4后连接 芯片引脚Vout ；芯片引脚VCC连接芯片引脚Vout0本发明可以借用现有技术的做法，电阻Resl集成在芯片内或者分立在芯片外，都 与高压电源输入引脚VIN连接。该高压LED驱动芯片双电源供电电路工作原理如下见图2、图3，当采用高压电源VDCH供电时，VDCH经电阻1后输入到VIN，再由齐纳 二极管2的反向击穿特性知道V2电压值等于其反向击穿电压。VIN作为电源输入引脚，VCC 作为LD05输出需要加一个较大的电容7稳定其输出电压。由于V2的电压高于Vout的电 压，故二极管4的PN结反偏，又因其两端的反偏电压不足以使其反向击穿，所以二极管4断 路。此时，图2的等效电路如图3所示，VIN经电阻1和齐纳二极管2后输出电压V2直接提 供给LD05提供电源。V2经过电压调整器3输出电压Vl给带隙基准6供电。最后LD05根 据带隙基准6提供的参考电压Vref输出一个精准和稳定电压Vout作为芯片内部电压源， 同时也可经VCC引脚向芯片外部供电。见图2、图4，当芯片不用高压电源供电而采用其他较低电压VDCL供电时，电源直 接接到VCC。由于LD05的输出已直接接固定电源VDCL，其在电路中已不起作用，故可将其 忽略。如果VIN悬空时，图2的等效电路如图4所示，VCC电压经过二极管4降低大约0. 7V 后给电压调整器3供电，电压调整器3再输出电压Vl给带隙基准电路6供电，芯片内部其 它模块由VDCL直接供电。见图2、图5，如果VIN接到VCC，则二极管4两端电压相等，
见图2、图5，如果VIN接到VCC，则二极管4两端电压相等，二极管4可看作断路， 图2的等效电路如图5所示，VDCL直接给电压调整器3和芯片内部其他模块供电(除带隙 基准)。综上所述，此高压LED驱动芯片双电源供电电路可以有三种接入电源的途径高 压电源VDCH直接供电；独立低压电源VDCL通过VCC供电；独立低压电源VDCL通过VIN和 VCC供电。用户可根据三种方案具体应用自己选择，从而增加了芯片的功能和应用的灵活性。
权利要求
一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，包括电阻Res、齐纳二极管、电压调整器、低压降线性稳压器、带隙基准电路，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路的输出连接电压调整器的输入和低压降线性稳压器的一个输入，电压调整器的输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线性稳压器的另一个输入连接带隙基准电路Vref输出，低压降线性稳压器的输出连接芯片引脚Vout，其特征在于，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路输出串接一个二极管后连接芯片引脚Vout；芯片引脚VCC连接芯片引脚Vout。
2.根据权利要求1所述高压LED驱动芯片双电源供电电路，其特征在于低压降线性稳 压器的输出加一个电容。
3.根据权利要求1所述高压LED驱动芯片双电源供电电路，其特征在于电阻Res集成 在芯片内，与高压电源输入引脚VIN连接。
4.根据权利要求1所述高压LED驱动芯片双电源供电电路，其特征在于电阻Res分立 在芯片外，与高压电源输入引脚VIN连接。
全文摘要
一种高压LED驱动芯片双电源供电电路，有电阻Res、齐纳二极管、电压调整器、低压降线性稳压器、带隙基准电路，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路的输出连接电压调整器输入和低压降线性稳压器一个输入，电压调整器输出连接芯片引脚VDD_BGR，低压降线性稳压器另一个输入连接带隙基准电路Vref输出，低压降线性稳压器输出连接芯片引脚Vout，电阻Res和齐纳二极管组成的电源接入电路输出串接一个二极管后连接芯片引脚Vout；芯片引脚VCC连接芯片引脚Vout。三种接入电源途径中选择其中的一种高压电源VDCH直接供电；独立低压电源VDCL通过VCC供电；独立低压电源VDCL通过VIN和VCC供电。
文档编号H05B37/00GK101959339SQ200910055050
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者冯林, 肖国庆 申请人:上海沙丘微电子有限公司