专利名称：一种降低了耐压等级的led驱动电源控制芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，其属于原边反馈LED直流电源类。
背景技术：
原边反馈方式的AC — DC控制技术是最近10年间发展起来的新型AC — DC控制技术，与传统的副边反馈开关电源机构结构相比，其最大的优势在于省去了隔离芯片以及与隔离芯片配合工作的一组元器件，这样就节省了电路板上的空间，降低了成本并且提高了系统的可靠性。原边反馈直流电源在手机充电器等成本压力较大的应用领域，以及LED驱动电源等对体积要求很高的应用领域有较大的市场份额。在现有技术中，原边反馈型的LED驱动电源，一般都包括控制芯片，附图I给出了现有技术的一种原边反馈LED驱动电源控制芯片及其应用的结构框图，如附图I所示，所述原边反馈LED驱动电源包括控制芯片、变压器、三极管，所述变压器包括原边绕组Np、辅助绕组Na以及次级绕组Ns，所述控制芯片包括副边导通时间检测单元、恒流频率控制单元、RS触发器、PFM单元、驱动单元、过流保护单元以及内建电源模块，这种原边反馈LED驱动电源所用的控制芯片的一个显著的特点是，至少包括VDD、GND、OUT、FB、CS五个引脚，在采用这种控制芯片构成的原边反馈LED驱动电源中，电阻Rl和电阻R2构成取样电路，所述FB引脚为辅助绕组Na电压反馈引入脚，并从电阻Rl和电阻R2构成取样电路中取得信号。在控制芯片内部，FB引脚联接到副边导通时间检测单元的输入端，所述副边导通时间检测单元的输出联接到恒流频率控制单元，所述CS引脚为原边绕组Np电流检测信号引入脚，从三极管G发射极电阻R3上取得信号。在控制芯片内部，CS引脚联接到过流保护单元的输入端，恒流频率控制单元和过流保护单元的输出端分别联接到RS触发器的S端和R端，所述RS触发器的输出端即Q端联接到PFM单元的输入端，PFM单元联接到驱动单元，所述驱动单元的输出端与控制芯片的OUT引脚联接，OUT引脚输出接至三极管G的基极，用于驱动外部的功率三极管G。VDD引脚为控制芯片的电源引脚，用于为整个控制芯片接入外部电源；FB引脚为频率控制引脚，用于侦测辅助绕组Na的导通时间，以便恒流频率控制单元按比例调节工作周期，使得次级绕组Ns输出电流稳定在设定的值，即实现LED驱动电源的恒流功能。CS为原边绕组Np电流侦测引脚，用于侦测原边绕组Np导通时的峰值电流，以实现各周期过程中的过流保护，进而使得每个周期传输的能量均相同；GND为芯片的接地引脚。当系统正常工作时，由于变压器原边绕组Np的极性相对辅助绕组Na和次级绕组Ns同名端相反，因此在原边绕组Np导通时，FB引脚为负电压；当处于次级绕组Ns导通阶段时，由于辅助绕组Na与次级绕组Ns同名端极性相同，因此FB电压为正电压，副边导通时间检测单元可通过侦测FB引脚为正电压的时间来确定次级绕组Ns的导通时间Tons，并以此为依据来确定系统的工作周期T=KXTons,其中K为比例系数。由于系统工作于断续模式，每个周期均要使原边绕组Np储存的能量全部在次级绕组Ns释放，这样次级绕组Ns的平均输出电流Iout=Ips X Tons/T=Ipp X (NS /NP) X (1/K), Ips 为次级绕组 Ns 导通时的峰值电流，Ipp为原边绕组Np导通时的峰值电流，Ns为次级绕组Ns的圈数，Np为原边绕组Np的圈数。这样只要设定好IPP和K及变压器参数，那么次级绕组Ns的输出电流就是一个恒定值。在这种原边反馈LED驱动电源中，VDD引脚的电压值会随着次级绕组Ns的输出电压和负载变化而在很大范围内变化，因此VDD引脚的耐压要求一般较高，即使通过VDD引脚接入的外部电源为5V的情况下，控制芯片仍必须采用高压BI-CMOS工艺生产，且芯片内需要一个专门的内建电源模块来产生芯片的工作电压，用于给内部各模块供电，导致芯片面积和生产成本都较高，显然现有技术有进一步改进的必要。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，以克服现有技术存在的问题。本实用新型的一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，包括RS触发器、PFM单元、驱动单元、过流保护单元，同时包括VDD、GND、OUT、三个引脚，所述RS触发器Q端联接到PFM单元，所述PFM单元的输出端联接到驱动单元，所述驱动单元的输出端与OUT引脚联接，所述过流保护单元的输出端联接到RS触发器输入侧的R端，其特征在于还包括基准电压单元、压控振荡单元、过压保护单元、电压比较单元、滤波单元、恒流控制单元，所述过压保护单元和电压比较单元均包括二个输入端，所述基准电源单元包括refl标准电压输出端和ref2标准电压输出端，所述refl标准电压输出端和ref2标准电压输出端分别联接到过压保护单元和电压比较单元的一个输入端上，所述电压比较单元的另一个输入端通过滤波单元与OUT引脚联接，所述过压保护单元的另一输入端以及压控振荡单元的输入端联接到VDD引脚，所述过压保护单元和压控振荡单元的输出端联接到恒流控制单元，所述恒流控制单元的输出联接到RS触发器的S端。本实用新型的这种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，其中外部只有VDD、GND、OUT、三个引脚，其中VDD为芯片的电源脚，所述VDD引脚除了为整个芯片接入外部电源外，还复用为芯片的恒流控制引脚，根据变压器工作原理可知(Vdd+Vz)/(Vo+Vz) =NA/NS,其中NA为辅助绕组Na匝数，NS为绕组Ns匝数、Vdd为VDD引脚电压、Vo为次级绕组Ns经二极管整流后的输出电压、Vz为二极管的结电压，因此Vdd也间接反映了次级绕组Ns经二极管整流后的输出电压Vo的大小，在Vdd和Vo远大于Vz时，可简化为Vdd=VoX ( NA/NS)，所以用VDD引脚的电压信号Vdd作为压控振荡单元的调制电压，使得压控振荡单元的输出频率也就是芯片的工作频率F=NXVDD, N为频率常数，由于系统工作于断续模式，每个周期均要使原边绕组Np储存的能量全部在次级绕组Ns释放，不考虑效率损耗时有，原边输入功率 Pin=(l/2) X (Ipp2) XLpXF 等于副边输出功率 Pout=VoX Io，SP (1/2) X (Ipp2)XLpXNXVoX ( NA/NS)= VoXIo,则 Io=(l/2) X (Ipp2) XLpXNX ( NA/NS)，其中 Lp 为原边绕组感量，这样只要变压器参数和原边绕组Np峰值电流设定好，次级绕组Ns输出电流就是一个恒定值；0UT引脚为芯片的驱动单元输出引脚，用于驱动外部的功率三极管G，此外OUT还复用为原边绕组Np电流侦测引脚，当原边绕组Np导通时，原边绕组Np电流增加，电阻R3上压降Vk3增加，OUT电压也随之上升，OUT上的电压V_out=Vbe+ Ve3,由于Vbe是一个相对固定的值，因此OUT上的电压就直接反映了 VK3，即OUT可作为原边绕组Np的电流侦测信号点；GND为芯片的地引脚。由于在LED灯确定后，LED驱动电源的输出电压Vo就固定了，且变化非常小，同时芯片内部还设置有过压保护单元，为此VDD引脚的电压是可控的，其直接作为芯片工作频率控制信号是可行的，在应用时，一般可通过变压器参数来设定，使其稳定在5V附近，这样，芯片就不需要耐很高的电压，因此可以采用标准的5V低压CMOS工艺，从而降低芯片的生产成本，也简化了外部电路。
图I是现有技术的一种原边反馈LED驱动电源控制芯片及其应用结构框图。图2是采用本实用新型较佳实施例提供的一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片及其应用的结构框图。各图中I为控制芯片；101为副边导通时间检测单元；102为RS触发器；103 为 PFM 单元；104为驱动单元；105为过流保护单元；106为内建电源模块；107为恒流频率控制单元；108为滤波单元；109为电压比较单元；110为基准电压单元111为过压保护单元；112为压控振荡单元；113为恒流控制单元；2为整流单元；3为变压器；R1、R2、R3 为电阻；C1、C2 为电容；D1、D2 为二极管。
具体实施方式
以下将结合本实用新型较佳实施例所提供的一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片及其应用以及附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型的一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，如附图2所示，包括RS触发器102、PFM单元103、驱动单元104、过流保护单元105，同时包括VDD、GND、OUT、三、个引脚，所述RS触发器102的Q端联接到PFM单元103，所述PFM单元103的输出端联接到驱动单元104，所述驱动单元104的输出端与OUT引脚联接，所述过流保护单元105的输出端联接到RS触发器102输入侧的R端，其要点在于还包括基准电压单元110、压控振荡单元112、过压保护单元111、电压比较单元109、滤波单元108、恒流控制单元113，所述过压保护单元111和电压比较单元109均包括二个输入端,所述基准电源单元110包括refl标准电压输出端和ref2标准电压输出端，且分别联接到过压保护单元111和电压比较单元109的一个输入端上，所述电压比较单元109的另一个输入端通过滤波单元108与OUT引脚联接，所述过压保护单元111的另一输入端以及压控振荡单元112的输入端联接到VDD引脚，所述过压保护单元111和压控振荡单元112的输出端联接到恒流控制单元113，所述恒流控制单元113的输出联接到RS触发器102输入侧的S端。本实用新型的一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片在应用时，可接入变压器3，所述变压器3包括原边绕组Np、辅助绕组Na以及次级绕组Ns，所述次级绕组Ns经二极管D2整流后输出的电压为Vo，Cl、C2均为滤波电容，所述原边绕组Np的上端接至VDD引脚，所述VDD引脚接至整流单元2的输出端，为控制芯片I引入外部工作电源，所述辅助绕组Na的上端通过二极管Dl接至VDD引脚，下端接地；所述原边绕组Np的下端接三极管 G的集电极，三极管G的基极与芯片的OUT引脚联接，三极管G有发射极通过电阻R3接地，本实用新型的控制芯片I通过三极管G控制原边绕组Np的电流，从而达到控制次级绕组Ns输出电流的目的。综上所述，本实用新型的一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，包括RS触发器、PFM单元、驱动单元、过流保护单元，同时包括VDD、GND、OUT、三个引脚，其特征在于还包括基准电压单元、压控振荡单元、过压保护单元、电压比较单元、滤波单元、恒流控制单元，所述过压保护单元的另一输入端以及压控振荡单元的输入端联接到VDD引脚，所述过压保护单元和压控振荡单元的输出端联接到恒流控制单元，所述恒流控制单元的输出联接到RS触发器的S端，本实用新型相对现有技术降低了控制芯片的耐压等级，简化了外部电路。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
。但本实用新型保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，包括RS触发器、PFM単元、驱动单元、过流保护单元，同时包括VDD、GND、OUT、三个弓I脚，所述RS触发器Q端联接到PFM单元，所述PFM単元的输出端联接到驱动单元，所述驱动単元的输出端与OUT引脚联接，所述过流保护单元的输出端联接到RS触发器输入侧的R端，其特征在于还包括基准电压单元、压控振荡单元、过压保护单元、电压比较单元、滤波单元、恒流控制単元，所述过压保护单元和电压比较单元均包括ニ个输入端，所述基准电源单元包括refl标准电压输出端和ref2标准电压输出端，所述refl标准电压输出端和ref2标准电压输出端分别联接到过压保护单元和电压比较单元的一个输入端上，所述电压比较单元的另ー个输入端通过滤波単元与OUT引脚联接，所述过压保护单元的另ー输入端以及压控振荡単元的输入端联接到VDD引脚，所述过压保护单元和压控振荡单元的输出端联接到恒流控制単元，所述恒流控制单元的输出联接到RS触发器的S端。
专利摘要一种降低了耐压等级的LED驱动电源控制芯片，包括RS触发器、PFM单元、驱动单元、过流保护单元，同时包括VDD、GND、OUT、三个引脚，其特征在于还包括基准电压单元、压控振荡单元、过压保护单元、电压比较单元、滤波单元、恒流控制单元，所述过压保护单元的另一输入端以及压控振荡单元的输入端联接到VDD引脚，所述过压保护单元和压控振荡单元的输出端联接到恒流控制单元，所述恒流控制单元的输出联接到RS触发器的S端，本实用新型相对现有技术降低了控制芯片的耐压等级，简化了外部电路。
文档编号H05B37/02GK202475266SQ201220115988
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者赖泽联 申请人:深圳市华芯邦科技有限公司