基于VCC电容的可编程方法和电路与流程

本发明是基于电容复用的可编程技术，用于对开关电源拓扑型led驱动芯片进行编程，提高产品的竞争力；该发明复用led驱动芯片的外挂vcc供电电容，根据其vcc电容规格不同，对芯片内部电路进行编程，进而改变芯片内部结构，调整内部参数。

与常规的led驱动芯片相比，优势如下：

优势1、复用vcc电容编程，在不改变外围零件的条件下，增加一个功能；

优势2、复用vcc电容编程，至少减少1个器件及1个引脚，成本低；

优势3、改变芯片的内部参数，不增加额外焊接点，可靠性高；

优势4、工作时环境噪声小，内置adc转换为数字信号，抗噪声能力强；

背景技术：
1

开关电源拓扑结构因为其能量转换效率高，易于控制，在高性能led恒流控制系统中，占据着主导地位。现阶段对led恒流控制系统的兼容性又提出新的要求，即单颗芯片兼容不同的输入电压、输出电压、输出功率等，这就需要芯片有可编程方案。

在极致精简的led驱动方案中，为实现最低的成本，芯片只有3个引脚，外围器件非常精简，在这样的系统架构中，可编程方案将会非常关键。

本发明所提出的可编程方案，可在极致精简的三端口led控制系统(如图1)中实现编程，提高芯片的兼容性，可适用于恒流led驱动芯片和恒流ledpfc控制芯片；而传统的可编程方案在这样的极致精简系统中却没有价值。

图1：极致精简led驱动控制系统

本发明方案能实现在图1的系统中实现ovp电压可编程，或者ton时间可编程，而没有采用本发明的系统，往往是固定ovp电压和ton时间，或者没有ovp保护功能。相比而言，采用本发明的控制系统增加了可编程功能，提高了芯片的兼容性。

背景技术2

传统的高性能led恒流控制系统往往采用以下两种可编程方案，这两种可编程方案需要付出较大的成本，并且可靠性，抗噪声能力均较差。

常规a类：固定芯片内部参数，设置外围元件比例，缺点如下：

1、需要芯片引脚及2颗外围元件，成本高；

2、需要焊接点5个，可靠性低；

3、工作时环境噪声大，对设计提出很高要求；

常规b类：利用可编程引脚及一颗外围编程器件，缺点如下：

1、需要芯片引脚及1颗性能较高的外围元件，成本高；

2、需要焊接点3个，可靠性较低；

图2：传统led驱动控制系统

传统的高性能led恒流控制系统如图2所示，其中芯片i1的引脚fb和ri均为编程引脚；引脚fb编程控制ovp电压，引脚ri编程控制内部最大ton时间。fb脚通过设置rfb1和rfb2的比例来兼容不同的ovp电压需求，比例的改变不影响内部电路参数，为常规a类编程方式；ri脚通过rton的值，改变芯片内部最大ton时间，为常规b类编程方式。

本次发明的改进型a类led驱动控制系统结构如图3所示。对比前面图1，省去了fb引脚及rfb1和rfb2电阻；该系统根据c0的容值不同，采用adc将其容值量化，直接控制内部ovp的值，可达到很高的抗噪声能力，节约了成本，并提高了可靠性；适用于led恒流驱动芯片或者恒流ledpfc控制芯片。

本次发明的改进型b类led驱动控制系统结构如图4所示。对比前面图1，省去了ri引脚及rton电阻，可控制内部ton时间；同样也节约了成本，并提高了可靠性和抗干扰能力；适用于led恒流驱动芯片或者恒流ledpfc控制芯片。

图3：改进的led驱动控制系统结构——改进型a类

图4：改进的led驱动控制系统结构——改进型b类

技术实现要素：

本发明是提出并设计了一种基于vcc电容的高度集成、对噪声不敏感的可编程技术，用于对芯片的参数编程，直接应用于开关电源led驱动控制芯片中，能降低芯片成本并提升产品可靠性和抗干扰能力。

按照本发明提供的技术方案，所述的可编程技术是基于vcc电容复用技术，技术原理如下所述。

在系统上电之后，i1的引脚d通过内部供电通路对vcc端子电容c0充电，在c0电压达到一定值v0之后，内部电路开始进行编程，同时对c0下拉一定电流值i0，c0电压开始降低，当c0电压降低到一定值v1之后，编程结束，内部adc记录编程结果并存储，用于控制芯片内部的参数，芯片设计师可以灵活的选择控制某个参数，例如上面图2的芯片控制的是ovp电压，上面图3的芯片控制最大ton值。整个编程过程中芯片的power管处于静止状态，噪声小。编程结束后，引脚d继续对vcc端子电容c0充电，到达一定uvlo电压后芯片开始正常工作。

具体实施方式

本发明采用独特的可编程架构来实现编码，原理图如图5所示。图5中虚线框为芯片内部结构工作原理，在芯片上电之后，d端电压升高，通过内部powersupply模块向vcc端子外接电容供电；vcc电压通过内部adc模块数字化处理，按照logicctrl模块设定的规则，按照适当的时序控制powersupply模块对vcc外接电容充电，控制10ma下拉电流对vcc外接电容进行放电；coding模块根据adc输出变化及logicctrl的时序，将vcc电容的充放电信息进行编码，该编码对应于vcc外接电容的容值，该编码按照适当的映射关系可用于对内部regulator的控制，达到设置参数的目的。编码完成之后，当vcc电压上升至uvlo电压，芯片进入正常工作状态。

图5：vcc可编程架构原理图

本发明对vcc外接电容编码表达式：其中tref是内部基准时间，ipull是内部基准电流；δadc到code的映射关系由coding模块完成，可根据实际需要对coding模块进行设计。

本发明也可以采用一套精简的方案来实现，原理图如图6所示。图6中虚线框为芯片内部结构工作原理，在芯片上电之后，d端电压升高，通过内部powersupply模块向vcc端子外接电容供电；vcc电压达到一定值v0之后，comparator输出端由0变为1，此时powersupply模块停止供电，10ma电流开始下拉，并且counter开始计数，当vcc电压由v0下降到v1之后，comparator由1翻转为0，powersupply开始供电，10ma电流停止下拉，counter计数停止，此时的counter的输出表征了vcc电容的容值。coding模块根据comparator的时序，将counter输出数字信号进行编码，该编码对应于vcc外接电容的容值，该编码按照适当的映射关系可用于对内部regulator的控制，达到设置参数的目的。编码完成之后，vcc由v0上升至uvlo电压，芯片进入正常工作状态。

图6：精简的vcc可编程架构原理图

本发明对vcc外接电容编码表达式：其中tref是内部基准时间，ipull是内部基准电流；counter到code的映射关系由coding模块完成，可根据实际需要对coding模块进行设计。