LED背光驱动电路及用于该电路的控制芯片的制作方法

led背光驱动电路及用于该电路的控制芯片
技术领域
[0001]
本公开总体涉及发光二极管(led)驱动电路领域，更具体地涉及led背光驱动电路及用于该电路的控制芯片。


背景技术：

[0002]
随着led驱动技术的发展，在保证性能的前提下，追求更低成本和更高集成度已成为业界的共识。
[0003]
例如，图1示出了传统的led背光驱动方案100的示例。在该传统的led背光驱动方案100中，为了实现环路稳定而需要设置用于环路补偿的电阻r5和电容c3，为了实现脉冲宽度调制(pwm)调光而需要设置调光场效应管(mos)q2，为了实现模拟调光而需要辅助滤波电容c4等。从而，在传统的led背光驱动方案中，需要在芯片外围设置较多辅助器件，且芯片(例如，芯片u)本身需要的功能引脚也较多，这增大了系统复杂度并提高了系统成本。


技术实现要素：

[0004]
鉴于以上所述的一个或多个问题，本公开提供了新颖的led背光驱动电路及用于该电路的控制芯片。
[0005]
根据本公开的一方面，提供了一种用于led背光驱动电路的控制芯片。该控制芯片包括：基准电压模块、环路补偿模块、逻辑控制模块、驱动模块、振荡器模块、脉冲宽度调制调光模块、输出过压保护模块、以及内部mos。基准电压模块通过模拟调光信号输入引脚接收模拟调光信号，并将经处理的模拟调光信号提供给环路补偿模块；环路补偿模块基于经处理的模拟调光信号和来自反馈引脚的led电流检测信号，生成第一信号；脉冲宽度调制调光模块通过使能或脉冲宽度调制调光信号输入引脚接收使能或脉冲宽度调制调光信号，生成第二信号；逻辑控制模块基于第一信号、第二信号、来自振荡器模块的第三信号、以及通过电流检测及输出过压保护检测引脚接收的电流检测信号，来生成控制信号；驱动模块基于该控制信号生成驱动信号，并提供给驱动引脚；内部mos的栅极连接到脉冲宽度调制调光模块，漏极连接到led引脚，并且源极连接到反馈引脚；输出过压保护模块连接到电流检测及输出过压保护检测引脚，以接收信号来检测电路系统是否进入输出过压状态；控制芯片当用于led背光驱动电路时，通过供电引脚连接到外部电压输入端来获得所需电力，并且通过led引脚连接led负载的负极。
[0006]
根据本公开的另一方面提供了包括上述控制芯片的led背光驱动电路。
附图说明
[0007]
从下面结合附图对本公开的具体实施方式的描述中可以更好地理解本公开，在附图中相似的附图标记一般在不同的视图中始终指代相同的部件，其中：
[0008]
图1示出了传统的led背光驱动方案的示例。
[0009]
图2示出了根据本公开的实施例的led背光驱动电路的示意图。
[0010]
图3示出了根据本公开的实施例的用于led背光驱动电路的控制芯片的示意框图。
[0011]
图4示出了根据本公开的实施例的led背光驱动电路工作时的示例信号时序图。
具体实施方式
[0012]
下面将详细描述本公开的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本公开的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本公开可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本公开的示例来提供对本公开的更好的理解。本公开决不限于下面所提出的任何具体结构、元件和配置，而是在不脱离本公开的精神的前提下覆盖了结构、元件和配置的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本公开造成不必要的模糊。
[0013]
图2示出了根据本公开的实施例的led背光驱动电路200(实线框中)的示意图。led背光驱动电路200例如可以包括控制芯片u1、功率电感l1、功率开关管q1、续流二极管d1、芯片供电电容c1、输出滤波电容c2、以及led电流检测电阻r1、输出过压保护(ovp)电阻r2和r3、电流检测电阻r4等等。
[0014]
具体地，如图2所示，控制芯片u1例如可以包括如下引脚：
[0015]
lpwm引脚——也称为使能或脉冲宽度调制(pwm)调光信号输入引脚，被配置为接收外部使能或pwm调光信号；
[0016]
hpwm引脚——也称为模拟调光信号输入引脚，被配置为接收外部模拟调光信号；
[0017]
fb引脚——也称为反馈引脚，被配置为接收led电流检测信号；
[0018]
led引脚——连接到芯片内部mos的漏极；
[0019]
gnd引脚——是控制芯片u1的基准地引脚，被配置为将控制芯片u1连接到芯片地；
[0020]
cs/ovp引脚——也称为电流检测及输出过压保护检测引脚，可以起到电流检测和输出过压保护的双重作用。
[0021]
gate引脚——也称为驱动引脚，被配置为输出驱动信号。
[0022]
vdd引脚——是控制芯片u1的芯片供电引脚。
[0023]
该led背光驱动电路200被示出为boost电路(也称为“升压斩波电路”)。功率电感l1的一端被配置为连接到直流电源(v
in
)。可选地，功率电感l1和电源之间可以连接有保险丝以对电路进行保护。功率电感l1的另一端连接到续流二极管d1的正极；续流二极管d1的负极连接到输出滤波电容c2的一端；输出滤波电容c2的另一端接地。
[0024]
功率开关管q1的栅极连接到控制芯片u1的gate引脚，其漏极端接在功率电感l1和续流二极管d1的正极之间，并且其源极经由电流检测电阻r4接地。
[0025]
续流二极管d1的负极和输出滤波电容c2之间设置有用于连接led负载的正极的端子。当使用led背光驱动电路200来驱动led负载时，led负载的正极连接到该端子，并且led负载的负极连接到控制芯片u1的led引脚。这里的led负载例如可以是用于为诸如显示屏之类的设备提供背光的led灯，也可以是其他形式的led，在此不做具体限定。
[0026]
控制芯片u1的vdd引脚被配置为接收外部直流电压信号(vdd)。控制芯片u1的vdd引脚可以连接到芯片供电电容c1，并且芯片供电电容c1的另一端连接到芯片地。
[0027]
led电流检测电阻r1的一端连接到控制芯片u1的fb引脚，并且其另一端接地。
[0028]
控制芯片u1的gnd引脚连接到芯片地。
[0029]
ovp电阻r2的一端连接到控制芯片u1的cs/ovp引脚，且其另一端连接在功率电感l1和续流二极管d1的正极之间。ovp电阻r3的一端连接到控制芯片u1的cs/ovp引脚，且其另一端连接在功率开关管q1和电流检测电阻r4之间。
[0030]
下面将结合图3和图4来进一步描述led背光驱动电路200的工作场景。
[0031]
图3示出了led背光驱动电路200的控制芯片u1的示意框图。如图所示，控制芯片u1可以包括基准电压模块310、环路补偿模块320、逻辑控制模块330、驱动模块340、振荡器模块350、pwm调光模块360、内部mos 370、以及输出过压保护模块380等等。上述各种模块仅仅是示例，并且根据实际需要，在适当的情况下，控制芯片u1还可以包括其他功能模块，在此不做具体限定。
[0032]
基准电压模块310通过hpwm引脚接收模拟调光信号，并将经处理的模拟调光信号提供给环路补偿模块320。
[0033]
环路补偿模块320基于经处理的模拟调光信号和来自fb引脚的led电流检测信号，生成第一信号。
[0034]
pwm调光模块360通过lpwm引脚接收lpwm信号，并生成第二信号。
[0035]
逻辑控制模块330被配置为基于来自环路补偿模块320的第一信号、来自pwm调光模块360的第二信号、来自振荡器模块350的第三信号、以及通过cs/ovp引脚接收的电流检测信号，来生成控制信号，并将该控制信号输出到驱动模块340。
[0036]
驱动模块340基于控制信号生成驱动信号，并提供给gate引脚。
[0037]
内部mos 370的栅极连接到pwm调光模块360，其漏极连接到led引脚，并且其源极连接到fb引脚。
[0038]
输出过压保护模块380连接到cs/ovp引脚，以接收信号来检测电路系统(例如，应用了该控制芯片u1的led背光驱动电路系统)是否进入输出过压状态。
[0039]
如图3所示，在控制芯片u1内部集成了pwm调光mos，省去了模拟调光所需的滤波电容(例如图1的辅助滤波电容c4)，并通过设置环路补偿模块而将环路补偿集成于控制芯片之中。控制芯片u1通过cs/ovp的复用减少功能引脚，即，在功率开关管q1导通时，检测开关管电流并进行环路控制，而在功率开关管q1关断时，检测输出电压。控制芯片u1通过减少功能引脚，以及缩减系统外围的辅助器件，使得led背光驱动电路的整体体积得以减小，提高了系统集成度，降低了系统成本。
[0040]
下面结合图4来描述led背光驱动电路200的基本工作原理。图4示出了led背光驱动电路200工作时所涉及的主要信号随时间变化的时序图，其中410指示控制芯片u1的芯片供电电压(vdd)，420指示使能或pwm调光信号(lpwm)，430指示模拟调光信号(hpwm)，440指示控制芯片u1的gate引脚处输出的驱动信号(s
gate
)，并且450指示led的工作电流(i
led
)。
[0041]
在述led背光驱动电路200工作时，控制芯片u1控制系统工作于恒流状态，其补偿环路全部集成于芯片内部，例如，图3示出的环路补偿模块320。
[0042]
控制芯片u1利用逻辑控制模块330基于通过lpwm引脚接收的lpwm信号控制整个环路，利用内部mos 370控制led负载通断，实现pwm调光控制。
[0043]
控制芯片u1利用基准电压模块310根据通过hpwm引脚接收的模拟调光信号的占空比将其转换成芯片内部的输出电流的基准电压，使得led负载的电流随着模拟调光信号的
占空比变化，来完成模拟调光控制。
[0044]
系统可以同时在pwm调光与模拟调光模式下进行工作，灵活地实现各种调光需求。
[0045]
本申请所提供的控制芯片将pwm调光mos集成于芯片内部，省略了传统led背光驱动方案中的辅助滤波电容，而且将环路补偿模块集成在控制芯片内部，同时通过引脚复用来减少芯片的引脚，使得led背光驱动电路的整体体积得以减小，提高了系统集成度，降低了系统成本。
[0046]
本公开可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本公开的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本公开的范围之中。