一种用于led驱动的控制芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及一种照明技术，尤其是涉及一种用于LED驱动的控制芯片。
[0002]
【背景技术】
[0003]LED具有高光效、寿命长、响应快、运行成本低及绿色环保等众多优点，随着半导体核心器件和相关支持技术的飞速发展，LED正越来越多地应用于照明等领域。由于LED的发光原理是是利用固体半导体芯片作为发光材料，在给半导体芯片两端加上正向电压后，半导体中的少数截流子和多数截流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、白色的光，所以LED驱动电路需要保持恒流甚至恒压。一般来说，在电源电压发生± 15 %的变动时，LED驱动电路需要保持输出电流在± 10 %的范围内变动。并且，驱动电路应保持较低的自身功耗，这样才能使LED的系统效率保持在较高水平。
[0004]LED驱动电源可以被分为隔离式与非隔离式。非隔离式是指在负载端和输入端有直接连接，因此触摸负载就有触电的危险。目前用得最多的是非隔离直接降压型电源。也就是把交流电整流以后得到直流高压，然后就直接用降压(Buck)电路进行降压和恒流控制。这种非隔离式电源的主要技术特点:从18V到450V的宽电压输入范围，恒流输出；采用频率抖动减少电磁干扰，利用随机源来调制振荡频率，这样可以扩展音频能量谱，扩展后的能量谱可以有效减小带内电磁干扰，降低系统级设计难度；可用线性及PWM调光，支持上百个
0.06W LED的驱动应用，工作频率25KHz-300KHz，可通过外部电阻来设定。1.非隔离恒流源的优点是简单、指标高，它的输出电流可以按LED串并联的个数决定。但是大多数情况下，它的输出电流不能太大，输出电压也不能太高。例如264个小功率LED连接成22个串联，12串并联，每串20mA，一共240mA。体积也可以做得很小，通常是做成长条形的，以便放进TlO或T8的管子里。假如每串的电流是30mA，12并就是360mA。在有些非隔离的电源中就无法实现，为了保持总电流240mA不变，就只能改成8串并联。但假如LED的总数不变，就要求串联的数目增加到33个。这时候总电压就会增加到108.9V。但是通常这种非隔离恒流源的允许的最高输出电压是80V。只能维持原来的22串，这样LED的总数就只能是176颗，即使采用30mA，其总流明数有可能不能满足要求。通常其效率大约在88-90%之间，功率因素大约在0.88-0.92之间。这种非隔离电源也有一些局限性，因为非隔离的电源会把交流电源的高压引入到负载端，从而引起触电的危险。通常LED和铝散热器之间的绝缘也就靠铝基板的印制板的薄膜绝缘。虽然这个绝缘层可以耐2000V高压，但有时螺丝孔的毛刺会产生所谓的爬电现象，使得难以通过CE论证。隔离式是指在输入端和输出端有隔离变压器隔离，这种变压器可能是工频也可能是高频的。但都能把输入和输出隔离起来。可以避免触电的危险。一般来说，由于加入了变压器，所以隔离式电源的效率会有所降低，通常大约在88%左右，而且变压器的体积也比较大，不利于LED小型化。并且，目前隔离式驱动电路为了保证恒流恒压，需要采用次级反馈以及环路补偿，加大了驱动电路的能耗。
[0005]
【发明内容】
[0006]为了解决上述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种用于LED驱动的控制芯片，所述芯片包括:
误差放大模块，其使芯片中同相输入端的0.81 V基准电压与反相输入端的反馈电压之间的差放大，与环路补偿网络构成一个积分低通电路；
脉宽调制模块，其使芯片实现PWM逻辑控制，电路输出功率开关的栅驱动信号；
前沿消隐模块，其使芯片电路消除因开关导通瞬间产生的脉冲峰值电流；
过温保护模块，其使芯片在温度上升过高时实现迟滞功能；
欠压锁定模块，其检测芯片电路内建模拟电源AVDD的电压是否达到阈值并输出响应的检测型号UVLO。
[0007]当时钟的上升沿到来时，脉宽调制(pulsewidth modulat1n，PffM)触发器置位，NMOS功率开关闭合，外部电感中的电流增加，电感电流被采样放大后与斜坡补偿电流叠加，通过电阻转化为电感电流反馈电压，与反馈电压差经过误差放大器放大得到的控制电压相比较，当电感电流反馈电压大于控制电压时，PWM触发器被复位，NMOS功率开关闭合，电感电流通过外部肖特基二极管续流。若一个周期之内电感电流反馈电压都小于控制电压，则当时钟的下降沿来临时对PWM触发器进行复位，所以NMOS功率开关闭合的最大占空比为振荡时钟的占空比约为90%。当芯片过热时，内置的过温保护电路会使芯片停止正常工作，进入待机状态，直至恢复到正常温度，才会重新进入正常工作状态。如果输入电压过低时，也会使芯片进入待机状态。
[0008]进一步地，所述误差放大模块为两极折叠型放大器，其增益等于第一季输入pnp管的跨导与第二级输出阻抗的乘积。
[0009]进一步地，在所述的脉宽调制模块中，CK104M输入经下降沿检测电路后作为PWM触发器的S输入，ILIMIT，Icqmpqut，CK_104M与后作为PWM触发器R输入。在此模块中引入CK_104M是为了控制最大占空比，当Ilimit和IcqmpquT在整个时钟周期内一直为低时，由CK_104M的上升沿将PffM触发器复位。NGATE0UT是开关管栅的控制信号。但是，为了后面的电平转换电路能正常工作，需要将NGATE0UT信号转换后生成NGATE +和NGATE一信号。有两种情况会导致UVLO信号为低电平:第一是在开关周期内，ICQMPC1UT有上跳的窄脉冲，则在时钟信号CK_ 104M的下降沿，NGATE0UT从低到高跳变，在1impqut的上跳沿，NGATE0UT从高到低跳变;第二是在开关周期内，IC0MP0UT—直为低电平，则NGATE0UT输出最大占空比信号。当UVLO信号为低电平时，逻辑正常工作。当UVLO信号为高电平时，即过温或AVDD欠压时，NGATE0UT信号输出为低电平，但后级NDRIVER模块中输出的功率管栅驱动信号应该一直为低电平，与NGATE0UT 一致。
[0010]进一步地，所述的前沿消隐电路主要包括过流保护开关、可调节电容。
[0011]进一步地，所述过温保护模块中主要包括两个电阻R^R2,—个be结三级管。常温下，当该电压小于三级管be结通导电压时，三极管截止使输出为低电平。当芯片温度升高导致be结通导电压降低至比电阻两端电压小时，三级管导通使输出为高电平，同时使仏被短路，从而实现迟滞功能。
[0012]进一步地，欠压锁定(under voltage lockout，UVL0)模块接受电路电压信号，在通过比较自带可设定电压值后，通过两个电容元件把比较信息转成电信号输出至一个逻辑模块，这个逻辑模块包括与逻辑门、非逻辑门和或逻辑门，经过逻辑模块后的电信号，即欠压锁定模块的输出信号。
[0013]本发明所述的用于LED驱动的控制芯片与现有技术相比的优点在于采用恒压恒流环路控制，通过原边反馈的方式就可以使