一種高功率因數(shù)led驅(qū)動(dòng)集成電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光二極管（LED)電源中的集成電路芯片（IC)設(shè)計(jì)，具體涉及一種高 功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路。
【背景技術(shù)】
[0002] LED燈由于節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而越來越廣泛的應(yīng)用于照明市場。在很多應(yīng)用場合對 LED電源的功率因數(shù)提出要求。一種傳統(tǒng)的具有高功率因數(shù)的LED驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)構(gòu)如圖1所 示，內(nèi)置高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路芯片U1，該芯片需要外部輔助供電，使用帶抽頭的電 感Ll以及虛線框內(nèi)所示的輔助供電部分（包括二極管及電阻），這樣使得LED電源整體成 本偏高并且不便于IC集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，能 省去電感抽頭且無需在IC外圍輔助供電。
[0004] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)建一種高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，包括 依次電連接的誤差放大器、導(dǎo)通時(shí)間控制單元和輸出PWM信號的邏輯電路單元及其控制連 接的功率開關(guān)；所述邏輯電路單元的另一輸入端依次電連接電感電流過零檢測單元和本集 成電路的反饋管腳，所述誤差放大器的一輸入端和所述功率開關(guān)的輸出端都電連接本集成 電路的電壓輸出管腳，其特征在于，還包括NPN三極管和所述邏輯電路單元第三輸入端與 反饋管腳之間的母線電壓檢測單元；所述三極管的基極電連接基極驅(qū)動(dòng)電路單元，集電極 電連接本集成電路的電壓輸入管腳，發(fā)射極電連接所述功率開關(guān)的輸入端；所述基極驅(qū)動(dòng) 電路單元的第一輸入端電連接所述邏輯電路單元的第二輸出端，所述基極驅(qū)動(dòng)電路單元的 第二輸入端依次電連接峰值電壓采樣保持單元和所述電壓輸出管腳；所述功率開關(guān)的輸入 端還通過反向限制器件單向電連通本集成電路的芯片電源管腳。
[0005] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，所述反向限制器件包括但不限 制于是二極管，其陽極電連接所述功率開關(guān)的輸入端，陰極電連接所述芯片電源管腳。
[0006] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，所述反向限制器件包括但不限 制于是受控制的PMOS管。
[0007] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，所述母線電壓檢測單元包括比 例電流源，用于放大或縮小母線電壓信號，也可以直接檢測母線電壓。
[0008] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，本集成電路的芯片電源管腳依 次外接電容與外部地；本集成電路的芯片電源管腳與電壓輸入管腳之間外接電阻。
[0009] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，本集成電路的電壓輸出管腳依 次外接采樣電阻、電感和LED負(fù)載，本集成電路的反饋管腳通過反饋電阻電連接LED負(fù)載的 電壓輸入端。
[0010] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，本集成電路的電壓輸入管腳電 連接外部直流電源或外部整流模塊的輸出端。
[0011] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，本集成電路內(nèi)置在隔離LED驅(qū) 動(dòng)電源中。
[0012] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，本集成電路內(nèi)置在非隔離LED 驅(qū)動(dòng)電源中。
[0013] 按照本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，本集成電路內(nèi)置在高功率因數(shù) LED開關(guān)電源中。
[0014] 本發(fā)明提供的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)集成電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢：
[0015] 1、無輔助供電，減少外圍PCB元件，節(jié)省系統(tǒng)成本；
[0016] 2、僅用單電感，無需抽頭，對負(fù)載兼容性更好同時(shí)效率更高；
[0017] 3、IC可高度集成，系統(tǒng)可靠性更高，減小電源體積，帶來高性價(jià)比優(yōu)勢；
[0018] 4、簡化了 LED電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，易于使用。
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020] 圖1是一種傳統(tǒng)的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)電路及內(nèi)置傳統(tǒng)芯片Ul的電路結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)電路及內(nèi)置本發(fā)明芯片U2的電路結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0022] 圖3是圖2中NPN三極管Ql供電波形原理示意圖；
[0023] 圖4是圖2中NPN三極管Ql基極驅(qū)動(dòng)電流波形示意圖；
[0024] 圖5是圖2中母線電壓檢測谷底波形示意圖；
[0025] 圖6是圖2中母線電壓檢測單元的實(shí)現(xiàn)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明提出的一種無輔助供電的高功率因數(shù)LED驅(qū)動(dòng)裝置，電路結(jié)構(gòu)如圖2所示， 在LED驅(qū)動(dòng)集成電路芯片U2中增加了母線電壓檢測單元、峰值電壓采樣保持單元和NPN三 極管Ql及其基極驅(qū)動(dòng)電路單元，省去電感L2抽頭且無需在IC外圍輔助供電。
[0027] 其中Ql，Ml是功率開關(guān)。
[0028] 在PffM = 1期間，電流主要經(jīng)VIN引腳、三極管Q1、開關(guān)M1、采樣電阻RCS、電感、 LED負(fù)載到系統(tǒng)地，經(jīng)母線電容返回VIN。
[0029] 在PffM = 0期間，Ql斷開，電感電流經(jīng)LED、續(xù)流二極管、采樣電阻RCS回到電感。
[0030] 誤差放大器EA將流過RCS的電流與基準(zhǔn)電壓比較，通過反饋環(huán)路來穩(wěn)定LED電 流。同時(shí)誤差放大器的輸出COMP電壓用來控制系統(tǒng)的導(dǎo)通時(shí)間。當(dāng)達(dá)到COMP電壓設(shè)定的 導(dǎo)通時(shí)間后，PWM信號轉(zhuǎn)為0,電感電流轉(zhuǎn)入放電狀態(tài)。
[0031] 電感電流過零檢測電路通過ZCD電壓來獲得電感電流過零點(diǎn)，使系統(tǒng)工作于電感 電流臨界模式。當(dāng)檢測到電感電流過零時(shí)，PWM信號轉(zhuǎn)為1，功率管導(dǎo)通，電感電流轉(zhuǎn)入充電 狀態(tài)。
[0032] 峰值電壓采樣保持電路采樣RCS電阻上電壓峰值并保持，此電壓用來控制三極管 的基極驅(qū)動(dòng)電流大小。在母線電壓低時(shí)，電感峰值電流也低，對應(yīng)的減小三極管基極驅(qū)動(dòng)電 流；在母線電壓高時(shí)，電感峰值電流也高，對應(yīng)的增大三極管的基極驅(qū)動(dòng)電流。
[0033] 母線電壓檢測電路用來檢測母線電壓的谷底區(qū)域，并在此區(qū)域控制電路，使得三 極管導(dǎo)通時(shí)間減小或者降低開關(guān)頻率。
[0034] 二極管Dl提供對Cvdd電容的充電通路，Cvdd電容與反向穩(wěn)壓二極管D2并聯(lián)。二極 管Dl也可以用受控制的PMOS管來代替。在PffM = 1期間，當(dāng)三極管基極電流預(yù)關(guān)斷以后， 將Ml關(guān)閉，電流通過三極管發(fā)射極經(jīng)二極管Dl對Cvdd電容充電，實(shí)現(xiàn)了對控制電路的自供 電。
[0035] 該驅(qū)動(dòng)裝置的電路工作原理主要包含以下三點(diǎn)：
[0036] ①本發(fā)明的功率開關(guān)米用三極管，并且在三極管發(fā)射極串聯(lián)一開關(guān)MOS管；三極 管發(fā)射極接一個(gè)二極