專利名稱：自適應(yīng)輸出的白光發(fā)光二極管的驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于白光LED的自適應(yīng)輸出驅(qū)動器，屬于電源管理類的白光LED驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，市場上沒有該種自適應(yīng)、升降壓型的白光LED驅(qū)動IC。
現(xiàn)階段市場上要達到類似的目的或效果采用的是NMOS驅(qū)動的單純升壓或降壓電路，應(yīng)用范圍比較狹窄，電源的選擇范圍小。降壓電路單獨實現(xiàn)一個降壓過程，要求電源電壓大于額定輸出電壓，當(dāng)電源電壓低于額定輸出電壓時將不能繼續(xù)工作，那么電源有很大一部分能量(電源電壓低于額定輸出電壓部分)不能使用，對電源(特別是電池等便攜式電源)的使用效率低；升壓電路單獨實現(xiàn)一個升壓過程，要求電源電壓小于額定輸出電壓，當(dāng)電源電壓超過額定輸出電壓，電源電壓將通過外圍回路直接加到輸出端，有可能對外圍電路造成損害，這樣電源的選擇范圍小。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)輸入的白光發(fā)光二極管的驅(qū)動器，該驅(qū)動器具有高功率轉(zhuǎn)換效率，足夠驅(qū)動多個串聯(lián)LED。
技術(shù)方案本發(fā)明是一種基于PMOS的自適應(yīng)輸出驅(qū)動電路，在該驅(qū)動器中，驅(qū)動管的控制端接輸出驅(qū)動級和輸出控制電路，驅(qū)動管的輸出端接電感線圈和二極管的負端，二極管的正端為輸出端的負級，該端與輸出端的正級之間分別并連有輸出電容、負載電阻、兩只相串聯(lián)的第一反饋電阻、第二反饋電阻；驅(qū)動管的另一端接電源；輸出驅(qū)動級的輸入端接PWM控制器的輸出端，PWM控制器的反相輸入端接誤差放大器的輸出端，誤差放大器的反相輸入端接第一反饋電阻、第二反饋電阻的接點處，PWM控制器的同相輸入端接啟動模塊和振蕩器。
輸出驅(qū)動級由多路相同的驅(qū)動電路所組成，每一路驅(qū)動電路由一個開關(guān)電路、一個輸出驅(qū)動電路、一個驅(qū)動晶體管順序串聯(lián)組成；其中，開關(guān)電路的輸入端接第二驅(qū)動電路的輸出端，開關(guān)電路的控制端分別接第一驅(qū)動電路的輸出端，輸出驅(qū)動級的輸出端為驅(qū)動晶體管的輸出端。
為了降低最低工作電壓，本電路的輸出為負電壓，同時將這個負電壓引入作為整個電路的負電源，這樣整個電路會工作在Vin(正電源)和-|Vout|(負電源)之間。當(dāng)輸出管打開時，電源和電感L組成輸入回路，電源給電感充電，輸出為負壓，則二極管D反偏。負載電阻R上的電流由輸出儲能電容Cout提供。當(dāng)輸出管關(guān)閉時，電源斷開，及輸入回路開路，但電感會維持原來的電流方向不變，而電感的下端接地，那么電感在Vlx和Vout產(chǎn)生負的電動勢以維持電流，二極管D正偏，電感通過二極管從輸出回路抽出電流，在輸出端產(chǎn)生并增大負電壓，此時負載電阻R上的電流由儲能電感L提供的，同時電感的電流給輸出儲能電容Cout充電。
輸出采用自適應(yīng)PMOS管驅(qū)動結(jié)構(gòu)，電路能依據(jù)不同的輸入電壓改變輸出PMOS驅(qū)動能力，從而提高了轉(zhuǎn)換效率，降低了晶體管上的功耗。而且采用PMOS輸出管，導(dǎo)通時給電感充電儲能，關(guān)閉時將輸入和輸出回路徹底隔離開，此時電源只提供電路的功耗，將電源的消耗降到最低，極大的提高了電源的利用效率。
電路中采用PMOS管作為輸出驅(qū)動管，電源電壓越高，輸出驅(qū)動管的驅(qū)動能力越強，在滿足外圍負載驅(qū)動的條件下，多余的驅(qū)動電流會帶來器件的發(fā)熱而浪費一部分能量，同時也帶來電流過大器件燒毀的可能性。這里加入電源檢測電路，在電源電壓升高時關(guān)閉一定的開關(guān)管。輸出級電路如下電路中采用通過分壓電阻分壓，后和參考電壓比較，在不同的電源電壓段打開不同數(shù)量的開關(guān)管。
在輸入電壓較低時，輸出管可以提供的輸出電流較小，輸出模塊檢測輸入電壓，開啟更多輸出管參與充電過程，加大充電效率。
在輸入電壓較大時，相同尺寸的輸出管可以提供更大的輸出電流，因此維持一定的充電電流不再需要太大的輸出管，此時輸出模塊檢測輸入電壓，并相應(yīng)的關(guān)閉部分輸出管。
在上電時，輸出管的狀態(tài)不定，為了避免開機大電流，這里在輸出模塊中加入上電復(fù)位，及在上電過程中先將所有的輸出管關(guān)閉，然后在檢測輸入電壓，開啟一定的輸出管。
有益效果由于采用了SELF-ADJUST PMOS Buck-Boost結(jié)構(gòu)，本電路在高功率轉(zhuǎn)換效率的條件下，可支持1.5~9.0V的極低輸入電壓和大輸入范圍，從而允許使用單節(jié)鋰(鋰離子)電池，或者多節(jié)鎳氫(NiMH)、鎳鎘(NiCd)以及堿性電池直接供電產(chǎn)生高達15V可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定的輸出電壓，足夠驅(qū)動多個串聯(lián)LED。本實用新型采用了升壓降壓結(jié)構(gòu)，同時外圍器件少，極大的擴展了應(yīng)用范圍。


圖1是自適應(yīng)輸出部分的電路原理圖。
圖2是輸出驅(qū)動級和輸出控制部分的電路原理圖。
圖3是電源檢測部分的電路原理圖。
以上的圖中有輸出驅(qū)動級1，輸出控制電路2，PWM控制器3，誤差放大器4，啟動模塊5，振蕩器6，參考電壓7；驅(qū)動管Q，電感線圈L，二極管D，輸出電容Cout，負載電阻RL，第一反饋電阻Ra，第二反饋電阻Rb，電源VIN。
具體實施例方式
本電路由輸出驅(qū)動級1，輸出控制電路2，PWM控制器3，誤差放大器4，啟動模塊5，振蕩器6，參考電壓7組成。
這里給出輸出控制、輸出驅(qū)動級和驅(qū)動管。
其它元件如下Cin輸入電容為1uF的電解電容，Cout輸出儲能電容為100uF的電解電容，L能量轉(zhuǎn)化電感為68uH電感，RL為負載，D為普通二極管，本發(fā)明的自適應(yīng)輸出的白光發(fā)光二極管的驅(qū)動器中，驅(qū)動管Q的控制端接輸出驅(qū)動級1和輸出控制電路2，驅(qū)動管Q的輸出端接電感線圈L和二極管D的負端，二極管D的正端為輸出端的負級，該端與輸出端的正級之間分別并連有輸出電容Cout、負載電阻RL、兩只相串聯(lián)的第一反饋電阻Ra、第二反饋電阻Rb；驅(qū)動管Q的另一端接電源VIN；輸出驅(qū)動級1的輸入端接PWM控制器3的輸出端，PWM控制器3的反相輸入端接誤差放大器4的輸出端，誤差放大器4的反相輸入端接第一反饋電阻Ra、第二反饋電阻Rb的接點處，PWM控制器3的同相輸入端接啟動模塊5和振蕩器6。輸出驅(qū)動級1由多路相同的驅(qū)動電路所組成，每一路驅(qū)動電路由一個開關(guān)電路Kn、一個輸出驅(qū)動電路Fn、一個驅(qū)動晶體管Qn順序串聯(lián)組成；其中，開關(guān)電路Kn的輸入端接第二驅(qū)動電路21的輸出端，開關(guān)電路Kn的控制端分別接第一驅(qū)動電路11的輸出端，輸出驅(qū)動級1的輸出端為驅(qū)動晶體管Qn的輸出端LX。
上電后啟動模塊優(yōu)先工作，啟動模塊檢查產(chǎn)生脈沖波控制輸出管，并同時檢測輸出負電壓，當(dāng)內(nèi)部電路全部可以正常工作時，啟動模塊不工作轉(zhuǎn)為內(nèi)部電路工作。參考電壓模塊產(chǎn)生一個基準電壓用來和輸出反饋電壓通過誤差放大器比較以確定輸出電壓是否達到額定電壓。振蕩器產(chǎn)生控制需要的脈沖波，同時PWM控制器使用誤差放大器的輸出信號調(diào)節(jié)脈沖波的占空比，以調(diào)節(jié)充放電時間，達到控制輸出電壓的目的。輸出控制部分檢測電源電壓，組合產(chǎn)生一組控制信號，輸出到輸出驅(qū)動級，調(diào)整輸出驅(qū)動管的尺寸，控制輸出電流在一定范圍之內(nèi)，既保證足夠的驅(qū)動電流，有不使驅(qū)動電流過大。
本電路使用標準P阱雙鋁雙多晶CMOS工藝，工藝制作上并沒有難度，關(guān)鍵在于工藝參數(shù)調(diào)整和工藝參數(shù)一致性上。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)輸出的白光發(fā)光二極管的驅(qū)動器，其特征在于在該驅(qū)動器中，驅(qū)動管(Q)的控制端接輸出驅(qū)動級(1)和輸出控制電路(2)，驅(qū)動管(Q)的輸出端接電感線圈(L)和二極管(D)的負端，二極管(D)的正端為輸出端的負級，該端與輸出端的正級之間分別并連有輸出電容(Cout)、負載電阻(RL)、兩只相串聯(lián)的第一反饋電阻(Ra)、第二反饋電阻(Rb)；驅(qū)動管(Q)的另一端接電源(VIN)；輸出驅(qū)動級(1)的輸入端接PWM控制器(3)的輸出端，PWM控制器(3)的反相輸入端接誤差放大器(4)的輸出端，誤差放大器(4)的反相輸入端接第一反饋電阻(Ra)、第二反饋電阻(Rb)的接點處，PWM控制器(3)的同相輸入端接啟動模塊(5)和振蕩器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)輸出的白光發(fā)光二極管的驅(qū)動器，其特征在于輸出驅(qū)動級(1)由多路相同的驅(qū)動電路所組成，每一路驅(qū)動電路由一個開關(guān)電路(Kn)、一個輸出驅(qū)動電路(Fn)、一個驅(qū)動晶體管(Qn)順序串聯(lián)組成；其中，開關(guān)電路(Kn)的輸入端接第二驅(qū)動電路(21)的輸出端，開關(guān)電路(Kn)的控制端分別接第一驅(qū)動電路(11)的輸出端，輸出驅(qū)動級(1)的輸出端為驅(qū)動晶體管(Qn)的輸出端(LX)。
全文摘要
自適應(yīng)輸出的白光發(fā)光二極管的驅(qū)動器是一種具有高功率轉(zhuǎn)換效率，足夠驅(qū)動多個串聯(lián)LED的驅(qū)動器，在該驅(qū)動器中，驅(qū)動管(Q)的控制端接輸出驅(qū)動級(1)和輸出控制電路(2)，驅(qū)動管的輸出端接電感線圈(L)和二極管(D)的負端，二極管的正端為輸出端的負級，該端與輸出端的正級之間分別并連有輸出電容(Cout)、負載電阻(RL)、兩只相串聯(lián)的第一反饋電阻(Ra)、第二反饋電阻(Rb)；驅(qū)動管的另一端接電源(VIN)；輸出驅(qū)動級的輸入端接PWM控制器(3)的輸出端，PWM控制器的反相輸入端接誤差放大器(4)的輸出端，誤差放大器的反相輸入端接第一反饋電阻、第二反饋電阻的接點處，PWM控制器的同相輸入端接啟動模塊(5)和振蕩器(6)。
文檔編號H05B33/02GK1845645SQ200610040280
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者朱偉民, 朱洲, 張國偉, 韋良忠 申請人:無錫市晶源微電子有限公司