一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統的製作方法
2023-06-29 14:36:01 2
一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統，主要由驅動晶片M，以及與該驅動晶片M相連接的驅動電路組成，其特徵在於，本系統還設有與驅動晶片M相連接的開關功率放大電路，以及與開關功率放大電路相連接的第一自鎖光激發電路和第二自鎖光激發電路；所述開關功率放大電路由功率放大器P1，功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器P1的輸出端與負極輸入端之間的電阻R6和電容C3等組成。本發明能根據外部光照條件來自動激發驅動晶片M的相關功能，無需增加額外的啟動裝置，因此其功耗較低。
【專利說明】一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種LED驅動電路，具體是指一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統。
【背景技術】
[0002]目前，由於LED燈具有能耗低、使用壽命長以及安全環保等特點，其已經成為了人們生活照明的主流產品之一。由於LED燈不同於傳統的白熾燈，因此其需要由專用的驅動電路來進行驅動。然而，當前人們廣泛使用的柵極驅動電路由於其設計結構的不合理性，導致了目前柵極驅動電路存在能耗較高、電流噪音較大以及啟動時間較長等缺陷。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服目前柵極驅動電路存在的能耗較高、電流噪音較大以及啟動時間較長的缺陷，提供一種結構設計合理，能有效降低能耗和電流噪音，明顯縮短啟動時間的一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統。
[0004]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統，主要由驅動晶片M，以及與該驅動晶片M相連接的驅動電路組成，同時，本系統還設有與驅動晶片M相連接的開關功率放大電路，以及與開關功率放大電路相連接的第一自鎖光激發電路和第二自鎖光激發電路。
[0005]所述開關功率放大電路由功率放大器Pl，功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器Pl的輸出端與負極輸入端之間的電阻R6和電容C3，串接在功率放大器P2的輸出端與正極輸入端之間的電阻R7和電容C4，基極與功率放大器PI的輸出端相連接、集電極經電阻R5後與功率放大器P3的正極輸入端相連接的三極體Q1，基極與三極體Ql的發射極相連接、集電極經電阻R8後與功率放大器P3的負極輸入端相連接的三極體Q2，基極經電阻R9後與功率放大器P2的輸出端相連接、集電極經電阻R12後與三極體Q2的基極相連接的三極體Q3，正極與功率放大器P3的負極輸入端相連接、而負極與三極體Q2的發射極相連接並接地的電容C5，與電阻R9相併聯的電容C6，一端與三極體Q3的基極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R10，一端與三極體Q3的發射極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R11，與電阻Rll相併聯的電容C7，N極與三極體Ql的集電極相連接、P極外接-4V電壓的二極體D1，以及正極與驅動晶片M的INP管腳相連接、負極與三極體Q2的發射極相連接後再接地的極性電容C8組成；所述功率放大器Pl的負極輸入端與功率放大器P2的正極輸入端相連接，而功率放大器P3的輸出端則與驅動晶片M的VCC管腳相連接。
[0006]所述的第一自鎖光激發電路由或非門IC1，或非門IC2，或非門IC3，一端與或非門ICl的第一輸入端相連接、另一端經電阻R2後與或非門IC2的第二輸入端相連接的光電池⑶SI，一端與或非門ICl的第一輸入端相連接、另一端接地的電位器R1，以及串接在或非門IC3的輸出端與第一輸入端之間的電容Cl組成；所述或非門ICl的第二輸入端與或非門IC2的輸出端相連接，而其輸出端則與或非門IC2的第一輸入端相連接；所述或非門IC2的輸出端則與或非門IC3的第二輸入端相連接，而或非門IC3的輸出端則與功率放大器Pl的正極輸入端相連接。
[0007]所述的第二自鎖光激發電路由或非門IC4，或非門IC5，或非門IC6，一端與或非門IC4的第一輸入端相連接、另一端經電阻R4後與或非門IC5的第二輸入端相連接的光電池⑶S2，一端與或非門IC4的第一輸入端相連接、另一端接地的電位器R3，以及串接在或非門IC6的輸出端與第一輸入端之間的電容C2組成；所述或非門IC4的第二輸入端與或非門IC5的輸出端相連接，而其輸出端則與或非門IC5的第一輸入端相連接；所述或非門IC5的輸出端則與或非門IC6的第二輸入端相連接，而或非門IC6的輸出端則與功率放大器P2的負極輸入端相連接。
[0008]進一步地，所述驅動電路由變壓器T，串接於驅動晶片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極體D2，串接於驅動晶片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C9，串接於驅動晶片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R13，以及基極與驅動晶片M的TG管腳相連接、集電極順次經電容ClO和電容Cll後接地、而發射極接地的電晶體Q4組成；所述變壓器T的原邊線圈的同名端與電容ClO和電容Cll的連接點相連接，其非同名端則與電晶體Q4的發射極相連接後接地；同時，電晶體Q4的發射極還與驅動晶片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2。
[0009]為確保本發明的使用效果，所述驅動晶片M優先採用LTC4440A集成晶片來實現。
[0010]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0011](I)本發明能根據外部光照條件來自動激發驅動晶片M的相關功能，無需增加額外的啟動裝置，因此其功耗較低。
[0012](2)本發明的啟動時間僅為傳統柵極驅動電路啟動時間的1/4，因此其啟動時間極短。
[0013](3)本發明能有效的避免外部電磁幹擾，能顯著的降低電流噪音。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
[0016]實施例
[0017]如圖1所示，本發明主要由驅動晶片M，與該驅動晶片M相連接的驅動電路，與驅動晶片M相連接的開關功率放大電路，以及與開關功率放大電路相連接的第一自鎖光激發電路和第二自鎖光激發電路組成。為確保本發明的使用效果，該驅動晶片M優先採用凌力爾特公司生產的高頻率N溝道MOSFET柵極驅動晶片，即LTC4440A集成晶片來實現。該驅動晶片M的特點是能以高達80V的輸入電壓工作，且能在高達100V瞬態時可連續工作。
[0018]所述的開關功率放大電路主要由功率放大器Pl，功率放大器P2，功率放大器P3，三極體Q1，三極體Q2，三極體Q3，極性電容C8，串接在功率放大器Pl的輸出端與負極輸入端之間的一級RC濾波電路，串接在功率放大器P2的輸出端與正極輸入端之間的二級RC濾波電路，以及電阻R5、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻Rl 1、電阻R12、電容C5、電容C6、電容C7及二極體Dl組成。
[0019]其中，所述的一級RC濾波電路由電阻R6和電容C3並聯而成，即電阻R6和電容C3均串接在功率放大器Pl的負極輸入端與輸出端之間；所述的二級RC濾波電路則由電阻R7和電容C4並聯而成，即電阻R7和電容C4均串接在功率放大器P2的正極輸入端與輸出端之間。同時，該功率放大器Pl的負極輸入端還與功率放大器P2的正極輸入端相連接。
[0020]三極體Ql的基極與功率放大器Pl的輸出端相連接，其集電極經電阻R5後與功率放大器P3的正極輸入端相連接，其發射極則與三極體Q2的基極相連接；三極體Q2的集電極經電阻R8後與功率放大器P3的負極輸入端相連接，同時，該三極體Q2的集電極還外接+1V電壓。
[0021]三極體Q3的基極經電阻R9後與功率放大器P2的輸出端相連接，其集電極則經電阻R12後與三極體Q2的基極相連接。電容C6則與電阻R9相併聯，為確保效果，該電容C6優先採用電解電容來實現。連接時，電容C6的負極與三極體Q3的基極相連接，其正極則與功率放大器P2的輸出端相連接。電容C5的正極與功率放大器P3的負極輸入端相連接，其負極則與三極體Q2的發射極相連接。同時，該電容C5的負極和三極體Q2的發射極均接地。
[0022]極性電容C8的正極與驅動晶片M的INP管腳相連接，且負極分別與電容C5的負極和三極體Q2的發射極相連接。
[0023]電阻RlO的一端與三極體Q3的基極相連接，其另一端外接-4V的電壓；而電阻RlI的一端與三極體Q3的發射極相連接，其另一端則同樣外接-4V的電壓。電容C7則與電阻Rll相併聯。同樣，所述電容C5和電容C7也均採用電解電容來實現。
[0024]所述二極體Dl的N極與三極體Ql的集電極相連接，其P極在外接_4V的電壓。
[0025]為確保功率放大器Pl和功率放大器P2的正常運行，該電容C3和電容C4均優先採用貼片電容來實現。
[0026]所述的第一自鎖光激發電路與功率放大器Pl的正極輸入端相連接，其由或非門IC1，或非門IC2，或非門IC3，一端與或非門ICl的第一輸入端相連接、另一端經電阻R2後與或非門IC2的第二輸入端相連接的光電池⑶SI，一端與或非門ICl的第一輸入端相連接、另一端接地的電位器R1，以及串接在或非門IC3的輸出端與第一輸入端之間的電容Cl組成。其中，該光電池CDSl用於在光照條件下產生電能，為開關功率放大電路提供電源。
[0027]所述或非門ICl的第二輸入端與或非門IC2的輸出端相連接，而其輸出端則與或非門IC2的第一輸入端相連接；所述或非門IC2的輸出端則與或非門IC3的第二輸入端相連接，而或非門IC3的輸出端則與功率放大器Pl的正極輸入端相連接。
[0028]所述的第二自鎖光激發電路與功率放大器P2的負極輸入端相連接，其由或非門IC4，或非門IC5，或非門IC6，一端與或非門IC4的第一輸入端相連接、另一端經電阻R4後與或非門IC5的第二輸入端相連接的光電池⑶S2，一端與或非門IC4的第一輸入端相連接、另一端接地的電位器R3，以及串接在或非門IC6的輸出端與第一輸入端之間的電容C2組成。
[0029]所述或非門IC4的第二輸入端與或非門IC5的輸出端相連接，而其輸出端則與或非門IC5的第一輸入端相連接；所述或非門IC5的輸出端則與或非門IC6的第二輸入端相連接，而或非門IC6的輸出端則與功率放大器P2的負極輸入端相連接。
[0030]所述的驅動電路則由變壓器T、二極體D2、電容C9、電阻R13、電容C10、電容Cl I及電晶體Q4組成。連接時，二極體D2的P極與驅動晶片M的VCC管腳相連接，其N極則與驅動晶片M的BOOST管腳相連接。電容C9的正極與驅動晶片M的BOOST管腳相連接，其負極則與驅動晶片M的TG管腳相連接。
[0031]電阻R13為分壓電阻，其串接於驅動晶片M的TG管腳與TS管腳之間。而電晶體Q4的基極則與驅動晶片M的TG管腳相連接，其集電極順次經電容ClO和電容Cll後接地，其發射極接地。同時，該電晶體Q4的集電極還需要外接+6V的直流電壓，以確保電晶體Q4擁有足夠的偏置電壓來驅動其自身導通。
[0032]所述變壓器T用於將外部的+6V直流電壓進行變壓處理後輸出給外部的場效應管。該變壓器T的原邊線圈的同名端與電容ClO和電容Cll的連接點相連接，其非同名端則與電晶體Q4的發射極相連接後接地。同時，電晶體Q4的發射極還與驅動晶片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2。
[0033]變壓器T的副邊線圈的同名端、抽頭Y1、抽頭Y2和副邊線圈的非同名端一起作為本發明的輸出端。根據實際的情況，用戶可以只選用這四個輸出端的任意一個或幾個埠使用即可。
[0034]如上所述，便可以很好的實現本發明。
【權利要求】
1.一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統，主要由驅動晶片M，以及與該驅動晶片M相連接的驅動電路組成，其特徵在於，本系統還設有與驅動晶片M相連接的開關功率放大電路，以及與開關功率放大電路相連接的第一自鎖光激發電路和第二自鎖光激發電路；所述開關功率放大電路由功率放大器Pl，功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器Pl的輸出端與負極輸入端之間的電阻R6和電容C3，串接在功率放大器P2的輸出端與正極輸入端之間的電阻R7和電容C4，基極與功率放大器Pl的輸出端相連接、集電極經電阻R5後與功率放大器P3的正極輸入端相連接的三極體Q1，基極與三極體Ql的發射極相連接、集電極經電阻R8後與功率放大器P3的負極輸入端相連接的三極體Q2，基極經電阻R9後與功率放大器P2的輸出端相連接、集電極經電阻R12後與三極體Q2的基極相連接的三極體Q3，正極與功率放大器P3的負極輸入端相連接、而負極與三極體Q2的發射極相連接並接地的電容C5，與電阻R9相併聯的電容C6，一端與三極體Q3的基極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R10，一端與三極體Q3的發射極相連接、另一端外接-4V電壓的電阻R11，與電阻Rll相併聯的電容C7，N極與三極體Ql的集電極相連接、P極外接-4V電壓的二極體D1，以及正極與驅動晶片M的INP管腳相連接、負極與三極體Q2的發射極相連接後再接地的極性電容C8組成；所述功率放大器Pl的負極輸入端與功率放大器P2的正極輸入端相連接，而功率放大器P3的輸出端則與驅動晶片M的VCC管腳相連接； 所述的第一自鎖光激發電路由或非門IC1，或非門IC2，或非門IC3，一端與或非門ICl的第一輸入端相連接、另一端經電阻R2後與或非門IC2的第二輸入端相連接的光電池⑶SI，一端與或非門ICl的第一輸入端相連接、另一端接地的電位器R1，以及串接在或非門IC3的輸出端與第一輸入端之間的電容Cl組成；所述或非門ICl的第二輸入端與或非門IC2的輸出端相連接，而其輸出端則與或非門IC2的第一輸入端相連接；所述或非門IC2的輸出端則與或非門IC3的第二輸入端相連接，而或非門IC3的輸出端則與功率放大器Pl的正極輸入端相連接； 所述的第二自鎖光激發電路由或非門IC4，或非門IC5，或非門IC6，一端與或非門IC4的第一輸入端相連接、另一端經電阻R4後與或非門IC5的第二輸入端相連接的光電池⑶S2，一端與或非門IC4的第一輸入端相連接、另一端接地的電位器R3，以及串接在或非門IC6的輸出端與第一輸入端之間的電容C2組成；所述或非門IC4的第二輸入端與或非門IC5的輸出端相連接，而其輸出端則與或非門IC5的第一輸入端相連接；所述或非門IC5的輸出端則與或非門IC6的第二輸入端相連接，而或非門IC6的輸出端則與功率放大器P2的負極輸入端相連接。
2.根據權利要求1所述的一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統，其特徵在於，所述驅動電路由變壓器T，串接於驅動晶片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極體D2，串接於驅動晶片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C9，串接於驅動晶片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R13，以及基極與驅動晶片M的TG管腳相連接、集電極順次經電容ClO和電容Cll後接地、而發射極接地的電晶體Q4組成；所述變壓器T的原邊線圈的同名端與電容ClO和電容Cll的連接點相連接，其非同名端則與電晶體Q4的發射極相連接後接地；同時，電晶體Q4的發射極還與驅動晶片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2。
3.根據權利要求1或2所述的一種基於功率放大的自鎖式光激發柵極驅動系統，其特 徵在於，所述驅動晶片M為LTC4440A集成晶片。
【文檔編號】H05B37/02GK104507205SQ201410676229
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月22日 優先權日:2014年11月22日
【發明者】肖尤花, 杜琴 申請人:成都智利達科技有限公司