一種高效能led驅動電路的製作方法

2023-09-15 10:56:25 2

專利名稱：一種高效能led驅動電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車照明領域，具體涉及一種高效能LED驅動電路。
背景技術：
當今，許多汽車和卡車內，儀錶盤的背光電源、內部照明及剎車燈，隨處可見LED的蹤影。例如，LED具有低廉的長期成本和更長的使用壽命，對於內部照明而言，在許多方面已勝過白紙燈泡。使用汽車電池驅動LED，需要一個DC/DC轉換器精確地調節電流，確保燈光強度的均勻性和顏色的完整性，並且保護LED免受衝擊電流而損壞。另外一個重要的挑戰是用一個可能低於、等於或者高於負載電壓的電池電壓，去驅動一個或數個字串顯示用LED，還能有效地讓LED以大調光比例進行調光，同時保持其在低亮度或者高亮度位準時的色彩特性。DC/DC驅動器的有效操作是一個極其關鍵的要求，特別是在驅動高亮度LED時，因為所有的功率若非用於光的放射，便是熱的產生，極易燒壞電路。·

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種聞效能LED驅動電路，具有聞操作效率、精確電流調節的特點。為實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案，該高效能LED驅動電路，包括輸入端Uin ;輸出端Uout ;設置於輸出端之間的LED燈串和驅動控制器，所述驅動控制器上設置有逆時針依次設置的引腳11 ;引腳16 ;引腳6 ;引腳15 ;引腳13 ;引腳3 ;引腳4 ;引腳2 ;引腳5 ;引腳10 ;引腳17 ;引腳7 ;引腳I ;引腳8 ;引腳14 ;引腳12 ;引腳9。所述引腳11為主供電端，連接電源；上述引腳16與電源輸入端設置有電阻Rl ；上述引腳6允許適合輸入外部時鐘同步頻率，在內部設有下拉電阻；上述引腳15為誤差放大器輸出或補償端；該引腳與引腳17之間設置有相互串聯的電阻R2與電容C3，電阻R2與電容C3串聯後並且並聯的電容C4 ；上述引腳13與引腳17之間設置有電容C5 ；上述引腳3與引腳4連接，所述引腳4與引腳17之間設置有相互串聯的電阻R3和電阻R4 ；上述引腳2連接於電阻R3和電阻R4之間；上述引腳5與引腳17之間設置有電阻R5 ；上述引腳10與引腳17之間設置電容C6 ；上述引腳7為PMW柵極驅動器輸入端，其內部設有上拉電阻；上述引腳9經過電阻R6連接有MOS管Vl的柵極，MOS管V3的漏極經二極體VDl與該電路的輸出端連接；並且與引腳11之間設置有電感LI ;所述MOS管V3的源極與引腳12連接，並且與接地端之間設置有電阻R7 ；上述二極體VDl與輸出端與接地端之間還設置有相互串聯的電阻R8和R9 ;所述引腳14連接於電阻R8和R9之間；上述引腳8經電阻RlO連接有MOS管V3，並且與該MOS管V3的柵極連接；所述MOS管V3的源極經電阻R12連接接地端；所述引腳I連接於MOS管V3的源極與電阻R12之間；所述MOS管V3的源極與輸出端Uout之間設置有相互並聯的Rll與C7 ;所述MOS管V3的漏極連接LED的負極端；上述輸出端還設置有電容C8。本實用新型具有以下優點通過以上技術方案，具有大比例調光功能，且能保持LED顏色鮮豔且無色差，而且可以實現包括降壓、升壓、降壓一升壓等多種電路架構，使用靈活方便。

圖I是該高效能驅動電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。一種高效能LED驅動電路，包括輸入端Uin ;輸出端Uout ;設置於輸出端之間的LED燈串和驅動控制器，所述驅動控制器上設置有逆時針依次設置的引腳11 ;引腳16 ;引腳6 ;引腳15 ;引腳13 ;引腳3 ;引腳4 ;引腳2 ;引腳5 ;引腳10 ;引腳17 ;引腳7 ;引腳I ;引腳8 ;引腳14;引腳12 ;引腳9。該LED驅動電路的驅動控制器，採用單片機，其各引腳功能詳細說明如下引腳I(FBN):誤差放大器反向輸入端/負電流檢測端。在電壓模式(UfbpSUvkef),該腳檢測來自通過輸出電壓調節器Uom的反饋電壓或在輸出電流調整器接地檢測電阻下。在恆流/恆壓模式(Ufbp > 2. 5V)時，連接該腳到電流調整器電阻負端。該腳正常工作電壓在Ufbp或UFBPa-100mV和Uium = I. 23V之間，依據該操作模式來設置Ufbp電壓(電壓或恆流/恆壓)。弓丨腳2(FBP):誤差放大器同向輸入端/正電流檢測端。該腳電壓由控制環路反饋模式決定(電壓或恆流/恆壓)，動作電壓大約是2V。在電壓模式(Ufbp ( Ueef)，該腳將跟隨FBN和反饋環路體現出希望得到的電壓。在恆流/恆壓模式(Ufbp > 2. 5V)，該腳連接到負載電流檢測電阻的正端。該腳可接受的電壓時0 I. 23V(電壓模式)和2. 5V 36V (恆流恆壓模式)。引腳3(Ium):限流端。在恆流調整模式時設置電流檢測電阻以抵消電壓偏差(Ufbp-Ufbn)，當Uilim = I. 23V和Uium適當地減少時偏差電壓是lOOmV。該腳的正常電壓時0. I 1.23V。引腳4(Vkef):參考電壓端。給內部的緩衝器提供一個帶隙電壓，直接連接到FBP端引起衰減。該腳正常電壓是I. 23V，該腳必須接一個旁路電容到地。或用一個IOkQ電阻連接到地來代替，必須使用系統具有最低的噪聲阻抗。引腳5 (FREQ)在FREQ與地間連接一個電阻來設定晶片的工作頻率。FREQ腳的正常電壓是0.615V。引腳6 (SYNC):該腳允許適合輸入外部時鐘同步頻率，在內部有IOOkQ的下拉電阻。引腳7(PWMIN) :PWM柵極驅動器輸入端，內部有IOOkQ的上拉電阻。當PWMIN是低時，PWMOUT也低；柵極停止開關和外部Ith網絡是斷開的以降低ITH。引腳S(PWMOUT) :PWM柵極驅動器輸出。使恆流調光(LED負載)或適合於輸出斷開(設置電源)。引腳9 (GATE):升壓轉換器柵極驅動器主輸出。引腳IO(INTVcc):內部7V調整器輸出。主PWM柵極驅動器和控制電路使用該腳的電壓。為了削減對IC的幹擾在該腳與地之間最小要加一個4. 7 ii F低ESR的瓷電容。引腳11 (Vin):主供電端。必須將幹擾引到地。引腳12(SENSE):控制環路電流檢測輸入端。該腳連接到主功率MOSFET管的漏極。為了高效而檢測Uds，Usense ( 36V。作為選擇也許SENSE端由電阻連接到主功率MOSFET管的源極，內部前沿消隱滿足了兩種選擇的可能。引腳13(SS):軟啟動端。提供50 ii A的上拉電流,激活或復位RUN端,可選擇外部充電電容。這斜坡電壓轉變成一個相應的電流限制斜坡通過主MOSFET管。引腳14(0V/FB):過電壓/電壓反饋端。在電壓模式(Ufbp ( Ueef)，該輸入端通過電阻網絡連接到Uom來設置輸出電壓，和防止當輸出電壓出現過電壓情況時使柵極開關失效。OV的開始電壓是I. 32V(Ueef+7% )，具有20mV的遲滯電壓。在電流/電壓模式(Ufbp >2. 5V)，該腳通過分壓電阻檢測和產生環路輸入電壓，該腳的接近電壓是Ukef = I. 23V，環路不能調節負載電流(例如，Ufbp-Ufbn < IOOmV,因為Ium=1.23V)時。引腳15(Ith):誤差放大器輸出/補償端。由於該腳的控制電壓增加使電流比較器開始動作，就是誤差放大器輸出增益gm。該腳的正常電壓是0 I. 4V。引腳16 (RUN)為了檢測輸入電壓和設置轉換器的啟動時間，RUN端提供精確的控制。RUN的正常失效電壓是I. 248V，為防止噪聲幹擾，比較器有IOOmV的遲滯特性。當RUN端接地時，IC將關閉使Vin端電流保持在低值(典型20 iiA)。引腳17(Exposed Pad):地引腳。焊接到PCB的地端以保持額定的溫度性能。 該高效能LED驅動電路工作過程中，當Uin低於、高於或等於Ulw時，恆定LED電流與電壓，汽車電池的電壓受到溫度、操作狀態、使用時間與充電量的影響而變化很大。當字串或群聚內的LED數目增加時，總LED電壓很容易落在電池的最低和最高電壓範圍，因此，一個LED驅動器必須能從變動電壓的汽車電池中，不僅提供一個固定的電流，還要有一個固定的電壓。如此一個LED驅動器必須能自動地執行降壓和升壓DC/DC轉換操作，而且無縫式地在這些操作模式中轉移。該驅動控制器提供最簡單且具備唯一單電感架構的降壓——升壓電路，它擁有一個高階電流檢測模式，在此檢測處負載電流可流回到Uin端，因此可提供大於或小於輸入電壓的負載電壓(Uott-Uin)。這種架構允許輸入與輸出電壓完全重疊。該LED驅動電路，在使用數字式的信號時可實現3000 I的調光比例；使用PWM模式信號時可實現100 I的調光比例，而且可有效保證LED的顏色鮮豔、無誤差。特別需要注意的是(I)為了將開關噪聲減小到最小和和改善負載輸出調整性，該驅動控制器的引腳地必須直接連接到①負極端與TNTV。。間退耦電容旁負極端與輸出間退耦電容旁；③底層檢測電阻或功率MOSFET管源極；④負極與輸入電容旁；⑤地迴路直接包圍焊點。PC板頂層的走線必須短而粗，這樣才可能具有最小的串聯阻抗和感應電流。(2)注意PCB點半環路是多層的，試探在PC板上以輸入電容為中心實行單點接地的方式，以減少輸入紋波電流和輸出高電流的影響。如果地迴路不能保持高電流，可以選擇小信號組成方式。(3)將Cvcx電容直接放置在INTV。。和地之間，必須靠近IC封裝。該電容攜帶著高di/dt MOSFET管柵極驅動電流。具有低ESR和低ESL的4. 7 ii F的瓷介電容能使工作穩定。
權利要求1.一種高效能LED驅動電路，包括輸入端Uin ;輸出端Uout ;設置於輸出端之間的LED燈串和驅動控制器，所述驅動控制器上設置有逆時針依次設置的引腳11 ;引腳16 ;引腳6 ;弓丨腳15;引腳13;引腳3;引腳4;引腳2;引腳5;引腳10;引腳17;引腳7;引腳I ;引腳8;引腳14 ;引腳12 ;引腳9 ;其特徵在於所述引腳11為主供電端，連接電源；所述引腳16與電源輸入端設置有電阻Rl ;所述引腳6允許適合輸入外部時鐘同步頻率，在內部設有下拉電阻；所述引腳15為誤差放大器輸出或補償端；該引腳與引腳17之間設置有相互串聯的電阻R2與電容C3，電阻R2與電容C3串聯後並且並聯的電容C4 ;所述引腳13與引腳17之間設置有電容C5 ;所述引腳3與引腳4連接，所述引腳4與引腳17之間設置有相互串聯的電阻R3和電阻R4 ;所述引腳2連接於電阻R3和電阻R4之間；所述引腳5與引腳17之間設置有電阻R5 ;所述引腳10與引腳17之間設置電容C6 ;所述引腳7為PMW柵極驅動器輸入端，其內部設有上拉電阻；所述引腳9經過電阻R6連接有MOS管Vl的柵極，MOS管V3的漏極經二極體VDl與該電路的輸出端連接；並且與引腳11之間設置有電感LI ;所述MOS管V3的源極與引腳12連接，並且與接地端之間設置有電阻R7 ;所述二極體VDl與輸出端與接地端之間還設置有相互串聯的電阻R8和R9 ;所述引腳14連接於電阻R8和R9之間；所述引 腳8經電阻RlO連接有MOS管V3，並且與該MOS管V3的柵極連接；所述MOS管V3的源極經電阻R12連接接地端；所述引腳I連接於MOS管V3的源極與電阻R12之間；所述MOS管V3的源極與輸出端Uout之間設置有相互並聯的Rll與C7 ;所述MOS管V3的漏極連接LED的負極端；所述輸出端還設置有電容CS。
2.根據權利要求I所述的一種高效能LED驅動電路，其特徵在於所述的下拉電阻為IOOkQ。
3.根據權利要求I所述的一種高效能LED驅動電路，其特徵在於所述的上拉電阻為IOOkQ。
4.根據權利要求I所述的一種高效能LED驅動電路，其特徵在於所述引腳5的正常電壓是O. 615V。
5.根據權利要求I所述的一種高效能LED驅動電路，其特徵在於所述引腳15的正常電壓為O I. 4V。
專利摘要本實用新型提供一種高效能LED驅動電路，該電路包括設置於輸出端之間的LED燈串和驅動控制器，驅動控制器上設置有引腳1-17；引腳16入端設置有電阻R1；引腳9經過電阻R6連接有MOS管V1的柵極，MOS管V3的漏極經二極體VD1與該電路的輸出端連接；並且與引腳11之間設置有電感L1；MOS管V3的源極與引腳12連接，引腳8經電阻R10連接有MOS管V3，並且與該MOS管V3的柵極連接；MOS管V3的源極經電阻R12連接接地端；引腳1連接於MOS管V3的源極與電阻R12之間；MOS管V3的源極與輸出端Uout之間設置有相互並聯的R11與C7；MOS管V3的漏極連接LED的負極端。其解決現有電路散熱性差，壽命短的技術問題，通過增加降壓、升壓、降壓-升壓等多種電路，提高了整個電路的壽命。
文檔編號H05B37/02GK202587483SQ20122009307
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者李文華, 李向輝 申請人:上海柏莎光電科技有限公司