[发明专利]LED电路及其驱动电路和驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源电路，具体涉及但不限于涉及带电流闭环控制的LED电路、LED驱动电路和驱动方法。

背景技术

发光二极管(LED)被广泛应用于多种场合，包括用于平板背光、照明和其它发光应用场合。传统的LED驱动电路采用在连续导通模式(CCM)或断续导通模式(DCM)中采用固定频率控制或恒定关断时间控制。为了提高在当今市场上的竞争力，LED驱动电路必须具有低的成本和高的能效。然而，现有LED驱动电路的能效不够高，元器件的数目和安装在印刷电路板上的体积也过大。

发明内容

为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本发明提出一种LED电路、LED驱动电路和驱动方法。

一种LED电路，包括：多个LED；输出电感，耦接多个LED；

输出晶体管，耦接输出电感；以及LED驱动电路，耦接输出晶体管的栅极，LED驱动电路控制输出晶体管的开关状态并检测流过输出电感的电感电流，当检测到电感电流达到峰值时关断输出晶体管，当检测到电感电流过零时导通输出晶体管。在一个实施例中，LED驱动电路包括过零检测电路，过零检测电路通过检测输出晶体管栅极的负电压尖冲来检测电感电流的过零。其中过零检测电路可包括：第一比较电路，具有第一输入端和第二输入端，其中第一输入端耦接输出晶体管的栅极，第二输入端耦接第一参考电压，第一比较电路将输出晶体管栅极上的栅极电压与第一参考电压进行比较来检测电感电流的过零。在一个实施例中，LED驱动电路进一步包括驱动控制电路、第二晶体管和第三晶体管，其中第二晶体管和第三晶体管的栅极耦接驱动控制电路，第二晶体管和第三晶体管串联耦接在电源电压和地之间，第二晶体管和第三晶体管的公共节点耦接输出晶体管的栅极，其中当输出晶体管被LED驱动电路关断时，输出晶体管的栅极通过由第三晶体管形成的第一电阻通路被下拉至地电位；过零检测电路进一步包括弱下拉电路，其中弱下拉电路耦接输出晶体管的栅极，输出晶体管的栅极通过由弱下拉电路形成的第二电阻通路下拉至地电位，其中第一电阻通路的阻值低于第二电阻通路的阻值。其中弱下拉电路可包括恒导通的晶体管或电流源。在一个实施例中，LED驱动电路包括集成电路，其中集成电路具有耦接至输出晶体管栅极的第一端和耦接至输出晶体管源极的第二端，LED驱动电路通过第一端检测电感电流的过零，通过第二端检测电感电流何时上升至峰值。LED驱动电路可进一步包括电感电流峰值检测电路和驱动控制电路，其中电感电流峰值检测电路包括第二比较电路用于检测电感电流何时上升至峰值，第二比较电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接电感电流，第二输入端耦接参考电压，输出端耦接驱动控制电路。

一种LED驱动电路，包括：第一比较电路，检测流过输出电感的电感电流的过零，其中输出电感耦接多个LED和输出晶体管，第一比较电路通过检测输出晶体管的栅极电压检测电感电流的过零；第二比较电路，检测电感电流何时上升至峰值；以及驱动控制电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接第一比较电路，第二输入端耦接第二比较电路，输出端耦接输出晶体管的栅极，当电感电流过零时驱动控制电路将输出晶体管导通，当电感电流上升到峰值时驱动控制电路将输出晶体管关断。其中集成电路具有耦接至输出晶体管栅极的第一端和耦接至输出晶体管源极的第二端，第一比较电路通过第一端检测电感电流的过零，第二比较电路通过第二端检测电感电流何时上升至峰值。

一种驱动LED的方法，包括：检测流过与LED耦接的输出电感的电感电流；检测电感电流何时上升至峰值；当电感电流上升至峰值时，关断与输出电感耦接的输出晶体管；检测电感电流何时过零；当电感电流过零时，导通输出晶体管。其中检测电感电流何时上升至峰值可包括：将电阻与输出电感串联耦接；检测电阻两端的电压；以及将电阻两端的电压与第一参考电压比较以检测电感电流是否上升至峰值。其中检测电感电流何时过零可包括：检测输出晶体管的栅极电压；以及将输出晶体管的栅极电压与第二参考电压比较以检测电感电流是否过零。其中检测电感电流何时过零可包括：通过检测输出晶体管栅极上的负电压尖冲来确定电感电流过零；或通过检测输出晶体管栅极负电压尖冲后的回冲来确定电感电流过零。在一个实施例中，关断输出晶体管包括：在第一时间段内，将输出晶体管的栅极电压通过第一电阻通路下拉至地电位；以及在第一时间段后的第二时间段内，将输出晶体管的栅极电压通过第二电阻通路下拉至地电位，其中第一电阻通路的阻值低于第二电阻通路的阻值。