[发明专利]一种电源管理驱动芯片及该芯片的应用电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体地讲，是一种电源管理驱动芯片及该芯片的应用电路。

背景技术

LED是一种符合环保理念的高效绿色光源，在未来十年内将会成为替代传统照明的一大潜力商品。目前市面上针对LED推出的电源管理驱动芯片主要分为两类：第一类是采用原边负反馈、固定开关频率的控制IC，如图1所示的OB2535芯片结构框图。利用这种芯片设计的LED驱动电路的优点是省略了光耦和用于恒流检测的TL431，因此电路成本较低。但其缺点是功率因素较低（只有0.5～0.6），当LED大量进入百姓家庭时，过低的功率因素会给电网带来非常大的污染。另外，原边反馈虽然可以起到LED负载的开路检测与保护，但不能检测LED短路，因此无法对LED短路做出快速的保护。

另一类是具有功率因素校正（PFC）功能的专用驱动芯片，如图2所示的SN03A芯片结构框图。这类IC利用芯片内部的模拟乘法器来保证每个开关周期的峰值电流与输入瞬时电压成正比。虽然采用这种芯片设计的LED驱动电路功率因素高，但其芯片内部没有固定频率的振荡器，无法采用原边负反馈，因此需要检测LED负载电流，故其驱动电路比较复杂，成本较高，如图3所示的基于SN03A的应用电路原理图。这类驱动电路具有LED的开路保护和短路保护功能，但短路保护需要IC外部提供检测信号，因此响应速度慢，实际运用中有时候在LED短路时难以得到有效保护。

发明内容

本发明的目的之一是为了提供一种高功率因素且可以通过芯片内部模块快速检测负载是否开路和短路的电源管理驱动芯片，从而缩短控制电路的响应时间，简化芯片的外围电路。

为达到上述目的，本发明所采样的技术方案如下：

一种电源管理驱动芯片，设置有电源输入脚、接地脚，其关键在于：还设置有峰值电压输入脚、采样电阻脚、零电流检测脚、电流感应脚以及栅极驱动脚，在芯片内部设置有V/I变换器、延时单元1、延时单元2、RS触发器、单稳态电路、前沿消隐电路、误差比较器A1、施密特触发器G1、非门G2、跟随器G3、三输入与非门G4、与非门G5、非门G6、计数器G7、逻辑控制单元G8以及输出级G9，其中：

峰值电压输入脚和采样电阻脚与V/I变换器相连，通过V/I变换器将峰值电压输入脚输入的峰值电压信号转换为电流信号并送入延时单元1中；

零电流检测脚经过施密特触发器G1连接在三输入与非门G4的第一输入端上；

电流感应脚与误差比较器A1的反相输入端连接，误差比较器A1的正相输入端输入参考电压V_ref2，误差比较器A1的输出端经过跟随器G3连接在三输入与非门G4的第二输入端上，跟随器G3的输出端还经过非门G6跟与非门G5的第一输入端连接；

三输入与非门G4的第三输入端接收RS触发器的输出信号，三输入与非门G4的输出端与输出级G9的输入端连接，输出级G9的输出端连接所述栅极驱动脚；

三输入与非门G4的输出端还与延时单元1的使能端连接，延时单元1的输出端连接在RS触发器的R端；

三输入与非门G4的输出端还经过非门G2与延时单元2的输入端连接，延时单元2的输出端连接在RS触发器的S端上；

RS触发器输出端与三输入与非门G4的第三输入端相连，同时经过单稳态电路跟与非门G5的第二输入端连接；

与非门G5输出的信号经计数器G7连接在逻辑控制单元G8上，逻辑控制单元G8的输出端与输出级G9的使能端连接；

输出级G9的输出端还经过前沿消隐电路连接在跟随器G3的使能端上。

基于上述设计，通过V/I变换器以及延时单元1，可以在每个开关导通周期内固定延时单元1的导通时间T_on，使得峰值电流与输入瞬时电压成正比，从而获得高功率因素；同时采用输入电压峰值控制模式，使最大峰值电流在输入电压发生变化时保持恒定不变；最后利用零电流检测脚和电流感应脚实现电流检测，通过芯片内部控制模块来检测负载是否开路与短路。

为了保证芯片工作在正常电压范围内，所述逻辑控制单元G8的输入端组上还连接有迟滞比较器A2和迟滞比较器A3，其中：

迟滞比较器A2的反相输入端输入参考电压V_ref3，迟滞比较器A3的正相输入端输入参考电压V_ref1，迟滞比较器A2的正相输入端和迟滞比较器A3的反相输入端同时连接在分压电路的输出端上，分压电路的输入端连接电源输入脚；