[发明专利]高精度高可靠LED车灯驱动电路

说明书

本发明公开了一种高精度高可靠LED车灯驱动电路，该电路包括：偏置模块、误差放大模块、电流检测补偿模块、脉宽调制模块、PWM控制模块、输出驱动模块、振荡器模块(OSC)、高精度高可靠欠压保护电路(UVLO)、高精度高可靠过压保护电路(OVLO)、高精度宽电压范围过温保护电路(OTP)和功率开关NMOS管MG。本发明所提供的驱动电路，一方面，在温度保护电路中采用共模干扰检测电路，避免共模噪声干扰，提高保护精度；另一方面，在过压保护和欠压保护电路中采用电源毛刺检测电路，在异常情况下输出复位信号提前锁定保护信号，提高电路可靠性。本发明可以广泛应用于各类高压集成电路芯片中。

技术领域

本发明涉及一种高精度高可靠LED车灯驱动电路，属于集成电路技术领域。

背景技术

现代汽车需要使用越来越多的车灯，常见的外部车灯有：前照灯、雾灯、牌照灯、倒车灯、制动灯、转向灯、示位灯、示廓灯、驻车灯和警示灯和日行灯；常见内部灯具有顶灯、阅读灯、行李厢灯、门灯、踏步灯、仪表照明灯、工作灯、仪表板警指示灯等。LED车灯因发光二极管直接由电能转化为光能，较普通汽车灯泡耗电仅相当于传统灯的1/10，能更好的节省油耗，保护汽车电路不被过高的负载电流烧坏。LED车灯光源相比于传统车灯具有如下特点：节能，LED汽车灯是冷光源，总体来说耗电量低，消耗的功率不超过-W,比传统光源节能70％以上；环保，光谱中没有紫外线和红外线，属于典型的绿色照明光led源；寿命长，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6-10万小时，比传统光源寿命长10倍以上；高亮度，耐高温，体积小；稳定性能好，LED抗震性能强，树脂封装，不易碎裂；发光纯度高，色彩鲜艳，无需灯罩滤光，光波误差在10纳米以内；反应速度快，无须热启动时间，微秒内即可发光，传统玻壳灯泡则有0.3秒延迟，可防止追尾。因此，LED车灯代替传统的光源，有着广泛的用途。

LED车灯的实际使用时必须使用LED驱动电路，它用于对LED的供电电源进行管理，对过低、过高或不稳定的电源电压处理，然后供给LED稳定的电压或电流。在LED应用中，为了确保产品的使用寿命和可靠性，必须使LED驱动电路和LED电路相匹配，而这对LED驱动电路的设计提出了诸多要求：(1)输出稳定，无论LED驱动电路是稳压还是恒流输出，输出的稳定性是确保LED电路稳定工作的首要条件。在任何条件下，包括供电电压、环境温度、光照辐射等外界条件发生变化时，LED的电流纹波都应尽量保持在其平均电流的±10％范围内。(2)高可靠性，LED一向以使用寿命长著称，其使用时间可达数万小时，而LED驱动电路的使用寿命远远短于LED的使用寿命，因此LED驱动电路的可靠性已成为整体LED应用系统使用寿命的决定因素。(3)高转换效率；提高LED驱动电路的转换效率能是LED产品发展的必然要求，此举不仅能提高LED的光效，还能降低系统的功耗和温度。(4)调光灵活，LED相比于传统光源，其一大优势就是响应速度快，更适于调光控制。(5)高集成度、小体积、低成本，如何提高驱动芯片的集成度、减小驱动电路的体积、降低驱动部分的成本，一直是LED驱动电路设计的问题。

LED车灯驱动电路属于典型的高压集成电路，将高压功率器件与控制电路、外围接口电路及保护电路等集成在一起，需要在功率集成技术就是需要在有限的芯片面积上实现高低压兼容、高性能、高效率与高可靠性。图1所示是一种典型LED车灯驱动芯片及其应用电路，以恒定的电流稳定驱动多个串联连接的LED灯。芯片提供通过Adj_Ctrl信号改变Adj引脚的控制电压即可实现LED的亮度调节和开关操作。为保证芯片的可靠性，芯片内置欠压保护、过压保护、过温保护等保护电路；还具有温度调节功能，以避免LED在高温环境下因过驱动而损坏。芯片各个引脚的功能定义如下：VIN：电源电压输入引脚；Adj：LED调光控制输入引脚；FB：电压反馈引脚；SW：开关电流引脚；OUT：输出电压(过压检测)引脚；GND：地引脚。由于电源电压和衬底电位存在巨大的波动，产生非常严重的共模噪声。因此，高压集成电路内部使用的各类保护电路，需要在电压摆幅波动和衬底噪声大等恶劣环境因素下实现高可靠工作，提供高精度的芯片状态监测和保护功能。

基于此，本发明针对汽车LED车灯驱动系统应用需求，提供一种高精度高可靠LED车灯驱动电路。

发明内容