公开/公告号CN108076554A
专利类型发明专利
公开/公告日2018-05-25
原文格式PDF
申请/专利权人 华润矽威科技(上海)有限公司;
申请/专利号CN201610989603.8
申请日2016-11-10
分类号H05B33/08(20060101);
代理机构上海光华专利事务所(普通合伙);
代理人余明伟
地址 201103 上海市闵行区紫秀路100号4幢(即A栋)9-10楼
入库时间 2023-06-19 05:24:22
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2019-08-23
授权
授权
2018-06-19
实质审查的生效 IPC(主分类):H05B33/08 申请日:20161110
实质审查的生效
2018-05-25
公开
公开
技术领域
本发明属于电路设计技术领域,特别是涉及一种参考电压下降起始温度点可调电路及LED恒流驱动电源芯片。
背景技术
照明LED灯具中,恒流驱动电源为LED灯串提供稳定的驱动电流,在中、低温度范围内,此驱动电流保持恒定,不随温度变化而变化,以保证LED持续稳定的亮度。LED光源和驱动电源自身所消耗的功率会转变成热量,使得照明LED灯具温度升高。在过高的温度条件下,LED光源和驱动电源的使用寿命将会大大缩短,甚至烧毁。因此,当温度过高时,随着温度的持续升高,恒流驱动电源需要降低输出到LED的电流,即降低照明系统的功率消耗,以保证LED和驱动电源不会因过高的温度而受到损坏,从而保证照明系统应用的长期可靠性。为减小照明LED驱动电源的尺寸,提高电源功率密度,恒流驱动电源主体电路通常集成于集成电路芯片中。集成在芯片内部的高温降电流电路检测芯片内部温度,当温度过高时随着温度的持续升高而降低输出电流,一般起始降温点由芯片内部设定,在芯片外部无法进行设定。由于各种LED照明灯具具有不同的外形和结构,其散热效果各不相同,相同驱动电源应用于不同的灯具,在输出相同功率时,驱动电源芯片内部温度有较大差异,这样随着环境温度升高,LED灯所表现出来的降低功率的起始环境温度点有很大不同。
通常照明LED恒流驱动电源输出电流以驱动电源芯片内部的参考电压为基准来产生,输出电流的大小由芯片内部参考电压决定,内部参考电压高则驱动电源输出电流大,芯片自身消耗功率也大,外部环境到芯片内部的温差大,即芯片温升高,反之,参考电压低则驱动电源输出电流小,芯片自身功耗也小,芯片温升低。现有照明LED恒流驱动电源芯片,芯片内部所集成的高温降电流电路,检测芯片内部温度,在芯片温度过高时,随着温度持续升高而降低芯片内部参考电压,从而降低输出电流,进而降低芯片自身以及LED灯具的温度。
照明LED灯具中,恒流驱动电源为LED灯串提供恒定的驱动电流,如图1所示,以保证LED持续稳定的亮度。在过高温度条件下,随着温度的继续升高,恒流驱动电源需要降低输出到LED的电流,如图2所示,即降低照明系统的功率消耗,以保证LED和驱动电源不会因过高的温度而受到损坏,从而保证照明系统应用的长期可靠性。目前照明LED恒流驱动电源芯片,高温降电流电路检测芯片内部温度,其内部参考电压随着温度升高而降低,输出电流也就随温度升高而降低,但是内部参考电压高温下降的起始温度点已经设定,致使驱动电源高温降低输出电流时的起始温度点,无法在片外设定。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种参考电压下降起始温度点可调电路及LED恒流驱动电源芯片,用于解决现有技术中LED恒流驱动电源芯片的参考电压高温下降的起始温度点已经设定,致使驱动电源高温降低输出电流时的起始温度点无法在芯片外部设定的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种可调节参考电压下降起始温度点的电路,所述可调节参考电压下降起始温度点的电路包括:
初始电压生成模块,适于生成初始电压,所述初始电压为零温度系数电压;
设定电压生成模块,包括第一电流源及第一电阻;所述第一电流源与所述第一电阻串联,所述第一电流源远离所述第一电阻的一端与电源电压相连接,所述第一电阻远离所述第一电流源的一端接地;所述设定电压生成模块适于生成设定电压,所述设定电压为零温度系数电压;
第一比较电压生成模块,适于生成第一比较电压,所述第一比较电压随着温度的升高而降低;
参考电压生成模块,与所述设定电压生成模块、所述第一比较电压生成模块及所述初始电压生成模块相连接,适于依据所述设定电压及所述第一比较电压生成第二比较电压,并将所述初始电压与所述第二比较电压相减以得到参考电压;当所述设定电压小于或等于所述第一比较电压时,所述第二比较电压为零,当所述设定电压大于所述第一比较电压时,所述第二比较电压为所述设定电压与所述第一比较电压的差值的相关值。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述初始电压生成模块包括:
第一调整系数单元,与所述带隙基准电压相连接,适于将所述带隙基准电压乘以第一调整系数以得到所述初始电压。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述第一调整系数单元包括:
第一运算放大器,包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第一运算放大器的同相输入端与所述带隙基准电压设定单元相连接;
第一NMOS管,包括栅极、源极及漏极;所述第一NMOS管的栅极与所述第一运算放大器的输出端相连接,所述第一NMOS管的源极与所述第一运算放大器的反相输入端相连接;
第二电阻,一端与所述第一NMOS管的源极相连接;
第三电阻,一端与所述第二电阻远离所述第一NMOS管的一端相连接,另一端接。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述第一比较电压生成模块包括:
第一处理单元及第二调整系数单元;所述第一处理单元适于将一第三比较电压与一调整电压相减得到二者差值;所述第二调整系数单元适于将所述第三比较电压与所述调整电压的差值乘以第二调整系数以得到所述第一比较电压。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述可调节参考电压下降起始温度点的电路还包括:
第三比较电压生成单元,适于生成所述第三比较电压,所述第三比较电压随着温度的升高而降低;
调整电压生成单元,适于生成所述调整电压,所述调整电压为零温度系数电压。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述第三比较电压生成单元包括:
第二电流源,所述第二电流源一端与所述电源电压相连接;
三极管,包括发射极、集电极及基极;所述三极管的发射极与所述第二电流源相连接,所述三极管的集电极与所述三极管的基极相短接并接地。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述调整电压生成单元包括:
第一电流镜,与所述电源电压及所述初始电压生成模块相连接;
第四电阻,一端与第一电流镜相连接,另一端与所述第一比较电压生成模块相连接;
第五电阻,一端与所述第一电流源及所述第一比较电压生成模块相连接,另一端接地。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述第一比较电压生成模块包括:
所述第四电阻;
所述第五电阻;
第三运算放大器,包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第三运算放大器的同相输入端与所述第三比较电压生成单元相连接,所述第三运算放大器的反相输入端连接于所述第四电阻与所述第五电阻之间。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述参考电压生成模块包括:
第二运算放大器,包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第二运算放大器的同相输入端与所述初始电压生成模块相连接,所述第二运算放大器的反相输入端与所述输出端相短接;
第四运算放大器,包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第四运算放大器的同相输入端连接于所述第一电流源与所述第一电阻之间;
第二NMOS管,包括栅极、源极及漏极;所述第二NMOS管的栅极与所述第四运算放大器的输出端相连接,所述第二NMOS管的源极与所述第四运算放大器的反相输入端;
第六电阻,一端与所述第二NMOS管的源极相连接,另一端与所述第一比较电压生成模块相连接;
电流镜单元,所述电流镜单元与所述电源电压及所述第二NMOS管的漏极相连接;
第七电阻,一端与所述电流镜单元相连接,另一端与所述第二运算放大器的输出端相连接。
作为本发明的可调节参考电压下降起始温度点的电路的一种优选方案,所述电流镜单元包括:
第二电流镜,所述第二电流镜与所述电源电压及所述第二处理单元相连接;
第三电流镜,所述第三电流镜与所述第二电流镜及所述第七电阻相连接,且一端接地。
本发明还提供一种LED恒流驱动电源芯片,所述LED恒流驱动电源芯片包括如上述任一方案中所述的可调节参考电压下降起始温度点的电路,其中,所述初始电压生成模块、所述第一电流源、所述第一比较电压生成模块及所述参考电压生成模块均位于所述LED恒流驱动电源芯片内部,所述第一电阻位于所述LED恒流驱动电源芯片外侧。
作为本发明的LED恒流驱动电源芯片的一种优选方案,所述LED恒流驱动电源芯片还包括温度调节引脚及接地引脚;所述第一电阻一端经由所述温度调节引脚与位于所述LED恒流驱动电源芯片内部的所述第一电流源相连接,另一端与所述接地引脚相连接。
如上所述,本发明的参考电压下降起始温度点可调电路及LED恒流驱动电源芯片,具有以下有益效果:
本发明的参考电压下降起始温度点可调电路可以通过改变第一电阻的阻值,即可在保证参考电压随温度上升而下降的曲线斜率不变的前提下改变参考电压随温度上升而下降的起始温度点;
本发明的LED恒流驱动电源芯片通过在芯片外部外接一第一电阻,通过改变第一电阻的阻值即可设定芯片内部参考电压随温度升高而下降的起始温度点;在将所述LED恒流驱动电源芯片应用于不同的LED照明灯具中时,可以根据各种LED照明灯具不同的散热效果,仅通过改变芯片外接的所述第一电阻的阻值,使得不同LED照明灯具在高温降电流时的起始环境温度点相同。
附图说明
图1显示为现有技术中的恒流电源驱动电路的结构示意图。
图2显示为现有技术中的恒流电源驱动电路的输出电流随温度变化的曲线图。
图3及图4显示为本发明实施例一中提供的可调节参考电压下降起始温度点的电路的结构示意图。
图5显示为本发明实施例一中提供的可调节参考电压下降起始温度点的电路的参考电压随温度变化的曲线图。
图6显示为本发明实施例一中提供的可调节参考电压下降起始温度点的电路的的输出电流随温度变化的曲线图。
图7显示为本发明实施例二中提供的LED恒流驱动电源芯片的结构示意图。
元件标号说明
1 初始电压生成模块
11第一调整系数单元
2 设定电压生成模块
3 第一比较电压生成模块
31第一处理单元
32第二调整系数单元
4 参考电压生成模块
5 第三比较电压生成单元
6 调整电压生成单元
7 LED恒流驱动电源芯片
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3至图7需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图3,本发明提供一种可调节参考电压下降起始温度点的电路,所述可调节参考电压下降起始温度点的电路包括:初始电压生成模块1,所述初始电压生成模块1适于生成初始电压Vinit,所述初始电压Vinit为零温度系数电压,即所述初始电压Vinit不随温度的变化而变化;设定电压生成模块2,所述设定电压生成模块2包括第一电流源Ibzt1及第一电阻Rtsc;所述第一电流源Ibzt1与所述第一电阻Rtsc串联,所述第一电流源Ibzt1远离所述第一电阻Rtsc的一端与电源电压Vdd相连接,所述第一电阻Rtsc远离所述第一电流源Ibzt1的一端接地,所述第一电流源Ibzt1产生的电流及所述第一电阻Rtsc的阻值均不随温度变化而变化;所述设定电压生成模块2适于生成设定电压Vtsc,所述设定电压Vtsc为零温度系数电压,即所述设定电压Vtsc不随温度的变化而变化;第一比较电压生成模块3,所述第一比较电压生成模块3适于生成第一比较电压Vdelta,所述第一比较电压Vdelta随着温度的升高而降低;参考电压生成模块4,所述参考电压生成模块4与所述设定电压生成模块2、所述第一比较电压生成模块3及所述初始电压生成模块1相连接,适于依据所述设定电压Vtsc及所述第一比较电压Vdelta生成第二比较电压Vdecrease,并将所述初始电压Vinit与所述第二比较电压Vdecrease相减以得到参考电压Vref;当所述设定电压Vtsc小于或等于所述第一比较电压Vdelta时,所述第二比较电压Vdecrease为零,当所述设定电压Vtsc大于所述第一比较电压Vdelta时,所述第二比较电压Vdecrease为所述设定电压Vtsc与所述第一比较电压Vdelta的差值的相关值;即当述设定电压Vtsc大于所述第一比较电压Vdelta时,所述第二比较电压Vdecrease为所述设定电压Vtsc与所述第一比较电压Vdelta的差值或为所述设定电压Vtsc与所述第一比较电压Vdelta的差值乘以一定的调整系数后的数值。
作为示例,所述第一电阻Rtsc为芯片外部器件,所述第一电阻Rtsc一端经由温度调节引脚TSC与位于芯片内部的所述第一电流源Ibzt1相连接,另一端与所述接地引脚GND相连接。
将所述第一电阻Rtsc设置于芯片外部,通过改变所述第一电阻Rtsc的阻值即可设定芯片内部参考电压Vref随温度升高而下降的起始温度点Tdec;在将芯片应用于不同的LED照明灯具中时,可以根据各种LED照明灯具不同的散热效果,仅通过改变外接的所述第一电阻Rtsc的阻值,使得不同LED照明灯具在高温降电流时的起始环境温度点相同。
作为示例,所述初始电压生成模块1包括:第一调整系数单元11,所述第一调整系数单元11与一带隙基准电压Vbg相连接,所述带隙基准电压Vbg不随温度的变化而变化,具有很好的零温度系数特性,所述第一调整系数单元11适于将所述带隙基准电压Vbg乘以第一调整系数α以得到所述初始电压Vinit,即Vinit=α*Vbg,其中,所述第一调整系数α为零温度系数,即所述第一调整系数α不随温度变化而变化,所述调整系数α可以为任意所需的数值,具体数值可以根据实际需要设定,此处不做限定。
作为示例,所述第一比较电压生成模块3包括第一处理单元31及第二调整系数单元32;所述第一处理单元31适于将一第三比较电压Vbe与一调整电压Vzt相减得到二者差值,本实施例中,所述第一处理单元31可以为但不仅限于减法器;所述第二调整系数单元32适于将所述第三比较电压Vbe与所述调整电压Vzt的差值乘以第二调整系数k以得到所述第一比较电压Vdelta,即Vdelta=k*(Vbe-Vzt),其中,所述第二调整系数k为零温度系数,即所述第二调整系数k不随温度变化而变化,k为大于1的数值。由于k为大于1的数值,即相当于将所述第三比较电压Vbe与所述调整电压Vzt的差值放大了k倍得到所述第一比较电压Vdelta,所述第一比较电压Vdelta比所述第三比较电压Vbe对温度的变化率更大,更能反映电路温度的变化。
作为示例,所述参考电压下降起始温度点可调电路还包括第三比较电压生成单元(未示出),所述第三比较电压生成单元适于生成所述第三比较电压Vbe,所述第三比较电压Vbe随着温度的升高而降低;具体的,可以根据半导体材料pn结压降,即三极管基极与发射极压降Vbe随温度升高呈线性下降的特性,采用三极管生成所述第三比较电压Vbe;调整电压生成单元(未示出),所述调整电压生成单元适于生成所述调整电压Vzt,所述调整电压Vzt为零温度系数电压,即所述调整电压Vzt不随温度的变化而变化。
作为示例,所述参考电压生成模块4包括:第二处理单元41,所述第二处理单元41与所述设定电压生成模块2及所述第一比较电压生成模块3相连接,适于在所述设定电压Vtsc小于或等于所述第一比较电压Vdelta时,输出为零,在所述设定电压Vtsc大于所述第一比较电压Vdelta时,输出所述设定电压Vtsc与所述第一比较电压Vdelta的差值Vtsc-Vdelta;第三调整系数单元42,所述第三调整系数单元42与所述第二处理单元41相连接,适于将所述第二处理单元41输出的结果乘以第三调整系数β以得到所述第二比较电压Vdecrease,即Vdecrease=β*(Vtsc-Vdelta);第三处理单元43,所述第三处理单元43与所述初始电压生成模块1及所述第三调整系数单元相42连接,适于将所述初始电压Vinit与所述第二比较电压Vdecrease相减以得到所述参考电压Vref,即Vref=Vinit-Vdecrease。
请结合图3参阅图4,其中,图4为图3对应的一种具体电路图,为了更全面介绍本发明的技术方案,下面介绍所述具体电路结构:
作为示例,在该电路结构中,所述第一调整系数单元11包括:第一运算放大器op1,所述第一运算放大器op1包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第一运算放大器op1的同相输入端与所述带隙基准电压设定单元相连接;第一NMOS管Mn1,所述第一NMOS管Mn1包括栅极、源极及漏极;所述第一NMOS管Mn1的栅极与所述第一运算放大器op1的输出端相连接,所述第一NMOS管Mn1的源极与所述第一运算放大器op1的反相输入端相连接,所述第一NMOS管Mn1与所述第一运算放大器op1构成一电压缓冲器;第二电阻R1,所述第二电阻R1一端与所述第一NMOS管Mn1的源极相连接;第三电阻R2,所述第三电阻R2一端与所述第二电阻R1远离所述第一NMOS管Mn1的一端相连接,另一端接地。第二电阻R1与所述第三电阻R2的分压值即为初始电压Vinit,即所述第二运算放大器op4与所述第二电阻R1及所述第三电阻R2之间的连接点处的电压即为所述初始电压Vinit。即
Vinit=Vbg*R2/(R1+R2)
需要说明的是,所述第二电阻R1与所述第三电阻R2为相同类型匹配电阻,所述第二电阻R1与所述第三电阻R2的温度系数相互抵消,因此,可以确保所述初始电压Vinit仍具有零温度系数特性。
作为示例,所述第一比较电压生成模块3包括适于将所述第三比较电压Vbe与所述调整电压Vzt相减得到二者差值,并将所述第三比较电压Vbe与所述调整电压Vzt的差值乘以第二调整系数以得到所述第一比较电压Vdelta。
作为示例,所述第三比较电压生成单元5包括:第二电流源Ibzt2,所述第二电流源Ibzt2一端与所述电源电压Vdd相连接,所述第二电流源Ibzt2产生的电流不随温度的变化而变化;三极管Q1,所述三极管Q1包括发射极、集电极及基极;所述三极管Q1的发射极与所述第二电流源Ibzt2相连接,所述三极管Q1的集电极与所述三极管Q1的基极相短接并接地;所述第二电流源Ibzt2产生的电流流过所述三极管Q1时,即在所述三极管Q1与所述第二电流源Ibzt之间产生所述第三比较电压Vbe。
作为示例,所述调整电压生成单元6包括:第一电流镜Icm1,所述第一电流镜Icm1与所述电源电压Vdd及所述初始电压生成模块1相连接;具体的所述第一电流镜Icm1与所述初始电压生成模块1中的所述第一NMOS管Mn1的漏极相连接;第四电阻R4,所述第四电阻R4一端与第一电流镜Icm1相连接,另一端与所述第一比较电压生成模块31相连接;第五电阻R5,所述第五电阻R5一端与所述第一电流源Icm1及所述第一比较电压生成模块31相连接,另一端接地。
作为示例,所述第一比较电压生成模块3包括:所述第四电阻R4、所述第五电阻R5及第三运算放大器op3,所述第三运算放大器op3包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第三运算放大器op3的同相输入端与所述第三比较电压生成单元5相连接,所述第三运算放大器op3的反相输入端与所述调整电压生成单元6相连接;具体的,所述第三运算放大器op3的同相输入端连接于所述三极管Q1与所述第二电流源Ibzt2之间,所述第三运算放大器op3的反相输入端与所述第一电流镜Icm1相连接。所述第四电阻R4、所述第五电阻R5与所述第三运算放大器op3共同构成一电压反馈放大器。假定流过所述第一NMOS管Mn1的电流记为I1,所述第一电流镜Icm1适于将所述电流I1转换成电流I2并输出,所述第一电流镜Icm1的转换比为1:M1,此转换比不随温度变化而变换,则
I2=I1*M1=Vbg*M1/(R1+R2)
当所述第一电流镜Icm1输出的电流I2流过所述第三运算放大器op3的反相输入端,也即所述第四电阻R4及所述第五电阻R5的公共端即可产生所述调整电压Vzt,则
Vzt=I2*R4*R5/(R4+R5)
=Vbg*M1*R4*R5/{(R1+R2)*(R4+R5)}
需要说明的是,所述第四电阻R4与所述第五电阻R5与所述第二电阻R1及所述第二电阻R2的类型相同、相互匹配,所述第四电阻R4与所述第五电阻R5的温度系数相互抵消,所述调整电压Vzt仍为零温度系数电压。
所述第四电阻R4、所述第五电阻R5与所述第三运算放大器op3共同构成的所述电压反馈放大器输出的电压即为所述第一比较电压Vdelta,则
Vdelta=(Vbe-Vzt)*(1+R4/R5)
作为示例,所述参考电压生成模块4包括:第二运算放大器op4,所述第二运算放大器op4包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第二运算放大器op4的同相输入端与所述初始电压生成模块1相连接,所述第二运算放大器op4的反相输入端与所述输出端相短接;第四运算放大器op2,所述第四运算放大器op2包括同相输入端、反相输入端及输出端;所述第四运算放大器op2的同相输入端连接于所述第一电流源Ibzt1与所述第一电阻Rtsc之间;第二NMOS管Mn2,所述第二NMOS管Mn2包括栅极、源极及漏极;所述第二NMOS管Mn2的栅极与所述第四运算放大器op2的输出端相连接,所述第二NMOS管Mn2的源极与所述第四运算放大器op2的反相输入端,所述第二NMOS管Mn2与所述第四运算放大器op2共同构成一电压缓冲器;所述第二NMOS管Mn2的漏极与所述第三调整系数单元42相连接;第六电阻R3,所述第六电阻R3一端与所述第二NMOS管Mn2的源极相连接,另一端与所述第一比较电压生成模块3相连接,具体的,所述第六电阻R3远离所述第二NMOS管Mn2的一端与所述第一比较电压生成模块3中的所述第三放大器op3的输出端相连接;电流镜单元,所述电流镜单元与所述电源电压VDD及所述第二NMOS管Mn2的漏极相连接;第七电阻R6,所述第七电阻R6一端与所述电流镜单元相连接,另一端与所述初始电压生成模块1相连接,具体的,所述第七电阻R6远离所述电流镜单元的一端与所述初始电压生成模块1中的所述第二运算放大器op4的输出端相连接。
具体的,所述电流镜单元包括第二电流镜Icm2及第三电流镜Icm3,所述第二电流镜Icm2与所述电压电源VDD及所述第二NMOS管Mn2的漏极相连接;所述第三电流镜Icm3与所述第二电流镜Icm2及所述第七电阻R6相连接,且一端接地。
作为示例,设定所述第二NMOS管Mn2流入的电流(即流过所述第二NMOS管及所述第六电阻R3的电流)记为I3,则
I3=(Vtsc-Vdelta)/R3
所述第二电流镜Icm2将流过所述第二NMOS管Mn2及所述第六电阻R3的电流I3转换成电流I4,所述第三电流镜Icm3将所述电流I4转换成电流I5,所述第二电流镜Icm2及所述第三电流镜Icm3的电流转换比分别为1:M2及1:M3,此转换比不随温度变化,则
I5=(Vtsc-Vdelta)*M2*M3/R3
由于所述第二运算放大器op4的反相输入端与输出端相短接,构成一电压缓冲器,且所述第七电阻R6的上端(即靠近所述第二运算放大器op4的一端)与所述第二运算放大器op4的输出端相连接,所述第七电阻R6的下端(即远离所述第二运算放大器op4的一端)与所述第三电流镜Icm3的输出端相连接,所以,所述第七电阻R6两端电压降为Vdecrease,则
Vdecrease=I5*R6
=(Vtsc-Vdelta)*M2*M3*R6/R3
需要说明的是,所述第六电阻R3与所述第七电阻R6为相同类型匹配电阻,即所述第六电阻R3与所述第七电阻R6的温度系数相互抵消。最终,所述第七电阻R6下端的电压即为所述参考电压Vref,则
Vref=Vinit-Vdecrease
本发明的所述参考电压下降起始温度点可调电路,在刚开始工作的中、低温度范围内,所述第三比较电压Vbe的电压要比所述调整电压Vzt的电压高很多,且所述第一比较电压Vdelta大于所述设定电压Vtsc,此时,所述第二比较电压Vdecrease为零,所述参考电压Vref=Vinit,其不随温度变化而变化。随着温度的升高,所述第三比较电压Vbe逐渐下降,从而导致所述第一比较电压Vdelta下降,当温度升高到某一温度点时,所述第一比较电压Vdelta将小于所述设定电压Vtsc,此时,所述第二比较电压Vdecrease不再为零,而为所述设定电压Vtsc与所述第一比较电压Vdelta的差值的相关值,所述参考电压Vref=Vinit-Vdecrease开始下降,所述第二比较电压Vdecrease随着温度升高而增大,随着温度的持续升高,所述参考电压Vref不断下降。
由上可知,所述参考电压Vref随温度升高而下降的起始温度点Tedc由所述设定电压Vtsc决定,所述设定电压Vtsc电压越高则所述参考电压Vref下降起始温度点Tdec越低,而所述参考电压随温度上升而下降的曲线斜率不变。所述设定电压Vtsc由所述第一电阻Rtsc的阻值决定,所述第一电阻Rtsc的阻值越大,所述设定电压Vtsc也就越高。可以通过设定不同阻值的所述第一电阻Rtsc从而改变所述参考电压Vref随温度上升而下降的起始温度点Tdec,所述第一电阻Rtsc的阻值越大,所述参考电压Vref下降起始温度点Tdec越低,但下降曲线斜率不变,如图5所示,图5中不同的斜线表示不同阻值的所述第一电阻Rtsc所对应的参考电压Vref的变化曲线。
所述参考电压下降起始温度点可调电路输出电流的大小与所述参考电压Vref线性相关,所述可调节参考电压下降起始温度点的电路的的输出电流随温度变化的曲线如图6所示。
实施例二
请参阅图7,本发明还提供一种LED恒流驱动电源芯片7,所述LED恒流驱动电源芯片7包括如实施例一中所述的可调节参考电压下降起始温度点的电路,其中,所述初始电压生成模块1、所述第一电流源Ibzt1、所述第一比较电压生成模块3及所述参考电压生成模块4均位于所述LED恒流驱动电源芯片7内部,所述第一电阻Rtsc位于所述LED恒流驱动电源芯片7外侧。所述可调节参考电压下降起始温度点的电路的具体结构请参阅实施例一,此处不再累述。
作为示例,所述LED恒流驱动电源芯片7还包括温度调节引脚TSC及接地引脚GND;所述第一电阻Rtsc一端经由所述温度调节引脚TSC与位于所述LED恒流驱动电源芯片7内部的所述第一电流源Ibzt1相连接,另一端与所述接地引脚GND相连接。
本发明的所述LED恒流驱动电源芯片7通过在所述LED恒流驱动电源芯片7外部外接所述第一电阻Rtsc,通过改变所述第一电阻Rtsc的阻值即可设定所述LED恒流驱动电源芯片7内部参考电压Vref随温度升高而下降的起始温度点Tdec;在将所述LED恒流驱动电源芯片7应用于不同的LED照明灯具中时,可以根据各种LED照明灯具不同的散热效果,仅通过改变所述LED恒流驱动电源芯片7外接的所述第一电阻Rtsc的阻值,使得不同LED照明灯具在高温降电流时的起始环境温度点相同。
综上所述,本发明提供一种参考电压下降起始温度点可调电路及LED恒流驱动电源芯片,所述可调节参考电压下降起始温度点的电路包括:初始电压生成模块,适于生成初始电压,所述初始电压为零温度系数电压;设定电压生成模块,包括第一电流源及第一电阻;所述第一电流源与所述第一电阻串联,所述第一电流源远离所述第一电阻的一端与电源电压相连接,所述第一电阻远离所述第一电流源的一端接地;所述设定电压生成模块适于生成设定电压,所述设定电压为零温度系数电压;第一比较电压生成模块,适于生成第一比较电压,所述第一比较电压随着温度的升高而降低;参考电压生成模块,与所述设定电压生成模块、所述第一比较电压生成模块及所述初始电压生成模块相连接,适于依据所述设定电压及所述第一比较电压生成第二比较电压,并将所述初始电压与所述第二比较电压相减以得到参考电压;当所述设定电压小于或等于所述第一比较电压时,所述第二比较电压为零,当所述设定电压大于所述第一比较电压时,所述第二比较电压为所述设定电压与所述第一比较电压的差值的相关值。本发明的参考电压下降起始温度点可调电路可以通过改变第一电阻的阻值,即可在保证参考电压随温度上升而下降的曲线斜率不变的前提下改变参考电压随温度上升而下降的起始温度点;本发明的LED恒流驱动电源芯片通过在芯片外部外接一第一电阻,通过改变第一电阻的阻值即可设定芯片内部参考电压随温度升高而下降的起始温度点;在将所述LED恒流驱动电源芯片应用于不同的LED照明灯具中时,可以根据各种LED照明灯具不同的散热效果,仅通过改变芯片外接的所述第一电阻的阻值,使得不同LED照明灯具在高温降电流时的起始环境温度点相同。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
机译: 克服恒流驱动芯片和led灯条驱动电路过高温度的方法
机译: 温度变化的大小是由参考电压的变化引起的,参考电压的变化可调节所产生电路的大小。
机译: 恒流驱动控制器和LED恒流驱动电路