[發明專利]一種LED驅動電路

在審

• 申請號: 202010786904.7
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111787665A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 夏虎;崔鳳敏
• 申請（專利權）人: 上海南麟電子股份有限公司
• 主分類號: H05B45/50
• 分類號: H05B45/50
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林麗麗

本發明提供一種LED驅動電路，包括：模式控制模塊，用于采樣電池正極電壓并基于第一、第二基準電壓對該電壓進行比較處理產生模式控制信號以控制LED驅動電路工作于不同模式下；使能信號產生模塊，用于在LED驅動電路工作于常規驅動模式時，受控于LED開關控制信號并在LED開關控制信號有效時產生使能信號以開啟驅動控制模塊，在LED驅動電路工作于過放保護模式時關閉驅動控制模塊以控制開關管關斷；驅動控制模塊，用于在LED驅動電路工作于常規驅動模式時，基于使能信號產生驅動信號以控制開關管導通；調控模塊，用于在使能信號有效時，基于電池正極電壓和第三基準電壓的差值產生輸出沉電流以此來調控驅動信號的大小。

技術領域

本發明涉及集成電路設計領域，特別是涉及一種LED驅動電路。

背景技術

目前市場上出現了很多用電池作為電源、LED燈珠作為光源的便攜式照明驅動電器，如應急燈、手電、地攤照明燈等等。而照明驅動電器在使用過程中，電池電量徹底耗盡對電池的壽命會產生很大的影響，甚至損壞電池；因此，通常會在電池兩極之間連接一個電池過放保護電路。當電池過放保護電路檢測到電池電壓低于過放保護閾值后，會斷開放電通路使電池停止放電；對于4.3V的鋰電池，其過放保護閾值電壓一般為2.7V，而對于3.7V的鋰電池，其過放保護閾值電壓一般為2.2V。

圖1為現有的一種帶有過放保護功能的LED驅動電路，以電池作為電源來進行LED驅動；但由于LED燈珠負載的導通電壓值與電池過放保護閾值非常接近，當電池電量接近耗盡開啟過放保護時，可能會造成LED燈閃爍，給使用者帶來不好的使用體驗，甚至會造成使用者誤認為LED燈出現故障的問題。

下面對圖1所示帶有過放保護功能的LED驅動電路造成LED燈閃爍的原因進行分析，具體如下：

電池本身是有內阻的，實際應用中的電池可以等效為一個沒有電阻的理想電池芯BAT和一個阻值一定的電阻R1串聯而成。理想電池芯的電壓為Vbat，電阻R1為電池的等效串聯電阻，當電池進行放電時，會在電阻R1上產生一定的電壓降。

遲滯比較器A的同相輸入端連接電池正極，用于檢測電池正極電壓Vbatp，其第一、第二反相輸入端分別接入第一基準電壓Vref1和第二基準電壓Vref2，其中Vref1Vref2。當電池放電，電池正極電壓Vbatp由高于Vref2下降到低于Vref1時，遲滯比較器A的輸出信號OD由高電平變為低電平，LED驅動電路進入過放保護模式；當電池充電，電池正極電壓Vbatp由低于Vref1上升到高于Vref2時，遲滯比較器A的輸出信號OD由低電平變為高電平，LED驅動電路退出過放保護模式。通常情況下，為了保證電池具有較寬的工作電壓范圍，Vref2只比Vref1高約500mV左右。

當遲滯比較器A的輸出信號OD為低電平時，與門AND的輸出信號EN為低電平，電荷泵不工作，NMOS管N1因柵極電壓VG被拉低而關斷，此時無電流通過LED燈，LED燈不發光；當遲滯比較器A的輸出信號OD為高電平且信號Switch為低電平時，與門AND的輸出信號EN為低電平，電荷泵不工作，NMOS管N1因柵極電壓VG被拉低而關斷，此時無電流通過LED燈，LED燈不發光；當遲滯比較器A的輸出信號OD為高電平且信號Switch為高電平時，與門AND的輸出信號EN為高電平，電荷泵工作，NMOS管N1因柵極和源極之間的電壓差被抬至高于其開啟閾值而導通，此時電池通過NMOS管N1對LED燈供電，有電流通過LED燈，LED燈發光；其中，信號Switch是由外部控制電路輸出的邏輯信號，作為LED燈的開關控制信號。

LED燈發光時會消耗電池電量，電池芯電壓Vbat持續下降，電池正極電壓Vbatp跟隨下降，假設NMOS管N1導通時通過LED燈的電流為I_LED；

當電池正極電壓Vbatp下降到低于Vref1后，遲滯比較器A的輸出信號OD由高電平變為低電平，LED驅動電路進入過放保護模式；此時，可以得到進入過放保護模式前瞬間電池正極電壓Vbatp為：Vbatp_before＝Vref1＝Vbat-I_LED*R1；