[發明專利]高精度高可靠LED車燈驅動電路

在審

• 申請號: 202110346478.X
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113056063A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 陳珍海;汪偉;何千道
• 申請（專利權）人: 黃山市瑞興汽車電子有限公司
• 主分類號: H05B45/56
• 分類號: H05B45/56;H05B45/50;H05B45/36;H05B45/325
• 代理公司: 杭州凌通知識產權代理有限公司 33316
• 代理人: 葉綠林

本發明公開了一種高精度高可靠LED車燈驅動電路，該電路包括：偏置模塊、誤差放大模塊、電流檢測補償模塊、脈寬調制模塊、PWM控制模塊、輸出驅動模塊、振蕩器模塊(OSC)、高精度高可靠欠壓保護電路(UVLO)、高精度高可靠過壓保護電路(OVLO)、高精度寬電壓范圍過溫保護電路(OTP)和功率開關NMOS管MG。本發明所提供的驅動電路，一方面，在溫度保護電路中采用共模干擾檢測電路，避免共模噪聲干擾，提高保護精度；另一方面，在過壓保護和欠壓保護電路中采用電源毛刺檢測電路，在異常情況下輸出復位信號提前鎖定保護信號，提高電路可靠性。本發明可以廣泛應用于各類高壓集成電路芯片中。

技術領域

本發明涉及一種高精度高可靠LED車燈驅動電路，屬于集成電路技術領域。

背景技術

現代汽車需要使用越來越多的車燈，常見的外部車燈有：前照燈、霧燈、牌照燈、倒車燈、制動燈、轉向燈、示位燈、示廓燈、駐車燈和警示燈和日行燈；常見內部燈具有頂燈、閱讀燈、行李廂燈、門燈、踏步燈、儀表照明燈、工作燈、儀表板警指示燈等。LED車燈因發光二極管直接由電能轉化為光能，較普通汽車燈泡耗電僅相當于傳統燈的1/10，能更好的節省油耗，保護汽車電路不被過高的負載電流燒壞。LED車燈光源相比于傳統車燈具有如下特點：節能，LED汽車燈是冷光源，總體來說耗電量低，消耗的功率不超過-W,比傳統光源節能70％以上；環保，光譜中沒有紫外線和紅外線，屬于典型的綠色照明光led源；壽命長，在恰當的電流和電壓下，使用壽命可達6-10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上；高亮度，耐高溫，體積小；穩定性能好，LED抗震性能強，樹脂封裝，不易碎裂；發光純度高，色彩鮮艷，無需燈罩濾光，光波誤差在10納米以內；反應速度快，無須熱啟動時間，微秒內即可發光，傳統玻殼燈泡則有0.3秒延遲，可防止追尾。因此，LED車燈代替傳統的光源，有著廣泛的用途。

LED車燈的實際使用時必須使用LED驅動電路，它用于對LED的供電電源進行管理，對過低、過高或不穩定的電源電壓處理，然后供給LED穩定的電壓或電流。在LED應用中，為了確保產品的使用壽命和可靠性，必須使LED驅動電路和LED電路相匹配，而這對LED驅動電路的設計提出了諸多要求：(1)輸出穩定，無論LED驅動電路是穩壓還是恒流輸出，輸出的穩定性是確保LED電路穩定工作的首要條件。在任何條件下，包括供電電壓、環境溫度、光照輻射等外界條件發生變化時，LED的電流紋波都應盡量保持在其平均電流的±10％范圍內。(2)高可靠性，LED一向以使用壽命長著稱，其使用時間可達數萬小時，而LED驅動電路的使用壽命遠遠短于LED的使用壽命，因此LED驅動電路的可靠性已成為整體LED應用系統使用壽命的決定因素。(3)高轉換效率；提高LED驅動電路的轉換效率能是LED產品發展的必然要求，此舉不僅能提高LED的光效，還能降低系統的功耗和溫度。(4)調光靈活，LED相比于傳統光源，其一大優勢就是響應速度快，更適于調光控制。(5)高集成度、小體積、低成本，如何提高驅動芯片的集成度、減小驅動電路的體積、降低驅動部分的成本，一直是LED驅動電路設計的問題。

LED車燈驅動電路屬于典型的高壓集成電路，將高壓功率器件與控制電路、外圍接口電路及保護電路等集成在一起，需要在功率集成技術就是需要在有限的芯片面積上實現高低壓兼容、高性能、高效率與高可靠性。圖1所示是一種典型LED車燈驅動芯片及其應用電路，以恒定的電流穩定驅動多個串聯連接的LED燈。芯片提供通過Adj_Ctrl信號改變Adj引腳的控制電壓即可實現LED的亮度調節和開關操作。為保證芯片的可靠性，芯片內置欠壓保護、過壓保護、過溫保護等保護電路；還具有溫度調節功能，以避免LED在高溫環境下因過驅動而損壞。芯片各個引腳的功能定義如下：VIN：電源電壓輸入引腳；Adj：LED調光控制輸入引腳；FB：電壓反饋引腳；SW：開關電流引腳；OUT：輸出電壓(過壓檢測)引腳；GND：地引腳。由于電源電壓和襯底電位存在巨大的波動，產生非常嚴重的共模噪聲。因此，高壓集成電路內部使用的各類保護電路，需要在電壓擺幅波動和襯底噪聲大等惡劣環境因素下實現高可靠工作，提供高精度的芯片狀態監測和保護功能。

基于此，本發明針對汽車LED車燈驅動系統應用需求，提供一種高精度高可靠LED車燈驅動電路。

發明內容