本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種BUCK型(降壓變換型電路)LED(發(fā)光二極管)驅(qū)動(dòng)芯片。

背景技術(shù)：

BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片需要短路保護(hù)功能以避免外部引腳短路造成LED驅(qū)動(dòng)芯片損壞。如圖1至圖3所示，通常BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部設(shè)有短路保護(hù)電路，該電路包括一個(gè)短路保護(hù)比較器11，檢測(cè)FB輸出與一個(gè)固定參考電壓比較，當(dāng)FB輸出低于參考電壓并維持一段設(shè)定時(shí)間后，開(kāi)啟MOS管(金屬(metal)—氧化物(oxid)—半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，或者稱(chēng)是金屬—絕緣體(insulator)—半導(dǎo)體)M1，輸出不再向VCC提供續(xù)流，VCC會(huì)被其他內(nèi)部模塊電流拉低，VCC降低至欠壓保護(hù)值時(shí)，系統(tǒng)重新啟動(dòng)。這樣的短路保護(hù)檢測(cè)方法在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

如果LED驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部沒(méi)有短路保護(hù)電路，不具有短路保護(hù)功能，那么在系統(tǒng)上電后，母線電壓通過(guò)啟動(dòng)電阻給VCC引腳的電容充電，當(dāng)VCC電壓上升到啟動(dòng)閾值電壓VCC_ON后，芯片內(nèi)部控制電路開(kāi)始工作，COMP電壓被快速上拉到輸出開(kāi)啟閾值V1。然后LED驅(qū)動(dòng)芯片開(kāi)始輸出脈沖信號(hào)，系統(tǒng)剛開(kāi)始工作在比較低的開(kāi)關(guān)頻率，COMP電壓從啟動(dòng)閾值V1開(kāi)始逐漸緩慢上升，電感峰值電流隨之上升，從而實(shí)現(xiàn)輸出LED電流的軟啟動(dòng)，輸出脈沖信號(hào)頻率也會(huì)慢慢增大直至正常工作。

當(dāng)LED驅(qū)動(dòng)芯片有短路保護(hù)功能時(shí)，在系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，母線電壓通過(guò)啟動(dòng)電阻給VCC引腳的電容充電，當(dāng)VCC電壓上升到啟動(dòng)閾值電壓VCC_ON后，芯片內(nèi)部控制電路開(kāi)始工作，COMP電壓被快速上拉到輸出開(kāi)啟V1，然后芯片開(kāi)始輸出較低頻率的脈沖信號(hào)，F(xiàn)B端電壓隨輸出緩慢上升。FB電壓低于固定參考電壓值VRS，短路比較器11輸出經(jīng)過(guò)一段設(shè)定時(shí) 間延遲Td后會(huì)通過(guò)SHORT信號(hào)打開(kāi)MOS管M1，VCC通過(guò)R2、M1放電，VCC電壓逐漸下降直到欠壓保護(hù)閾值VCC_OFF，觸發(fā)欠壓保護(hù)，欠壓保護(hù)信號(hào)會(huì)關(guān)斷其他模塊，系統(tǒng)開(kāi)始重新啟動(dòng)過(guò)程。當(dāng)VCC再次上升到啟動(dòng)閾值電壓VCC_ON后，芯片內(nèi)部控制電路又開(kāi)始工作，COMP電壓被快速上拉到V1，然后芯片開(kāi)始輸出較低頻率的脈沖信號(hào)，短路保護(hù)比較器又開(kāi)始工作，F(xiàn)B電壓仍低于固定參考電壓值VRS，短路比較器11輸出經(jīng)過(guò)設(shè)定延遲后再次打開(kāi)MOS管M1，VCC通過(guò)R2、M1放電，VCC電壓再次下降到欠壓保護(hù)閾值VCC_OFF，欠壓保護(hù)信號(hào)再次關(guān)斷其他模塊，系統(tǒng)再次開(kāi)始重新啟動(dòng)過(guò)程。系統(tǒng)這樣反復(fù)重啟，如圖3所示，VCC會(huì)在VCC_OFF和VCC_ON之間反復(fù)充電，直至FB上升至固定參考電壓值VRS后，短路保護(hù)比較器11不再通過(guò)開(kāi)啟M1拉低VCC電壓，系統(tǒng)開(kāi)始正常工作。在此過(guò)程中，輸出波形時(shí)斷時(shí)續(xù)，VCC反復(fù)重新啟動(dòng)，不但會(huì)延緩系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程，浪費(fèi)能量，還會(huì)增加系統(tǒng)不穩(wěn)定性，增加啟動(dòng)時(shí)閃燈可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片上電啟動(dòng)時(shí)，芯片內(nèi)短路保護(hù)電路會(huì)引起系統(tǒng)反復(fù)重新啟動(dòng)，導(dǎo)致芯片啟動(dòng)速度慢、費(fèi)電、多次不必要的閃燈及降低芯片的使用壽命的缺陷，提供一種能加快芯片啟動(dòng)速度、提高使用壽命的BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：

一種BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片，包括輸出MOS管和短路保護(hù)電路，所述短路保護(hù)電路包括短路保護(hù)比較器，其特點(diǎn)在于，所述BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片還包括啟動(dòng)預(yù)判模塊，所述啟動(dòng)預(yù)判模塊的輸入信號(hào)為所述輸出MOS管的柵極信號(hào)，所述啟動(dòng)預(yù)判模塊的輸出信號(hào)用于控制所述短路保護(hù)比較器的使能，所述啟動(dòng)預(yù)判模塊用于控制當(dāng)所述輸出MOS管的柵極信號(hào)的頻率低于預(yù)定頻率時(shí)關(guān)斷所述短路保護(hù)比較器，當(dāng)所述輸出MOS管的柵極信號(hào)的頻率大于或等于所述預(yù)定頻率時(shí)打開(kāi)所述短路保護(hù)比較器。

本方案中，輸出MOS管為現(xiàn)有BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部的一個(gè)器件，其柵極信號(hào)同芯片輸出信號(hào)頻率一致，只是電平不同，在芯片輸出信號(hào)穩(wěn)定之前，將輸出MOS管的柵極信號(hào)作為啟動(dòng)預(yù)判模塊的輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)啟動(dòng)預(yù)判模塊內(nèi)部電路處理后使得啟動(dòng)預(yù)判模塊的輸出信號(hào)控制短路保護(hù)比較器的打開(kāi)和關(guān)斷。也就是在BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片上電啟動(dòng)后芯片輸出不穩(wěn)定期間，關(guān)斷短路保護(hù)比較器，芯片正常工作后，開(kāi)啟短路保護(hù)比較器，恢復(fù)芯片的短路保護(hù)功能，使之恢復(fù)正常工作。

較佳地，所述啟動(dòng)預(yù)判模塊包括電平預(yù)處理模塊、電平保持模塊和電平比較模塊；所述電平預(yù)處理模塊、所述電平保持模塊和所述電平比較模塊依次電連接，所述電平預(yù)處理模塊的輸入信號(hào)為所述輸出MOS管的柵極信號(hào)，所述電平比較模塊的輸出信號(hào)用于控制所述短路保護(hù)比較器的使能；所述電平預(yù)處理模塊用于調(diào)整所述輸出MOS管的柵極信號(hào)的電平；所述電平保持模塊用于根據(jù)所述電平預(yù)處理模塊的輸出信號(hào)的電平和頻率控制輸出至所述電平比較模塊的信號(hào)的電平；所述電平比較模塊用于比較所述電平保持模塊的輸出電平與參考電平并輸出比較結(jié)果。

本方案中，電平預(yù)處理模塊的輸入電平一般較高，經(jīng)過(guò)電平預(yù)處理模塊降壓并根據(jù)需要進(jìn)行相位調(diào)整后輸出供電平保持模塊使用。電平保持模塊用于控制在芯片的輸出信號(hào)的頻率沒(méi)有達(dá)到預(yù)定值前保持電平保持模塊的輸出電平不超過(guò)電平比較模塊的參考電平。

較佳地，所述電平保持模塊包括充放電控制模塊和充放電模塊，所述充放電控制模塊與所述充放電模塊電連接；所述充放電控制模塊用于根據(jù)所述電平預(yù)處理模塊的輸出信號(hào)的電平控制所述充放電模塊充電或放電；所述電平比較模塊用于比較所述充放電模塊的輸出電平與參考電平并輸出比較結(jié)果。

較佳地，所述充放電控制模塊包括PMOS管和NMOS管，所述電平預(yù)處理模塊輸出至所述NMOS管的柵極和所述PMOS管的柵極，所述NMOS管的漏極和所述PMOS管的漏極與所述充放電模塊電連接，所述NMOS管 用于控制所述充放電模塊放電，所述PMOS管用于控制所述充放電模塊充電。

本方案中，當(dāng)電平預(yù)處理模塊的輸出為高電平時(shí)，NMOS管導(dǎo)通，PMOS管斷開(kāi)，使得充放電模塊的輸入為低，此時(shí)控制充放電模塊放電；當(dāng)電平預(yù)處理模塊的輸出為低電平時(shí)，PMOS管導(dǎo)通，NMOS管斷開(kāi)，使得充放電模塊的輸入為高，此時(shí)控制充放電模塊充電。

較佳地，所述充放電模塊包括電阻和電容，所述電阻的一端與所述充放電控制模塊電連接，所述電阻的另一端與所述電容的一端電連接并輸出至所述電平比較模塊；所述電容的另一端接地。

較佳地，所述電平比較模塊為施密特觸發(fā)器。

較佳地，所述預(yù)定頻率為10KHz。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明提供的BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片在現(xiàn)有芯片基礎(chǔ)上增加了啟動(dòng)預(yù)判模塊，在芯片上電啟動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)該啟動(dòng)預(yù)判模塊可以控制短路保護(hù)比較器在芯片的輸出頻率達(dá)到預(yù)定值前停止工作，芯片啟動(dòng)結(jié)束后恢復(fù)短路保護(hù)比較器正常工作，從而解決了系統(tǒng)反復(fù)重新啟動(dòng)的問(wèn)題，進(jìn)而加快芯片啟動(dòng)速度，減少功率浪費(fèi)，消除啟動(dòng)時(shí)閃燈可能性，提高了芯片的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的常用BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部模塊示意圖。

圖2為現(xiàn)有的常用BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片典型應(yīng)用圖。

圖3為圖2電路中常用BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片啟動(dòng)時(shí)波形示意圖。

圖4為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部模塊示意圖。

圖5為圖4中啟動(dòng)預(yù)判模塊電路模塊示意圖。

圖6為圖4中啟動(dòng)預(yù)判模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖4的BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片啟動(dòng)時(shí)波形示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

如圖4所示，一種BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片，包括輸出MOS管M8、帶有短路保護(hù)比較器11的短路保護(hù)電路和啟動(dòng)預(yù)判模塊100，啟動(dòng)預(yù)判模塊100的輸入信號(hào)為輸出MOS管M8的柵極信號(hào)DRN，啟動(dòng)預(yù)判模塊100的輸出信號(hào)用于控制短路保護(hù)比較器11的使能，啟動(dòng)預(yù)判模塊100用于控制當(dāng)輸出MOS管M8的柵極信號(hào)DRN的頻率低于預(yù)定頻率10KHz時(shí)關(guān)斷短路保護(hù)比較器11，當(dāng)輸出MOS管M8的柵極信號(hào)DRN的頻率大于或等于預(yù)定頻率10KHz時(shí)打開(kāi)短路保護(hù)比較器11。

如圖5所示，本實(shí)施例中，啟動(dòng)預(yù)判模塊100包括電平預(yù)處理模塊501、電平保持模塊502和電平比較模塊503，其中電平保持模塊502塊包括充放電控制模塊5021和充放電模塊5022。如圖6所示，其中電平比較模塊503為施密特觸發(fā)器構(gòu)，充放電控制模塊5021包括PMOS管M2和NMOS管M3，充放電模塊5022包括電阻R1和電容C1。其中電平預(yù)處理模塊501將輸入DRN信號(hào)進(jìn)行電平調(diào)整后并反向生成DRNL信號(hào)輸出至PMOS管M2和NMOS管M3的柵極，M2和M3的漏極與R1電連接，M3的源極接地，M2的源極接VDD。電阻R1的另外一端和C1的一端連接后生成VRC信號(hào)作為施密特觸發(fā)器的輸出信號(hào)，施密特觸發(fā)器輸出ENS信號(hào)作為短路保護(hù)比較器11的使能信號(hào)使用。

本實(shí)施例中BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片啟動(dòng)過(guò)程中具體工作過(guò)程如下：

BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片啟動(dòng)時(shí)，剛開(kāi)始輸出脈沖信號(hào)時(shí)頻率較低，脈沖信號(hào)占空比也很小。輸出MOS管M8的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)DRN經(jīng)過(guò)電平預(yù)處理模塊501變換后生成DRNL，電平由VCC轉(zhuǎn)換為內(nèi)部低壓電平VDD，其中DRN與DRNL反相。利用輸出MOS管M8的柵極信號(hào)DRN經(jīng)過(guò)電平位移變換后的DRNL對(duì)電平保持模塊502進(jìn)行充放電，用電平保持模塊502的輸出作為施密特觸發(fā)器的輸入。當(dāng)系統(tǒng)剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，輸出MOS管M8 的柵極信號(hào)DRN初始為0，充放電模塊5022的輸出也就是VRC為0，施密特觸發(fā)器輸出為1，短路保護(hù)比較器11關(guān)閉；當(dāng)COMP達(dá)到內(nèi)部設(shè)定比較電壓，軟啟動(dòng)過(guò)程開(kāi)始后，輸出MOS管M8的柵極信號(hào)DRN為較低頻率脈沖開(kāi)關(guān)信號(hào)且脈沖信號(hào)占空比很小，充放電模塊5022輸出VRC電壓較低不足以達(dá)到施密特觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)值，施密特觸發(fā)器輸出保持為1，短路保護(hù)比較器11保持關(guān)閉。當(dāng)啟動(dòng)完成，系統(tǒng)開(kāi)始正常工作，輸出MOS管M8的柵極信號(hào)的頻率增大至正常，充放電模塊5022輸出超過(guò)施密特觸發(fā)器閾值，施密特觸發(fā)器輸出翻轉(zhuǎn)為0，短路保護(hù)比較器11開(kāi)始正常工作，也就是可以檢測(cè)BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片輸出是否短路。

如圖7所示，為本實(shí)施例的BUCK型LED驅(qū)動(dòng)芯片啟動(dòng)時(shí)波形示意圖，通過(guò)啟動(dòng)預(yù)判模塊100避免了芯片啟動(dòng)時(shí)反復(fù)重新啟動(dòng)的問(wèn)題，加快了芯片啟動(dòng)速度，減少功率浪費(fèi)，消除了啟動(dòng)時(shí)閃燈可能性，提高芯片的使用壽命。

本實(shí)施例中，充放電模塊5022并不限于RC充放電電路，也可以單獨(dú)由電容實(shí)現(xiàn)，也可以是其它具有充放電功能的電路。

本實(shí)施例中，電平比較模塊503不僅限于施密特觸發(fā)器，只要能實(shí)現(xiàn)電壓比較功能的電路模塊就可以。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。