[发明专利]一种LED驱动用自反馈线性恒流器

说明书

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，涉及LED照明的驱动技术。

背景技术

由于LED具有使用寿命长、无污染、低功耗的特性，可以满足高效能、无汞化、多元化和艺术化的当今世界照明领域的发展需要。伴随着LED研发的迅速更新，LED的应用领域从最初简单的电器指示灯、LED显示屏发展到了LED背光源、景观照明、室内装饰灯等其他领域，尤其在汽车尾灯、广告牌、装饰照明、电冰箱和洗衣机照明等应用中，LED正在大量替代原有的氖灯及钨丝灯泡因而具有巨大的市场潜力。但LED的驱动器设计面临着不少挑战，一方面如LED的亮度会随着电流及温度的变化而漂移；另一方面，市场需求更经济更环保的LED驱动方案。

目前，市场上典型的LED驱动器有三类：开关稳压器、线性稳压器和电阻型驱动器。其中，开关稳压器的能效高，并提供极佳的亮度控制，但同时价格也相对较高；线性稳压器结构比较简单，易于设计，提供稳流及过流保护，具有外部电流设定点，且没有电磁兼容性(EMC)问题；电阻型驱动器利用电阻这样的简单分立器件，限制LED串电流，价格较低，同样易于设计，且没有EMC问题。在诸如汽车尾灯的LED应用中，开关稳压器设计复杂，存在电磁干扰，不太适合，线性稳压器不太经济实惠；电阻型驱动器成本较低且结构简单，但这种驱动器的工作电流和工作电压呈线性关系，在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，高电压下，通过LED的电流很高，且在负载突降等瞬态条件下，LED可能受损。因此，希望能够有一种比开关稳压器和普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻型驱动高出许多的驱动方案。

本发明提供一种高性价比及可靠的LED驱动方案，例如在交流电压增加时仍保持恒流输出、达到LED阈值电压后LED导通无延迟、低电压时LED保持明亮，以及保持LED免受电压浪涌影响等。

发明内容

本发明提供一种发光二极管(LED)驱动用自反馈线性恒流器。该自反馈线性恒流器在宽电压范围下可保持LED亮度恒定，且在高输入电压时保护LED，使其免于过驱动，实现对LED的保护；同时，该自反馈线性恒流器具有比开关稳压器成本低，且无电阻型驱动器输出不稳定的优点。

本发明技术方案如下：

一种LED驱动用自反馈线性恒流器，如图1所示，包括一个结型场效应晶体管JFET和一个电阻R；所述电阻R的一端与结型场效应晶体管JFET的源端S相连，所述电阻R的另一端与结型场效应晶体管JFET的栅端G相连。

因为结型场效应晶体管JFET和电阻R具有工艺兼容性，所以可集成于同一芯片上，构成自反馈线性恒流器；其基本工艺步骤为：材料制备、多晶硅的淀积与刻蚀、离子注入与推阱、刻蚀接触孔、金属的淀积与刻蚀。

本发明提供的LED驱动用自反馈线性恒流器，以其中JFET器件为N沟道JFET为例，其工作原理可描述如下：