[实用新型]一种LED驱动电路

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电路设计领域，特别是涉及一种LED(light-emitting Diode)驱动电路。

【背景技术】

LED背光驱动电路广泛应用于各种电子设备中，例如平板电脑和智能手机。而实验发现在很多便携电子系统中，LED屏的耗电能占到整个系统耗电的一半或甚至更多。所以提高LED屏的效率，对于节能、减小发热、延长锂电池充满电后的使用时间很有意义。现有技术中，LED背光驱动芯片通常将功率NMOSFET（N型金属-氧化物-半导体场效应晶体管）与控制电路集成在同一块晶片上。其原因在于LED背光驱动电路一般采用升压电路，而升压电路多采用脉冲宽度调制(PWM:Pulse Width Modulation)电路结构，此结构在反馈环路控制中存在右半平面零点(RHPZ:Right Half-Plane Zero)，此类零点对反馈环路稳定性影响极坏，其频域响应的影响是使增益增加20dB/频程，同时相位减小90度。现有技术中为了实现反馈环路稳定性，通常采用电流模结构，即采样一部分功率NMOSFET的电流，并注入采样电流到反馈环路中。为了精确采样功率NMOSFET的电流，常规技术是采用一个与功率NMOSFET类型、结构和版图相同但尺寸较小的采样晶体管，这样就使得在同一晶片上集成该功率NMOSFET、采样晶体管及控制电路的方案盛行。

图1是现有技术中的LED驱动电路的一种实现方式，其包括升压输出电路和升压控制电路。所述升压输出电路包括依次串联于输入电压VDD和地之间的电感L1、二极管D1和电容C1，以及串联在电感L1和二极管D1的中间节点和地之间的功率开关MN1(NMOSFET)，所述二极管D1和电容C1之间的节点为输出节点Vout。一串或多串WLED(white light emitting diode)和电流反馈电阻Rs一起串联在输出节点Vout和地之间。

所述升压控制电路包括采样开关MNS1(NMOSFET)、电流采样电路和电流模控制电路。所述采样开关MNS1和电流采样电路共同来采样所述功率开关MN1上流过的电流并得到所述功率开关MN1的采样电流。所述电流模控制电路根据功率开关的采样电流以及电流反馈电阻Rs得到的电流反馈电压输出开关控制信号来控制所述功率开关MN1的导通和截止，其中该采样开关MNS1的导通和截止也由该开关控制信号来控制。

在现有技术中，电流采样电路、采样开关MNS1、功率开关MN1和电流模控制电路通常集成在同一片晶片上，即虚线框110所包围的部分。另一方面，该功率开关MN1的导通电阻越大其能量损耗越大（MN1导通时的导通损耗为I².R，其中I为MN1的导通电流，R为MN1的导通电阻），这样导致LED驱动电路的效率较低；同时该功率开关MN1的栅极电容越大，使得LED驱动电路的开关损耗越大（开关损耗为1/2.C.V².f，其中C为功率开关MN1的栅极电容，V为MN1的栅极电压摆幅，f为MN1的开关频率），也导致LED驱动电路的效率较低。

在能将功率开关和控制电路的集成在一起的电路工艺中，目前最先进的技术是采用BCD(Bipolar CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)DMOS)的平面工艺，采用DMOS(Diffused Metal-Oxide Semiconductor)来设计功率开关MN1以期达到较小的导通电阻和栅极电容。但是这样设计出的功率开关MN1的导通电阻和栅极电容还是较大。

因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的之一在于提供一种LED驱动电路，其具有效率高等优点。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，本实用新型提出一种LED驱动电路，其包括：电感L1、二极管D1、电容C1、功率开关、采样开关、电流采样电路和电流模控制电路，将电流采样电路和电流模控制电路设置于第一晶片中，将功率开关和采样开关设置于第二晶片中，第二晶片采用垂直沟槽栅工艺制造，第一晶片的制造工艺与第二晶片的不同。

进一步的，电感L1、二极管D1和电容C1依次串联于输入电压和地之间，功率开关串联在电感L1和二极管D1的中间节点和地之间，所述二极管D1和电容C1之间的节点为输出节点。

进一步的，所述采样开关和电流采样电路共同来采样所述功率开关上流过的电流并得到所述功率开关的采样电流，所述电流模控制电路根据功率开关的采样电流以及电流反馈电压输出开关控制信号来控制所述功率开关和所述采样开关的导通和截止。