[发明专利]一种功率MOSFET开关管源极驱动拓扑结构的控制电路

说明书

技术领域

本发明属于LED驱动电路技术领域，特别是涉及一种功率MOSFET开关管源极驱动拓扑结构的控制电路。 

背景技术

图1是传统反激式LED驱动电路的简化示意图，如图1所示，该LED驱动电路包括一个整流桥，交流电AC经过交流桥整流并经电容器C1滤波后产生一个直流电压，即母线电压；电阻R1和电容C2构成芯片启动支路；变压器的原边绕组接到母线电压和功率MOS管M0的漏极，副边绕组连接于续流二极管D1和电容器C3之间；辅助绕组连接到二极管D2和电路地之间，当电路正常工作时，主要由辅助绕组给芯片供电；电阻R3和电阻R4均为分压电阻，主要是检测副边绕组电流是否过零。该反激式LED驱动电路存在以下主要不足：一是变压器有三个绕组，体积较大，成本较高，不利于电源内置的LED驱动电路设计；二是驱动电路损耗高，造成系统效率低；三是功率MOS管需要进行频繁的开关动作，耗能较大。 

为解决上述问题，中国专利201210219252.4中提出了一种无需辅助绕组的LED驱动电路，如图2所示，该LED驱动电路是对电压采样网络检测得到的功率开关MOS晶体管的栅极电压和源极电压进行比较，根据比较结果得到续流二极管D1的电流过零时刻，从而确定续流二极管D1的关断时间，检测到LED负载的平均电流，实现LED恒流驱动；省去辅助绕组的设计，可简化LED驱动电源设计，缩小LED驱动电源体积，降低LED驱动电源成本。但由于该LED驱动电路中采用了两个电压采样网络，因此还存在着以下明显不足：其电路结构复杂、芯片面积大和功耗高。 

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提出一种功率MOSFET开关管源极驱动拓扑结构的控制电路，本发明运用源极延迟采样方式来优化和简化LED驱动 控制电路，缩小芯片面积，降低制造成本，同时还具有控制方式简单、易于实现、功耗低和效率高的优点。 

根据本发明提出的一种功率MOSFET开关管源极驱动拓扑结构的控制电路，它包括： 

功率MOSFET开关管M2和高压开关MOS管M1，该功率MOSFET开关管M2的源极与该高压开关MOS管M1的漏极连接，该功率MOSFET开关管M2的栅极和漏极分别与外部电源电压和变压器或电感连接，该高压开关MOS管M1的源极通过电阻R1与电路地线GND连接； 

其特征在于还包括： 

信号采样单元、延时逻辑控制单元、前沿消隐单元、电压比较器、控制逻辑信号单元、迟滞比较器和过压保护单元；其中： 

所述延时逻辑控制单元对所述高压开关MOS管M1的栅极信号V_G进行采样处理并产生延时逻辑控制信号V_ctr输出至所述信号采样单元和过压保护单元；所述信号采样单元对所述高压开关MOS管M1的源极信号V_S进行采样处理并得到分压信号V_S1和延迟信号V_sample，该分压信号V_S1和延迟信号V_sample被分别输出至迟滞比较器的第一输入端和第二输入端；所述迟滞比较器对分压信号V_S1和延迟信号V_sample进行处理并产生逻辑信号V_C输出至所述控制逻辑信号单元和过压保护单元；所述过压保护单元在延时逻辑控制信号V_ctr的采样时刻对所述逻辑信号V_C进行处理并产生逻辑信号V_E输出至所述控制逻辑信号单元； 

所述前沿消隐单元对所述高压开关MOS管M1与电阻R1之间的电压信号V_CS进行前沿消隐并将前沿消隐后的电压信号输出至所述电压比较器，该电压比较器将接收到的前沿消隐后的电压信号与基准电压V_ref进行比较并产生一个逻辑信号V_D输出至所述控制逻辑信号单元； 

所述控制逻辑信号单元对所述逻辑信号V_C、逻辑信号V_D和逻辑信号V_E进行处理并产生栅极信号V_G输出至所述高压开关MOS管M1的栅极和延时逻辑控制单元。 

本发明上述一种功率MOSFET开关管源极驱动拓扑结构的控制电路的进一步优选方案为：