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1、(10)申请公布号 CN 103906288 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103906288 A (21)申请号 201410076866.0 (22)申请日 2014.03.04 H05B 37/00(2006.01) (71)申请人 东莞博用电子科技有限公司 地址 523808 广东省东莞市松山湖工业南路 松湖华科 2 栋 6 楼 (72)发明人 刘成军 (74)专利代理机构 北京信慧永光知识产权代理 有限责任公司 11290 代理人 周详 (54) 发明名称 一种应用在 LED 交流驱动芯片中的抗开关冲 击电路 (57) 摘要 本发明公开了一种应用在 LED 交流。
2、驱动芯片 中的抗开关冲击电路， 其包括整流桥、 开关、 电阻、 若干个 LED 模块、 若干个与若干个 LED 模块对应 的启动通道 ； 启动通道包括运算放大器、 功率管， 运算放大器的同相输入端为启动通道的参考电压 端， 运算放大器的输出端与功率管的栅极连接， 功 率管的漏极为启动通道的输入端， 功率管的衬底 电极接地， 运算放大器的反相输入端与功率管的 源极连接而形成启动通道的输出端 ； 本发明功率 管的栅极与地之间连接有防开关冲击单元， 当开 关过程中产生瞬态高压并耦合能量至功率管的栅 极时， 防开关冲击单元会将功率管栅极的能量释 放到地， 从而增强功率管的抗电冲击能力， 提高 LED 。
3、灯具的使用寿命。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103906288 A CN 103906288 A 1/1 页 2 1. 一种应用在 LED 交流驱动芯片中的抗开关冲击电路， 包括整流桥、 开关、 电阻、 若干 个 LED 模块、 若干个与所述若干个 LED 模块对应的启动通道 ； 所述整流桥的输入端与交流电连接， 所述整流桥的输出端通过开关与第一个 LED 模块 的输入端连接， 使整流桥将输入的交流电整流为直流电 ； 所述若。
4、干个 LED 模块依次串联连 接 ； 所述启动通道的参考电压端输入对应的参考电压， 所述启动通道的输入端与其对应的 LED 模块的输出端连接， 所述启动通道的输出端与所述电阻 R 的一端连接， 所述电阻 R 的另 一端接地 ； 所述启动通道包括运算放大器、 功率管， 运算放大器的同相输入端为所述启动通道的 参考电压端， 运算放大器的输出端与功率管的栅极连接， 功率管的漏极为所述启动通道的 输入端， 功率管的衬底电极接地， 运算放大器的反相输入端与功率管的源极连接而形成所 述启动通道的输出端 ； 其特征在于 ： 所述功率管的栅极与地之间连接有防开关冲击单元， 当开关过程中产生 瞬态高压并耦合能量。
5、至功率管的栅极时， 所述防开关冲击单元会将功率管栅极的能量释放 到地。 2.根据权利要求1所述的应用在LED交流驱动芯片中的抗开关冲击电路， 其特征在于 ： 所述防开关冲击单元为齐纳二极管， 所述齐纳二极管的阴极与所述功率管的栅极连接， 所 述齐纳二极管的阳极接地， 且所述齐纳二极管的击穿电压小于功率管的栅氧击穿电压。 3.根据权利要求1所述的应用在LED交流驱动芯片中的抗开关冲击电路， 其特征在于 ： 所述防开关冲击单元为对地电阻， 所述对地电阻一端与所述功率管的栅极连接， 所述对地 电阻另一端接地。 4. 根据权利要求 2 或 3 所述的应用在 LED 交流驱动芯片中的抗开关冲击电路， 其。
6、特征 在于 ： 所述 LED 模块为若干个 LED 依次串联组成， 前一个 LED 的输出端与后一个 LED 的输入 端连接。 权 利 要 求 书 CN 103906288 A 2 1/3 页 3 一种应用在 LED 交流驱动芯片中的抗开关冲击电路 技术领域 0001 本发明涉及 LED（Light Emitting Diode， 发光二极管） 驱动技术领域， 尤其涉及 一种应用在 LED 交流驱动芯片中的抗开关冲击电路。 背景技术 0002 如图1所示， 现有LED交流驱动芯片的电路， 主要包括整流桥RB， 开关K， 电阻R， 与 若干个 LED 模块对应的启动通道， 每个启动通道包括运算放。
7、大器 U、 功率管 Q ； 其中， 输入运 算放大器 U 的参考电压 VREF_1 VREF_2 VREF_3 VREF_n， 功率管 Q 的漏极电压为 VD_1、 VD_2VD_n， 流入启动通道的电流为 I1、 I2In。其工作原理为 ： 0003 在电压上升过程 ： 0004 1.VD_1 逐渐增大， 使第 1 启动通道电流 I1 逐渐增加， 最终在 VREF_1 的嵌位作用 下， 使电流 I1 恒定， I1=VREF_1/R ； 0005 2. 电压继续增加， VD_2 也逐渐增大， VD_2 增加到一定值时， 第 2 启动通道的运算 放大器 U 开始把电阻 R 上的压降逐步嵌位到 V。
8、REF_2， 电流 I2 逐渐恒定， I2=VREF_2/R ； 0006 3. 电压继续增加， 依此类推， 直到第 N 启动通道的电流 In 恒定 ； 0007 在电压下降过程， 正好与电压上升过程相反 ： 首先是第 N 启动通道的电流 In 逐渐 减小， 直到为零， 而第 N-1 通道电流逐渐加大， 直到恒定 ； 然后， 第 N-1 启动通道的电流逐渐 减小， 直到为零， 而第 N-2 通道电流逐渐加大， 直到恒定 ； 依此类推， 直到第 1 启动通道电流 I1 为零。 0008 这种电路的缺点是 ： 在开关过程中， 由于上电速度很快， 电压很高， 如图 2 所示， 会 有能量通过功率管 。
9、Q 的栅极和漏极之间的寄生电容 C0 耦合到功率管 Q 的栅极， 造成功率管 Q 栅氧击穿， 永久性损坏， 这个损坏是不可逆的。相当于施加在 VG （功率管 Q 的栅极电压） 上 一个大电压， 由于是耦合量， 这个电压具有较大的随机性， 可以从几伏到几十伏随机产生， 甚至更大， 即电路在开关过程中可能产生瞬态高压。 0009 因此， 现有技术中的 LED 交流驱动芯片的电路存在可靠性风险， 即在开关过程中 可能产生的瞬态高压会对功率管造成不可逆的电冲击损伤， 而一旦功率管损坏， 整个 LED 灯具也就报废。 发明内容 0010 本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种应用在 LED 交流驱。
10、动芯片中 的抗开关冲击电路， 其通过增加防开关冲击单元而增强功率管的抗电冲击能力， 以提高 LED 灯具的使用寿命。 0011 为了实现上述目的， 本发明提供一种应用在 LED 交流驱动芯片 中的抗开关冲击 电路， 包括整流桥、 开关、 电阻、 若干个 LED 模块、 若干个与所述若干个 LED 模块对应的启动 通道 ； 0012 所述整流桥的输入端与交流电连接， 所述整流桥的输出端通过开关与第一个 LED 说 明 书 CN 103906288 A 3 2/3 页 4 模块的输入端连接， 使整流桥将输入的交流电整流为直流电 ； 所述若干个 LED 模块依次串 联连接 ； 所述启动通道的参考电压。
11、端输入对应的参考电压， 所述启动通道的输入端与其对 应的 LED 模块的输出端连接， 所述启动通道的输出端与所述电阻 R 的一端连接， 所述电阻 R 的另一端接地 ； 0013 所述启动通道包括运算放大器、 功率管， 运算放大器的同相输入端为所述启动通 道的参考电压端， 运算放大器的输出端与功率管的栅极连接， 功率管的漏极为所述启动通 道的输入端， 功率管的衬底电极接地， 运算放大器的反相输入端与功率管的源极连接而形 成所述启动通道的输出端 ； 0014 所述功率管的栅极与地之间连接有防开关冲击单元， 当开关过程中产生瞬态高压 并耦合能量至功率管的栅极时， 所述防开关冲击单元会将功率管栅极的能。
12、量释放到地。 0015 作为其中一种方案， 所述防开关冲击单元为齐纳二极管， 所述齐纳二极管的阴极 与所述功率管的栅极连接， 所述齐纳二极管的阳极接地， 且所述齐纳二极管的击穿电压小 于功率管的栅氧击穿电压。 0016 作为另一种方案， 所述防开关冲击单元为对地电阻， 所述对地电阻一端与所述功 率管的栅极连接， 所述对地电阻另一端接地。 0017 较佳地， 所述LED模块为若干个LED依次串联组成， 前一个 LED的输出端与后一个 LED 的输入端连接。 0018 本发明有益效果在于 ： 0019 本发明功率管的栅极与地之间连接有防开关冲击单元， 当开关过程中产生瞬态高 压并耦合能量至功率管的。
13、栅极时， 防开关冲击单元会将功率管栅极的能量释放到地， 从而 增强功率管的抗电冲击能力， 提高 LED 灯具的使用寿命。 附图说明 0020 图 1 为现有 LED 交流驱动芯片的电路原理图。 0021 图 2 为功率管的寄生参数示意图。 0022 图 3 为本发明实施例 1 的电路原理图。 0023 图 4 为本发明实施例 2 的电路原理图。 具体实施方式 0024 实施例 1 0025 下面结合附图对本发明作进一步的说明。 0026 请参考图 3， 本发明应用在 LED 交流驱动芯片中的抗开关冲击电路， 包括整流桥 （RB） 、 开关 （K） 、 电阻 （R） 、 若干个 LED 模块、 。
14、若干个与若干个 LED 模块对应的启动通道。 0027 整流桥的输入端与交流电 （AC） 连接， 整流桥的输出端通过开关与第一个 LED 模块 的输入端连接， 使整流桥将输入的交流电整流为直流电， 具体地说， 整流桥的正极输出端通 过开关与第一个 LED 模块的输入端连接， 整流桥的负极输出端接地。 0028 若干个 LED 模块依次串联连接， 启动通道的参考电压端输入对 应的参考电压， 启 动通道的输入端与其对应的 LED 模块的输出端连接， 启动通道的输出端与电阻 R 的一端连 接， 电阻 R 的另一端接地。 说 明 书 CN 103906288 A 4 3/3 页 5 0029 启动通道。
15、包括运算放大器 （U） 、 功率管 （Q） ， 运算放大器的同相输入端为启动通道 的参考电压端， 运算放大器的输出端与功率管的栅极连接， 功率管的漏极为启动通道的输 入端， 功率管的衬底电极接地， 运算放大器的反相输入端与功率管的源极连接而形成启动 通道的输出端。 0030 若干个 LED 模块依次串联连接， 即 LED 模块为若干个 LED 依次串联组成， 前一个 LED 的输出端 （负极） 与后一个 LED 的输入端 （正极） 连接。 0031 具体地说， 本实施例的若干个 LED 模块为第 1LED 模块 （即 LED1_1LED1_k） 、 第 2LED 模块 （即 LED2_1LED。
16、2_k） 、 第 nLED 模块 （即 LEDn_1LEDn_k） ， 本实施例的 若干个启动通道的流入输入端的电流为 I1、 I2In， 本实施例的若干个启动通道输入端 的电压为 VD_1、 VD_2VD_n， 本实施例的若干个启动通道的参考电压端输入的参考电压 为 VREF_1、 VREF_2VREF_n， 其中， VREF_1 VREF_2 VREF_n。因此， 其连接关 系为 ： 第 1LED 模块的输入端与桥式整流电路 1 的第 1 输出端连接， 第 1LED 模块的输出端与 第 2LED 模块的输入端连接， 第 2LED 模块的输出端与第 3LED 模块的输入端连接， 依此类推， 。
17、直至连接到第nLED模块 ； 第一个启动通道的输入端与第1LED模块的输出端连接， 第二个启 动通道的输入端与第2LED模块的输出端连接， 第三 个启动通道的输入端与第3LED模块的 输出端连接， 依此类推， 第n个启动通道的输入端与第nLED模块的输出端连接 ； 电阻R的阻 值为 R， 所述电阻 R 的一端的电压为 Vr。 0032 其中， 功率管的栅极与地之间连接有防开关冲击单元， 当开关过程中产生瞬态高 压并耦合能量至功率管的栅极时， 防开关冲击单元会将功率管栅极的能量释放到地。 0033 在本实施例中， 防开关冲击单元为齐纳二极管 （Z） ， 齐纳二极管的阴极与功率管的 栅极连接， 齐。
18、纳二极管的阳极接地， 且齐纳二极管的击穿电压小于功率管的栅氧击穿电压。 其工作原理是 ： 当通过寄生电容耦合到功率管栅极的电压 VG 超过齐纳二极管的击穿电压 时， 齐纳二极管击穿， 使功率管栅极的电压 VG 恒定， 因此， 只要保证所用的齐纳二极管的击 穿电压小于功率管的栅氧击穿电压， 就能保证功率管的抗开关冲击能力， 可以实现 LED 灯 具开关冲击零损坏。 0034 实施例 2 0035 请参考图4， 为本发明的实施例2， 本实施例与实施例1的不同之处在于， 防开关冲 击单元为对地电阻 （Rg） ， 对地电阻一端与功率管的栅极连接， 对地电阻另一端接地。 其工作 原理是 ： 在功率管栅极。
19、增加对地电阻， 相当于增加了能量的泄放通道， 耦合到功率管栅极的 能量可通过对地电阻泄放到地， 使功率管的栅极不会累计能量， 所以， 无论开关冲击如何， 都不会损坏功率管， 实现了 LED 灯具开关冲击零损坏。 0036 最后应当说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对本发明保 护范围的限制， 尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明， 本领域的普通技术人员应 当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的实 质和范围。 说 明 书 CN 103906288 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103906288 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103906288 A 7 。