用于集成led驱动芯片的梯级过温补偿保护系统及电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED温度控制领域，尤其涉及专用于高压线型集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护系统及电路。
【背景技术】
[0002]LED照明设备在工作中会发出大量热量，如果灯具的散热不好或者环境恶劣，LED灯具的温度会很快升高，温度越高会使LED的出光率越低，LED灯的寿命越短。所以对于LED灯具而言，温度控制至关重要。传统LED驱动电路在工作过程中，通常采用外置温度传感器或者热敏电阻的检测方式来检测温度，进而通过内部电路来改变LED驱动电路的输出占空比来调节电路以降低温度。
[0003]随着LED驱动技术的发展，最新型的高压线型集成LED驱动芯片具有无频闪、面积小、外围简单的特点，经常与LED灯珠集成使用。得到了广泛的应用。这种应用环境对灯具的温度控制的电路方案和设计提出了新的要求:(1)温度控制电路必须简单，易集成。(2)不需要外置的温度传感器。(3)温度控制电路不能简单地过热关断，以免高压击穿驱动级的NMOS管。这成为本申请人致力于解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供用于高压线型集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护系统和梯级过温补偿保护电路，简单易集成，采用了两级的过温补偿保护机制，在一级的过温降流时，能在保证一定亮度的情况下保护内部的LED灯珠不因高温快速老化损毁；在二级的微流保护时，能在灯珠几乎不发光不发热的情况下依然保证灯珠有一定的压降，以保护驱动级的NMOS管。
[0005]实现上述目的的技术方案是:
[0006]本发明之一的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护系统，所述集成LED驱动芯片包括第一放大器、NMOS管和集成LED灯珠；所述NMOS管的漏极连接所述集成LED灯珠，源极连接所述第一放大器的反相输入端，栅极连接所述第一放大器的输出端；
[0007]所述梯级过温补偿保护系统包括带隙基准源模块、第一电阻、过温补偿模块、第一二选一选择器、过温保护模块、第二二选一选择器和第二电阻，其中:
[0008]所述带隙基准源模块输出第一基准电压VR1、第二基准电压VR2以及与温度成正比的电流IPATA ;第一基准电压VRl分别传给所述过温补偿模块和第一二选一选择器；第二基准电压VR2传给所述过温保护模块；电流IPATA传给所述过温补偿模块；
[0009]所述过温补偿模块一方面对电流IPATA进行处理，输出以斜率Ktc随温度升高而线性下降的过温补偿信号VTC，分别传给所述过温保护模块和第一二选一选择器；所述过温补偿模块另一方面通过比较过温补偿信号VTC和第一基准电压VR1，输出过温补偿开启信号OTl给所述第一二选一选择器的控制端；
[0010]所述第一二选一选择器根据过温补偿开启信号0T1，选择第一基准电压VRl或者过温补偿信号VTC输出给所述第一放大器的同相输入端；
[0011]所述过温保护模块通过比较过温补偿信号VTC和第二基准电压VR2，输出过温保护开启信号0T2给所述第二二选一选择器的控制端；
[0012]所述第二二选一选择器根据过温保护开启信号0T2，选择所述第一电阻或者第二电阻连接所述NMOS管的源极。
[0013]上述的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护系统，其中，所述过温补偿模块通过电流IPATA得到正温度系数电压VPTAT和负温度系数电压VNTAT，并将正温度系数电压VPTAT和负温度系数电压VNTAT差分比较，得到过温补偿信号VTC。
[0014]上述的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护系统，其中，
[0015]所述第一基准电压VRl与过温补偿信号VTC在过温补偿阈值Tl时相等，当过温补偿信号VTC大于第一基准电压VRl时，所述第一二选一选择器选择第一基准电压VRl输出给所述第一放大器的同相输入端；当过温补偿信号VTC小于第一基准电压VRl时，所述第一二选一选择器选择过温补偿信号VTC输出给所述第一放大器的同相输入端；
[0016]所述第二基准电压VR2与过温补偿信号VTC在过温保护阈值T2时相等，当过温补偿信号VTC大于第二基准电压VR2时，所述第二二选一选择器选择所述第一电阻连接所述NMOS管的源极；当过温补偿信号VTC小于第二基准电压VR2时，所述第二二选一选择器选择第二电阻连接所述NMOS管的源极。
[0017]本发明之二的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护电路，所述集成LED驱动芯片包括第一放大器、NMOS管和集成LED灯珠；所述NMOS管的漏极连接所述集成LED灯珠，源极连接所述第一放大器的反相输入端，栅极连接所述第一放大器的输出端；
[0018]所述梯级过温补偿保护电路包括过温补偿电路和过温保护电路，其中:过温补偿电路包括电流镜像电路、第五电阻、三极管、差分放大器、第一比较器和第一二选一数据选择器；过温保护电路包括第二比较器、第三电阻、第四电阻和第二二选一数据选择器；其中:
[0019]所述电流镜像电路的输入端接收与温度成正比的电流IPATA，电流镜像电路镜像出电流IPATA并在两个输出端输出，其中一个输出端通过第五电阻接地，另一个输出端连接三极管的发射极，三极管的基极和集电极均接地；
[0020]所述电流镜像电路与第五电阻的相接端连接所述差分放大器的反相输入端；
[0021]所述电流镜像电路与三极管的相接端连接所述差分放大器的同相输入端；
[0022]所述差分放大器的输出端分别连接所述第一二选一数据选择器的第一输入端、第一比较器的反相输入端和第二比较器的反相输入端；
[0023]所述第一二选一数据选择器的第二输入端和所述第一比较器同相输入端均接收第一基准电压VRl ；
[0024]所述第二比较器同相输入端接收第二基准电压VR2 ；
[0025]所述第一比较器的输出端连接所述第一二选一数据选择器的控制端；所述第一二选一数据选择器的输出端连接所述第一放大器的同相输入端；
[0026]所述第二比较器的输出端连接所述第二二选一数据选择器的控制端；
[0027]所述第二二选一数据选择器的第一输入端通过所述第三电阻接地，第二输入端通过所述第四电阻接地，输出端连接所述NMOS管的源极。
[0028]上述的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护电路，其中，所述电流镜像电路包括第一 MOS管、第二 MOS管和第三MOS管，其中:
[0029]所述第一 MOS管的源极接内部电源，漏极和栅极均连接所述电流镜像电路的输入端;
[0030]所述第二 MOS管的源极接内部电源，栅极连接所述电流镜像电路的输入端，漏极连接所述第五电阻；
[0031]所述第三MOS管的源极接内部电源，栅极连接所述电流镜像电路的输入端，漏极连接所述三极管的发射极。
[0032]上述的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护电路，其中，所述差分放大器包括第六电阻、第七电阻、第八电阻和第三放大器，其中:
[0033]所述第三放大器的同相输入端通过所述第八电阻连接所述电流镜像电路与三极管的相接端；
[0034]所述第三放大器的反相输入端通过所述第六电阻连接所述电流镜像电路与第五电阻的相接端；
[0035]所述第三放大器的输出端作为所述差分放大器的输出端；
[0036]所述第七电阻一端连接所述第三放大器的反相输入端，另一端连接所述第三放大器的输出端。
[0037]上述的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护电路，其中，所述梯级过温补偿保护电路还包括基准源电路，基准源电路包括带隙基准源、第二放大器和可变电阻，其中:
[0038]所述带隙基准源一方面输出所述电流IPATA，另一方面输出基准电压信号VBGO给所述第二放大器的同相输入端；
[0039]所述第二放大器的反相输入端与输出端相接后通过所述可变电阻接地；
[0040]所述可变电阻与第二放大器的相接端输出所述第一基准电压VRl ；
[0041]所述可变电阻的滑动端输出所述第二基准电压VR2。
[0042]上述的用于集成LED驱动芯片的梯级过温补偿保护电路，其中，所述第一比较器和第二比较器均为带滞回的比较器。