CN205124062U - 芯片的启动电路、led驱动器及led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了芯片的启动电路、LED驱动器及LED驱动电路，所述芯片的启动电路包括：采样模块、基准模块、比较模块、反馈控制模块和启动电流控制模块；采样模块用于对外部电源电压进行采样以获得采样电压，并将其传送至比较模块；基准模块用于提供基准电压，并将其传送至比较模块；比较模块用于接收采样电压和基准电压，并进行比较，及将比较结果传送至反馈控制模块；反馈控制模块根据比较结果，输出反馈控制信号，以控制启动电流控制模块；当外部驱动电路提供高电压时，通过启动电流控制模块对芯片的电源电压进行充电；同时启动电流控制模块控制芯片的电源电压的充电电流，以使芯片的电源电压在启动阶段由小至大逐渐变化。

Description

芯片的启动电路、LED驱动器及LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种芯片的启动电路、LED驱动器及LED驱动电路。

背景技术

LED(LightEmittingDiode)照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引发光子，直接发出红、绿、蓝或白色的光。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。

目前，在现有技术中常采用的LED驱动电路为如图1所示，输入AC交流电源101，其电连接至一整流电桥103的其中两个输入端。整流电桥103将交流电源101所输出的交流电整流之后通过电容C1进行滤波，于是产生一滤波直流电压。所述直流电压为一高电压，并且电连接至续流二极管D1、电容C3和串联的负载LED，其中所述续流二极管D1、电容C3和串联的负载LED为并联，所述续流二极管的阳极与负载LED的阴极电连接，负载LED和续流二极管D1阳极的共同连接点电连接至一电感L1。在如图1所示的LED驱动电路中，电阻R1和电容C2会产生一低压直流电，进而使驱动芯片启动。

然而，使用上述传统LED驱动电路的LED灯，典型情况下需要外置电阻R1进行启动，并且当LED驱动芯片的VCC引脚的电压为零时，瞬间启动会比较大。若外置电阻R1设置不当，则容易导致对LED驱动芯片的VCC引脚形成冲击，同时电阻R1和LED驱动芯片会发生过热现象。

实用新型内容

为了解决上述问题，提供一种芯片的启动电路、LED驱动器及LED驱动电路，其能够在无需外置电阻的情况下启动，并且使得电源电压的变化是由小至大逐渐变化，进而避免现有技术中当LED驱动芯片的VCC引脚的电压为零时，瞬间启动电压较大的情况，同时可防止LED驱动芯片过热现象。

依据本实用新型的一方面，提供了一种LED驱动器，其包括：包括：一采样模块、一基准模块、一比较模块、一反馈控制模块和一启动电流控制模块；所述采样模块用于对芯片的启动电路的外部电源电压进行采样以获得采样电压，并且将所述采样电压传送至所述比较模块的第一输入端；所述基准模块用于提供一基准电压，并且将所述基准电压传送至所述比较模块的第二输入端；所述比较模块用于接收所述采样电压和所述基准电压，并且对所述采样电压和所述基准电压进行比较，以及将比较结果传送至所述反馈控制模块；所述反馈控制模块根据所接收到的比较结果，输出一反馈控制信号，以对所述启动电流控制模块进行控制；当所述芯片的启动电路的外部驱动电路提供一高电压时，通过所述启动电流控制模块对所述电源电压进行充电；同时所述启动电流控制模块对所述电源电压的充电电流进行控制，以使所述充电电流由大至小逐渐变化，且使所述电源电压在启动阶段相应地由小至大逐渐变化。

在本实用新型的一实施例中，当所述反馈控制信号为一低电平信号时，控制所述启动电流控制模块正常工作；而当所述反馈控制信号为一高电平信号时，控制所述启动电流控制模块禁止工作，以使所述电源电压的分压达到一内置的第一预设阈值。

在本实用新型的一实施例中，所述启动电流控制模块包括一第一电流镜；所述第一电流镜包括：一第一场效应管、一第二场效应管和一第一电阻；所述第一电阻的正极分别电连接至所述外部驱动电路和所述第一场效应管的漏极，所述第一电阻的负极电连接至所述第二场效应管的漏极；所述第二场效应管的漏极电连接至所述第二场效应管栅极，所述第二场效应管的栅极电连接至所述第一场效应管的栅极，所述第二场效应管的源极电连接至所述第一场效应管的源极，并且共同连接至所述电源电压。

在本实用新型的一实施例中，所述采样模块包括：一第二电阻和一第三电阻；所述第二电阻的一端电连接至所述电源电压，另一端电连接至所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻和所述第三电阻的共同连接点电连接至所述比较模块的第一输入端。

在本实用新型的一实施例中，所述比较模块包括：一比较器，所述比较器的第一输入端电连接至所述采样模块；所述比较器的第二输入端电连接至所述基准模块。

在本实用新型的一实施例中，所述反馈控制模块包括：一第三场效应管，所述第三场效应管的栅极电连接至所述比较模块的输出端，所述第三场效应管的漏极电连接至所述启动电流控制模块的第一电阻和第二场效应管的共同连接点，所述第三场效应管的源极接地。

在本实用新型的一实施例中，所述芯片的启动电路进一步包括：一钳压模块，所述钳压模块用于使所述外部驱动电路所提供的电压小于所述启动电流控制模块的最大承受电压。

在本实用新型的一实施例中，所述钳压模块包括一高压JFET管，所述高压JFET管的漏极电连接至所述外部驱动电路，所述高压JFET管的栅极接地，所述高压JFET管的源极电连接至所述启动电流控制模块。

在本实用新型的一实施例中，所述芯片的启动电路进一步包括：电压检测模块，所述电压检测模块电连接至所述电源电压，用于检测所述电源电压的电压值并且与一内置的第二预设阈值进行比较，当所述电源电压小于第二预设阈值时，输出一低电平信号，当所述电源电压大于等于第二预设阈值时，输出一高电平信号。

在本实用新型的一实施例中，所述启动电流控制模块包括一第一电流镜，一第二电流镜，所述第一电流镜包括：一第一场效应管、一第二场效应管和一第一电阻；所述第一电阻的正极分别电连接至所述外部驱动电路和所述第一场效应管的漏极，所述第一电阻的负极电连接至所述第二场效应管的漏极；所述第二场效应管的漏极电连接至所述第二场效应管栅极，所述第二场效应管的栅极电连接至所述第一场效应管的栅极，所述第二场效应管的源极电连接至所述第一场效应管的源极，并且共同连接至所述电源电压；所述第二电流镜包括：一第四场效应管、一第五场效应管和一第四电阻；所述第四电阻的正极分别电连接至所述外部驱动电路、所述第一场效应管的漏极、所述第一电阻的正极和所述第四场效应管的漏极，所述第四电阻的负极电连接至所述第五场效应管的漏极；所述第五场效应管的漏极电连接至所述第五场效应管的栅极，所述第五场效应管的栅极电连接至所述第四场效应管的栅极，所述第五场效应管的源极电连接所述第四场效应管的源极，并且共同连接至所述电源电压。

在本实用新型的一实施例中，所述反馈控制模块包括：一第三场效应管，一第六场效应管、一第七场效应管，所述第六场效应管的漏极分别电连接至所述第三场效应管的漏极、所述第一场效应管的栅极、所述第二场效应管的栅极，所述第六场效应管的栅极电连接至所述第四场效应管的栅极和所述第五场效应管的栅极的共同连接点，所述第六场效应管的源极接地；所述第七场效应管的漏极电连接至所述第六场效应管的栅极，所述第七场效应管的栅极电连接至所述电压检测模块，所述第七场效应管的源极接地。

依据本实用新型的另一方面，提供了一种LED驱动器，所述LED驱动器包括上述芯片的启动电路。

依据本实用新型的另一方面，提供了一种LED驱动电路，其包括：一供电模块、一整流模块、一滤波模块、一驱动电路、一负载模块以及采用上述的LED驱动器；所述供电模块电连接至所述整流模块，所述供电模块用于提供一交流电源；所述整流模块电连接至所述滤波模块，所述整流模块用于对交流电进行整流，以产生直流电；所述滤波模块电连接至所述LED驱动器，所述滤波模块用于使所产生的直流电为恒定；所述LED驱动器电连接至驱动电路，所述LED驱动器用于控制电源电压的电压变化，并且产生一驱动信号后传送至驱动电路；所述驱动电路电连接至所述负载模块，所述驱动电路用于提供恒定电流至所述负载模块，以驱动所述负载模块正常工作。

在本实用新型的一实施例中，所述供电模块包括一交流电源；所述整流模块包括一整流电桥，所述交流电源电连接至所述整流电桥的两个输入端；所述滤波模块包括一第一电容，所述第一电容的两端耦接至所述整流电桥；所述LED驱动器的VCC引脚电连接至一第二电容的一端，所述第二电容的另一端电连接至所述第一电容的另一端；所述驱动电路包括：一恒流二极管、一第三电容、一第一电感和一第五电阻；所述恒流二极管的阴极分别电连接至所述第一电容的一端和所述第三电容的一端；所述恒流二极管的阳极分别电连接至所述第三电容的另一端和所述第一电感的一端；所述第一电感的另一端电连接至所述LED驱动器的DRAIN引脚；所述第五电阻的一端电连接至所述LED驱动器的CS引脚，另一端分别电连接至所述LED驱动器的GND引脚和第二电容的另一端；所述负载模块包括多个串联的LED灯，且所述负载模块耦接至所述第三电容的两端。

本实用新型的优点在于，通过利用LED驱动器内部电子器件(尤其是电流镜)之间的相互连接关系，能够在无需外置电阻的情况下启动，并使得电源电压在启动阶段是由小至大逐渐变化，不会随着输入电压的波动而剧烈变化。更进一步，避免现有技术中当LED驱动器的VCC引脚的电压为零时，瞬间启动电压较大的情况，同时可防止LED驱动器过热现象。另外，通过使用多组电流镜，使得启动电流更加平滑化和可控化。

附图说明

图1是现有技术中LED驱动电路的简化示意图；

图2是本实用新型一实施方式的芯片的启动电路的模块框图；

图3是本实用新型一实施方式的LED驱动器的示意图；

图4是本实用新型另一实施方式的LED驱动器的示意图；

图5是采用本实用新型所述LED驱动器的LED驱动电路的示意图；

图6是本实用新型芯片的启动方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的芯片的启动电路、LED驱动器及LED驱动电路的具体实施方式做详细说明。

参见图2所示，在本实用新型的一实施方式中提供一种芯片的启动电路。该芯片启动电路不局限于LED驱动器的使用，也可以适用于任何现有芯片的启动。该芯片启动电路可以被集成在芯片的内部，实现芯片的自启动，同时也省去了芯片外部的元器件。且，图2中省略了芯片的其他现有模块和电源电压。

所述芯片的启动电路包括：一采样模块210、一基准模块220、一比较模块230、一反馈控制模块240和一启动电流控制模块250。其中，所述采样模块210用于对芯片的启动电路的外部电源电压V_CC进行采样以获得采样电压，并且将所述采样电压传送至所述比较模块230的第一输入端；所述基准模块220用于提供一基准电压V_REF，并且将所述基准电压V_REF传送至所述比较模块230的第二输入端；所述比较模块230用于接收所述采样电压和所述基准电压V_REF，并且对所述采样电压和所述基准电压V_REF进行比较，以及将比较结果传送至所述反馈控制模块240；所述反馈控制模块240根据所接收到的比较结果，输出一反馈控制信号，以对所述启动电流控制模块250进行开关控制；当所述芯片的启动电路的外部驱动电路提供一高电压时，通过所述启动电流控制模块250对所述电源电压V_CC进行充电；同时所述启动电流控制模块250对所述电源电压V_CC的充电电流进行控制，以使所述充电电流由大至小逐渐变化，且使所述电源电压V_CC在启动阶段相应地由小至大逐渐变化。当充电电压V_CC达到预设目标值后，反馈控制模块240关闭所述启动电流控制模块250。

可选的，所述芯片的启动电路进一步包括:一钳压模块260，参见图3所示，所述钳压模块260用于使外部驱动电路所提供的电压小于所述启动电流控制模块250的最大承受电压。在本实施例中，所述钳压模块260设置于所述芯片的启动电路的内部，使得整个芯片的启动电路集成化程度更高。当然，在其他实施例中，所述钳压模块260也可以不包含在所述芯片的启动电路之中。

以下将结合图2和图3对芯片的启动电路的各个模块进一步具体说明。

其中，所述启动电流控制模块250包括一第一电流镜(图中未标)；所述第一电流镜包括：一第一场效应管M1、一第二场效应管M2和一第一电阻R1；所述第一电阻R1的正极分别电连接至外部驱动电路和所述第一场效应管M1的漏极，所述第一电阻R1的负极电连接至所述第二场效应管M2的漏极；所述第二场效应管M2的漏极电连接至所述第二场效应管M2栅极，所述第二场效应管M2的栅极电连接至所述第一场效应管M1的栅极，所述第二场效应管M2的源极电连接至所述第一场效应管M1的源极，并且共同连接至所述电源电压V_CC。

在本实施例中，所述第一场效应管M1和所述第二场效应管M2均为NMOS管。当然，在其他实施例中，可以采用其他类型的场效应管，因此，本实用新型的第一场效应管M1和所述第二场效应管M2并不限于NMOS管。再者，在本实施例中，所述第一场效应管M1与所述第二场效应管M2的宽长比为n:1。由于所述第一场效应管M1与所述第二场效应管M2的宽长比为n:1，且如下文所述，第一电阻R1和第二场效应管M2构成电流设定通路，以限定高压JFET管至电源电压V_CC的电流设定，因此，第一电流镜放大第二场效应管M2的电流，从而对电源电压V_CC进行充电。

所述采样模块210包括：一第二电阻R2和一第三电阻R3；所述第二电阻R2的一端电连接至所述电源电压VCC，另一端电连接至所述第三电阻R3的一端；所述第三电阻R3的另一端接地；所述第二电阻R2和所述第三电阻R3的共同连接点电连接至所述比较模块230的第一输入端(在本实施例中，其为同相端)。其中，第二电阻R2和第三电阻R3的连接方式起到分压作用，也就是说，所述电源电压V_CC通过第二电阻R2和第三电阻R3分压至比较器COMP的正极。在其他实施例中，也可以采用本领域技术人员所公知的技术手段对电源电压V_CC进行采样，并传送至所述比较模块230。

所述基准模块220，用于产生基准电压V_REF，基准电压V_REF电连接至比较器COMP的第二输入端(在本实施例中，其为反相端)。

所述比较模块230包括：比较器COMP，所述比较器COMP的第一输入端电连接至所述采样模块210；所述比较器COMP的第二输入端电连接至所述基准模块220。

所述反馈控制模块240包括：一第三场效应管M3，所述第三场效应管M3的栅极电连接至所述比较模块230的输出端，所述第三场效应管M3的漏极电连接至所述启动电流控制模块250的第一电阻R1和第二场效应管M2的共同连接点，所述第三场效应管M3的源极接地。当所述反馈控制信号为一低电平信号时，控制所述启动电流控制模块250正常工作；而当所述反馈控制信号为一高电平信号时，控制所述启动电流控制模块250禁止工作，以使所述电源电压V_CC达到一内置的第一预设阈值。

所述钳压模块260包括一高压JFET管J1，所述高压JFET管J1的漏极可以通过包含所述芯片的启动电路的LED驱动器的DRAIN引脚芯片的启动电路电连接至外部驱动电路，所述高压JFET管J1的栅极接地，所述高压JFET管J1的源极电连接至所述启动电流控制模块250的第一电阻R1的正极，其中LED驱动器会在下文中说明。

在本实施方式中，所述芯片的启动电路通过上述DRAIN引脚从外部驱动电路获取一高电压后，可以对电源电压V_CC进行充电。由于高压JFET管J1钳制最高电压，因此，设定JFET管的源极电压的最大值不会超过所述启动电流控制模块250的最大承受电压(即不会超过第一场效应管M1和第二场效应管M2的最高漏极对衬底耐压)。

第一电阻R1与第二场效应管M2构成电流设定通路，限定所述高压JFET管J1至电源电压V_CC的电流设定。第二场效应管M2和第一场效应管M1构成1:n比例的第一电流镜放大第二场效应管M2的电流，对电源电压V_CC进行充电。当初始电源电压V_CC较低时，比较器COMP的输出一低电平信号，第三场效应管M3截止，第一电流镜正常工作，以给电源电压V_CC充电。同时，比较器COMP继续比较电源电压V_CC的分压值与一基准电压V_REF。当分压值达到所述基准电压V_REF(或称为第一预设阈值)时，比较器COMP输出一高电平信号，第三场效应管M3从关断状态转为导通状态，于是，将所述第二场效应管M2的栅极和所述第一场效应管M1的栅极的电位拉低，从而关断第二场效应管M2和第一场效应管M1，这样，当所述反馈控制信号为一高电平信号时，使得所述电源电压的分压达到一内置的第一预设阈值，此时所述电源电压为，

$V_{CC}=\frac{R2+R3}{R2}*V_{REF}$

其中，所述电源电压V_CC是基准模块220所产生的基准电压V_REF，作为比较器COMP的参考输入电压。

电源电压V_CC的充电电流等于

其中，V_Joff是高压JFET管J1的夹断电压，V_TM2是第二场效应管M2的开启阀值电压，V_CC是电源电压，R1是第一电阻的阻值，n是第一电流镜的比例。

由上述公式可知，当电源电压V_CC越低时，所述电源电压V_CC所对应的充电电流值越大。当电源电压V_CC为零时，电源电压V_CC所对应的充电电流值为最大值。

纵上，所述启动电流控制模块250的电流镜对所述电源电压V_CC的充电电流进行控制，以使所述充电电流由大至小逐渐变化，且使所述电源电压V_CC在启动阶段相应地由小至大逐渐变化。于是，能够使包含所述芯片的启动电路的LED驱动器在无外置电阻的情况下进行启动，并使得电源电压V_CC在启动阶段是由小至大逐渐变化，不会随着桥式整流后的输入电压的波动而剧烈变化。更进一步，避免现有技术中当LED驱动器的VCC引脚的电压为零时，瞬间启动电压较大的情况，同时防止LED驱动器过热现象。

参见图4，在本实用新型的另一实施方式中，提供了另一种芯片的启动电路，其在上述芯片的启动电路的结构基础上进一步改进而成。该芯片的启动电路进一步包括：电压检测模块370，所述电压检测模块370电连接至所述电源电压V_CC，用于检测所述电源电压V_CC的电压值并且与一内置的第二预设阈值进行比较，当所述电源电压V_CC小于第二预设阈值时，输出一低电平信号，当所述电源电压V_CC大于等于第二预设阈值时，输出一高电平信号。

在本实施方式中，所述启动电流控制模块可包括一第一电流镜(图中未示)和一第二电流镜(图中未示)，所述第一电流镜包括：一第一场效应管M1、一第二场效应管M2和一第一电阻R1；所述第一电阻R1的正极分别电连接至所述外部驱动电路和所述第一场效应管M1的漏极，所述第一电阻R1的负极电连接至所述第二场效应管M2的漏极；所述第二场效应管M2的漏极电连接至所述第二场效应管M2栅极，所述第二场效应管M2的栅极电连接至所述第一场效应管M1的栅极，所述第二场效应管M2的源极电连接至所述第一场效应管M1的源极，并且共同连接至所述电源电压V_CC；所述第二电流镜包括：一第四电阻R4、一第四场效应管M4和一第五场效应管M5；所述第四电阻R4的正极分别电连接至外部驱动电路、所述第一场效应管M1的漏极、所述第一电阻R1的正极和所述第四场效应管M4的漏极，所述第四电阻R4的负极电连接至所述第五场效应管M5的漏极；所述第五场效应管M5的漏极电连接至所述第五场效应管M5的栅极，所述第五场效应管M5的栅极电连接至所述第四场效应管M4的栅极，所述第五场效应管M5的源极电连接至所述第四场效应管的源极，并且共同连接至所述电源电压V_CC。

在本实施方式中，所述反馈控制模块可包括：一第三场效应管M3、一第六场效应管M6和一第七场效应管M7：所述第六场效应管M6的漏极分别电连接至所述第三场效应管M3的漏极、所述第一场效应管M1的栅极、所述第二场效应管M2的栅极，所述第六场效应管M6的栅极电连接至所述第四场效应管M4的栅极和所述第五场效应管M5的栅极的共同连接点，所述第六场效应管M6的源极接地；所述第七场效应管M7的漏极电连接至所述第六场效应管M6的栅极，所述第七场效应管M7的栅极电连接至所述电压检测模块370，所述第七场效应管M7的源极接地。其中，第三场效应晶体管M3的电连接关系可参见上述一实施方式的描述，在此不再赘述。

在本实施方式中，所述第一场效应管M1、所述第二场效应管M2、所述第四场效应管M4和所述第五场效应管M5均为NMOS管。当然，在其他实施例中，可以采用其他类型的场效应管，因此，本实用新型所述第一场效应管M1、所述第二场效应管M2、所述第四场效应管M4和所述第五场效应管M5并不限于NMOS管。再者，在本实施方式中，所述第一场效应管M1与所述第二场效应管M2的宽长比为n:1；所述第四场效应管M4与所述第五场效应管M5的宽长比为n2:1，其中n2不同于n；而且，所述第二电流镜(包括所述第四场效应管M4与所述第五场效应管M5)为小电流的电流镜。

具体而言，所述芯片的启动电路通过包含所述芯片的启动电路的LED驱动器的DRAIN引脚芯片的启动电路从外部驱动电路获取一高电压时，可以对电源电压V_CC进行充电。由于高压JFET管J1钳制最高电压，因此，设定的最高电压不会超过所述启动电流控制模块250的最大承受电压(即不会超过第一场效应管M1、第二场效应管M2、第四场效应管M4、第五场效应管M5的最高漏极对衬底耐压)。高压JFET管J1的源极分别电连接至两组电流镜，分别为第一电流镜和第二电流镜，其中所述第一电流镜也可被称为第一电流通路(M1、M2和R1)，所述第二电流镜也可被称为第二电流通路(M4、M5和R4)。初始LED驱动器启动时，电源电压V_CC为零，电压检测模块370在电源电压V_CC为低时，默认输出一低电平信号，于是，第七场效应管M7的栅极的电位为低，则第六场效应管M6的栅极电平在超过开关阈值电压后，第六场效应管M6导通，使得第一场效应管M1和第二场效应管M2处于关断状态，这样，第一电流镜暂时禁止工作。与此同时，仅使用第二电流镜(包括第四场效应管M4、第五场效应管M5)对电源电压V_CC进行充电。当电源电压V_CC由小至大逐步升高时，所述电压检测模块370检测到所述电源电压V_CC达到第二预设阈值时，输出一高电平信号，于是第七场效应管M7的栅极的电位为高，则第六场效应管M6的栅极的电位被拉低，于是，第六场效应管M6处于关断状态，接着，第四场效应管M4和第五场效应管M5的栅极全部关断截止，也就是说第二电流镜的第二电流通路完全关断。当第六场效应管M6关断截止后，第一场效应管M1的栅极和第二场效应管M2的栅极未被下拉通路，从而第一电阻R1对第一场效应管M1的栅极和第二场效应管M2的栅极进行充电。第一电阻R1和第二场效应管M2构成电流设定通路，限定高压JFET管J1至电源电压V_CC的电流设定。第二场效应管M2和第一场效应管M1构成1:n比例的第一电流镜放大第二场效应管M2的电流，对电源电压VCC引脚进行充电。当初始电源电压V_CC较低时，比较器COMP的输出一低电平信号，第三场效应管M3为关断状态，第一电流镜正常工作，以给电源电压V_CC充电。同时，比较器COMP继续比较电源电压V_CC的分压值与一基准电压V_REF。当分压值达到所述基准电压V_REF(或称为第一预设阈值)时，比较器COMP输出一高电平信号，第三场效应管M3从关断状态转为导通状态，于是，将所述第二场效应管M2的栅极和所述第一场效应管M1的栅极的电位拉低，从而关断第二场效应管M2和第一场效应管M1，这样，使得电源电压V_CC达到一第一预设阈值。

也就是说，当第二电流镜正常工作，且第一电流镜禁止工作时，

电源电压V_CC的充电电流 $1=\frac{V_{Joff}-V_{TM5}-V_{CC}}{R4}*(1+n2)$

当第一电流镜正常工作，且第二电流镜禁止工作时，

电源电压V_CC的充电电流 $2=\frac{V_{Joff}-V_{TM2}-V_{CC}}{R1}*(1+n)$

其中，V_Joff是高压JFET管J1的夹断电压，V_TM2是第二场效应管M2的开启阀值电压，V_TM5是第五场效应管M5的开启阀值电压，V_CC是电源电压，R1是指第一电阻R1的阻值，R4是指第四电阻R4的阻值，n是第一电流镜的比例，n2是第二电流镜的比例，其中n2不同于n。可见，当电源电压V_CC不同时，可以设定不同的充电电流。所述启动电流控制模块250并不限于包括一组电流镜、或者二组电流镜，在本实用新型的其他实施方式中，也可以包括三组以上的电流镜，并且同时配合多个场效应管，从而可以实现更多分段的自启动电路。这样，通过使用多组电流镜，使得启动电流更加平滑化和可控化。

参见图5，本实用新型提供了一种LED驱动器440，所述LED驱动器440包括上述结构的所述芯片的启动电路。所述LED驱动器440能够控制电源电压的电压变化，并且产生一驱动信号后传送至相应的驱动电路。所述LED驱动器440进一步包括电源电压VCC引脚、DRAIN引脚、CS引脚和GND引脚。

继续参见图5，本实用新型提供一种LED驱动电路，包括：一供电模块410、一整流模块420、一滤波模块430、一驱动电路450、一负载模块460以及上述的LED驱动器440；其中，所述供电模块410电连接至所述整流模块420，所述供电模块410用于提供一交流电源；所述整流模块420电连接至所述滤波模块430，所述整流模块420用于对交流电进行整流，以产生直流电；所述滤波模块430电连接至所述LED驱动器440，所述滤波模块430用于使所产生的直流电为恒定；所述LED驱动器440电连接至外部驱动电路，所述LED驱动器440用于控制电源电压V_CC的电压变化，并且产生一驱动信号后传送至驱动电路；所述驱动电路450电连接至所述负载模块460，所述驱动电路450用于提供恒定电流至所述负载模块460，以驱动所述负载模块460正常工作。

具体而言，所述供电模块410包括一交流电源411；所述整流模块420包括一整流电桥421，所述交流电源411电连接至所述整流电桥421的两个输入端；所述滤波模430包括一第一电容C1，所述第一电容C1的两端耦接至所述整流电桥421；所述LED驱动器440的VCC引脚电连接至一第二电容C2的一端，所述第二电容C2的另一端电连接至所述第一电容C1的另一端；所述驱动电路450包括：一恒流二极管D1、一第三电容C3、一第一电感L1和一第五电阻R5；所述恒流二极管D1的阴极分别电连接至所述第一电容C1的一端和所述第三电容C3的一端；所述恒流二极管D1的阳极分别电连接至所述第三电容C3的另一端和所述第一电感L1的一端；所述第一电感L1的另一端电连接至所述LED驱动器440的DRAIN引脚；所述第五电阻R5的一端电连接至所述LED驱动器440的CS引脚，另一端分别电连接至所述LED驱动器440的GND引脚和第二电容C2的另一端；所述负载模块460包括多个串联的LED灯，且所述负载模块460耦接至所述第三电容C3的两端。

其中，在本实施方式中，可以采用上述结构的LED驱动器440，也可以采用其他具有与所述LED驱动器440相同功能的驱动芯片。如图5所示，第五电阻R5设置LED驱动器的输出电流的电阻，以设置负载模块460的电流，进而实现给负载模块460提供恒流驱动，图5所示的V_CC为LED驱动器440的供电引脚。该引脚在LED驱动器440内通过DRAIN引脚获取电压，而无需如图1所示的外置电阻。且，在本实施方式中，使得电源电压V_CC在启动阶段是由小至大逐渐变化，不会随着输入电压的波动而剧烈变化。更进一步，避免现有技术中当LED驱动器的VCC引脚的电压为零时，瞬间启动电压较大的情况，同时可防止LED驱动器过热现象。

参见图6，本实用新型还提供一种芯片的启动方法，采用上述的芯片的启动电路，所述芯片的启动方法包括以下步骤：S610、采样模块对芯片的启动电路的外部电源电压进行采样以获得采样电压，并且将所述采样电压传送至所述比较模块的第一输入端；S620、基准模块提供一基准电压，并且将所述基准电压传送至所述比较模块的第二输入端；S630、比较模块接收所述采样电压和所述基准电压，并且对所述采样电压和所述基准电压进行比较，以及将比较结果传送至所述反馈控制模块；S640、反馈控制模块根据所接收到的比较结果，输出一反馈控制信号，以对所述启动电流控制模块进行控制；S650、当所述芯片的启动电路的外部驱动电路提供一高电压时，通过所述启动电流控制模块对所述电源电压进行充电；同时所述启动电流控制模块对所述电源电压的充电电流进行控制，以使所述充电电流由大至小逐渐变化，且使所述电源电压在启动阶段相应地由小至大逐渐变化。

继续参考图6，并结合参考图2至图5，所述芯片的启动电路通过上述DRAIN引脚从外部驱动电路获取一高电压后，可以对电源电压V_CC进行充电。由于高压JFET管J1钳制最高电压，因此，设定JFET管的源极电压的最大值不会超过所述启动电流控制模块250的最大承受电压。第一电阻R1与第二场效应管M2构成电流设定通路，限定所述高压JFET管J1至电源电压V_CC的电流设定。第二场效应管M2和第一场效应管M1构成1:n比例的第一电流镜放大第二场效应管M2的电流，对电源电压V_CC进行充电。当初始电源电压V_CC较低时，比较器COMP的输出一低电平信号，第三场效应管M3截止，第一电流镜正常工作，以给电源电压V_CC充电。同时，比较器COMP继续比较电源电压V_CC的分压值与一基准电压V_REF。当分压值达到所述基准电压V_REF(或称为第一预设阈值)时，比较器COMP输出一高电平信号，第三场效应管M3从关断状态转为导通状态，于是，将所述第二场效应管M2的栅极和所述第一场效应管M1的栅极的电位拉低，从而关断第二场效应管M2和第一场效应管M1，这样，当所述反馈控制信号为一高电平信号时，使得所述电源电压的分压达到一内置的第一预设阈值，此时所述电源电压为，

$V_{CC}=\frac{R2+R3}{R2}*V_{REF}$

其中，所述电源电压V_CC是基准模块220所产生的基准电压V_REF，作为比较器COMP的参考输入电压。

电源电压V_CC的充电电流等于

其中，V_Joff是高压JFET管J1的夹断电压，V_TM2是第二场效应管M2的开启阀值电压，V_CC是电源电压，R1是第一电阻的阻值，n是第一电流镜的比例。

由上述公式可知，当电源电压V_CC越低时，所述电源电压V_CC所对应的充电电流值越大。当电源电压V_CC为零时，电源电压V_CC所对应的充电电流值为最大值。

纵上，所述启动电流控制模块250的电流镜对所述电源电压V_CC的充电电流进行控制，以使所述充电电流由大至小逐渐变化，且使所述电源电压V_CC在启动阶段相应地由小至大逐渐变化。于是，能够使包含所述芯片的启动电路的LED驱动器在无外置电阻的情况下进行启动，并使得电源电压V_CC在启动阶段是由小至大逐渐变化，不会随着桥式整流后的输入电压的波动而剧烈变化。更进一步，避免现有技术中当LED驱动器的VCC引脚的电压为零时，瞬间启动电压较大的情况，同时防止LED驱动器过热现象。

在本实用新型的另一实施方式中，所述芯片的启动方法进一步包括对电源电压进行检测，将检测到的电源电压的电压值与第二预设阈值进行比较以输出一检测控制信号至反馈控制模块，当所述电源电压小于第二预设阈值时，输出一低电平信号，当所述电源电压大于等于第二预设阈值时，输出一高电平信号。

而且，在步骤S640中进一步包括：反馈控制模块根据所接收到的比较结果和检测控制信号，输出一反馈控制信号，以对所述启动电流控制模块进行控制。

具体而言，在该实施方式中，所述芯片的启动电路通过包含所述芯片的启动电路的LED驱动器的DRAIN引脚从外部驱动电路获取一高电压时，可以对电源电压V_CC进行充电。由于高压JFET管J1钳制最高电压，因此，设定的最高电压不会超过所述启动电流控制模块250的最大承受电压。高压JFET管J1的源极分别电连接至两组电流镜，分别为第一电流镜和第二电流镜，其中所述第一电流镜也可被称为第一电流通路(M1、M2和R1)，所述第二电流镜也可被称为第二电流通路(M4、M5和R4)。初始LED驱动器启动时，电源电压V_CC为零，电压检测模块370在电源电压V_CC为低时，默认输出一低电平信号，于是，第七场效应管M7的栅极的电位为低，则第六场效应管M6的栅极电平在超过开关阈值电压后，第六场效应管M6导通，使得第一场效应管M1和第二场效应管M2处于关断状态，这样，第一电流镜暂时禁止工作。与此同时，仅使用第二电流镜(包括第四场效应管M4、第五场效应管M5)对电源电压V_CC进行充电。当电源电压V_CC由小至大逐步升高时，所述电压检测模块370检测到所述电源电压V_CC达到第二预设阈值时，输出一高电平信号，于是第七场效应管M7的栅极的电位为高，则第六场效应管M6的栅极的电位被拉低，于是，第六场效应管M6处于关断状态，接着，第四场效应管M4和第五场效应管M5的栅极全部关断截止，也就是说第二电流镜的第二电流通路完全关断。当第六场效应管M6关断截止后，第一场效应管M1的栅极和第二场效应管M2的栅极未被下拉通路，从而第一电阻R1对第一场效应管M1的栅极和第二场效应管M2的栅极进行充电。第一电阻R1和第二场效应管M2构成电流设定通路，限定高压JFET管J1至电源电压V_CC的电流设定。第二场效应管M2和第一场效应管M1构成1:n比例的第一电流镜放大第二场效应管M2的电流，对电源电压VCC引脚进行充电。当初始电源电压V_CC较低时，比较器COMP的输出一低电平信号，第三场效应管M3为关断状态，第一电流镜正常工作，以给电源电压V_CC充电。同时，比较器COMP继续比较电源电压V_CC的分压值与一基准电压V_REF。当分压值达到所述基准电压V_REF(或称为第一预设阈值)时，比较器COMP输出一高电平信号，第三场效应管M3从关断状态转为导通状态，于是，将所述第二场效应管M2的栅极和所述第一场效应管M1的栅极的电位拉低，从而关断第二场效应管M2和第一场效应管M1，这样，使得电源电压V_CC达到一第一预设阈值。

也就是说，当第二电流镜正常工作，且第一电流镜禁止工作时，

电源电压V_CC的充电电流 $1=\frac{V_{Joff}-V_{TM5}-V_{CC}}{R4}*(1+n2)$

当第一电流镜正常工作，且第二电流镜禁止工作时，

电源电压V_CC的充电电流 $2=\frac{V_{Joff}-V_{TM2}-V_{CC}}{R1}*(1+n)$

其中，V_Joff是高压JFET管J1的夹断电压，V_TM2是第二场效应管M2的开启阀值电压，V_TM5是第五场效应管M5的开启阀值电压，V_CC是电源电压，R1是指第一电阻R1的阻值，R4是指第四电阻R4的阻值，n是第一电流镜的比例，n2是第二电流镜的比例，其中n2不同于n。可见，当电源电压V_CC不同时，可以设定不同的充电电流。所述启动电流控制模块250并不限于包括一组电流镜、或者二组电流镜，在本实用新型的其他实施方式中，也可以包括三组以上的电流镜，并且同时配合多个场效应管，从而可以实现更多分段的自启动电路。这样，通过使用多组电流镜，使得启动电流更加平滑化和可控化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种芯片的启动电路，其特征在于，包括：一采样模块、一基准模块、一比较模块、一反馈控制模块和一启动电流控制模块；

所述采样模块用于对芯片的启动电路的外部电源电压进行采样以获得采样电压，并且将所述采样电压传送至所述比较模块的第一输入端；

所述基准模块用于提供一基准电压，并且将所述基准电压传送至所述比较模块的第二输入端；

所述比较模块用于接收所述采样电压和所述基准电压，并且对所述采样电压和所述基准电压进行比较，以及将比较结果传送至所述反馈控制模块；

所述反馈控制模块根据所接收到的比较结果，输出一反馈控制信号，以对所述启动电流控制模块进行控制；

当所述芯片的启动电路的外部驱动电路提供一高电压时，通过所述启动电流控制模块对所述芯片的电源电压进行充电；同时所述启动电流控制模块对所述芯片的电源电压的充电电流进行控制，以使所述充电电流由大至小逐渐变化，且使所述芯片的电源电压在启动阶段相应地由小至大逐渐变化。

2.根据权利要求1所述的芯片的启动电路，其特征在于，当所述反馈控制信号为一低电平信号时，控制所述启动电流控制模块正常工作；而当所述反馈控制信号为一高电平信号时，控制所述启动电流控制模块禁止工作，以使所述电源电压的分压达到一内置的第一预设阈值。

3.根据权利要求1所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述启动电流控制模块包括一第一电流镜；所述第一电流镜包括：一第一场效应管、一第二场效应管和一第一电阻；所述第一电阻的正极分别电连接至所述外部驱动电路和所述第一场效应管的漏极，所述第一电阻的负极电连接至所述第二场效应管的漏极；所述第二场效应管的漏极电连接至所述第二场效应管栅极，所述第二场效应管的栅极电连接至所述第一场效应管的栅极，所述第二场效应管的源极电连接至所述第一场效应管的源极，并且共同连接至所述电源电压。

4.根据权利要求1所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述采样模块包括：一第二电阻和一第三电阻；所述第二电阻的一端电连接至所述电源电压，另一端电连接至所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端接地；所述第二电阻和所述第三电阻的共同连接点电连接至所述比较模块的第一输入端。

5.根据权利要求1所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述比较模块包括：一比较器，所述比较器的第一输入端电连接至所述采样模块；所述比较器的第二输入端电连接至所述基准模块。

6.根据权利要求1所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述反馈控制模块包括：一第三场效应管，所述第三场效应管的栅极电连接至所述比较模块的输出端，所述第三场效应管的漏极电连接至所述启动电流控制模块的第一电阻和第二场效应管的共同连接点，所述第三场效应管的源极接地。

7.根据权利要求1所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述芯片的启动电路进一步包括：一钳压模块，所述钳压模块用于使所述外部驱动电路所提供的电压小于所述启动电流控制模块的最大承受电压。

8.根据权利要求7所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述钳压模块包括一高压JFET管，所述高压JFET管的漏极电连接至所述外部驱动电路，所述高压JFET管的栅极接地，所述高压JFET管的源极电连接至所述启动电流控制模块。

9.根据权利要求1所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述芯片的启动电路进一步包括：电压检测模块，所述电压检测模块电连接至所述电源电压，用于检测所述电源电压的电压值并且与一内置的第二预设阈值进行比较，当所述电源电压小于第二预设阈值时，输出一低电平信号，当所述电源电压大于等于第二预设阈值时，输出一高电平信号。

10.根据权利要求9所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述启动电流控制模块包括一第一电流镜和一第二电流镜，所述第一电流镜包括：一第一场效应管、一第二场效应管和一第一电阻；所述第一电阻的正极分别电连接至所述外部驱动电路和所述第一场效应管的漏极，所述第一电阻的负极电连接至所述第二场效应管的漏极；所述第二场效应管的漏极电连接至所述第二场效应管栅极，所述第二场效应管的栅极电连接至所述第一场效应管的栅极，所述第二场效应管的源极电连接至所述第一场效应管的源极，并且共同连接至所述电源电压；所述第二电流镜包括：一第四场效应管、一第五场效应管和一第四电阻；所述第四电阻的正极分别电连接至所述外部驱动电路、所述第一场效应管的漏极、所述第一电阻的正极和所述第四场效应管的漏极，所述第四电阻的负极电连接至所述第五场效应管的漏极；所述第五场效应管的漏极电连接至所述第五场效应管的栅极，所述第五场效应管的栅极电连接至所述第四场效应管的栅极，所述第五场效应管的源极电连接所述第四场效应管的源极，并且共同连接至所述电源电压。

11.根据权利要求10所述的芯片的启动电路，其特征在于，所述反馈控制模块包括：一第三场效应管、一第六场效应管和一第七场效应管，所述第六场效应管的漏极分别电连接至所述第三场效应管的漏极、所述第一场效应管的栅极、所述第二场效应管的栅极，所述第六场效应管的栅极电连接至所述第四场效应管的栅极和所述第五场效应管的栅极的共同连接点，所述第六场效应管的源极接地；所述第七场效应管的漏极电连接至所述第六场效应管的栅极，所述第七场效应管的栅极电连接至所述电压检测模块，所述第七场效应管的源极接地。

12.一种LED驱动器，其特征在于，所述LED驱动器包括权利要求1-11项中的任一项的所述芯片的启动电路。

13.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：一供电模块、一整流模块、一滤波模块、采用权利要求12所述的LED驱动器、驱动电路、一负载模块；

所述供电模块电连接至所述整流模块，所述供电模块用于提供一交流电源；

所述整流模块电连接至所述滤波模块，所述整流模块用于对交流电进行整流，以产生直流电；

所述滤波模块电连接至所述LED驱动器，所述滤波模块用于使所产生的直流电为恒定；

所述LED驱动器电连接至所述驱动电路，所述LED驱动器用于控制电源电压的电压变化，并且产生一驱动信号后传送至所述驱动电路；

所述驱动电路电连接至所述负载模块，所述驱动电路用于提供恒定电流至所述负载模块，以驱动所述负载模块正常工作。

14.根据权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述供电模块包括一交流电源；所述整流模块包括一整流电桥，所述交流电源电连接至所述整流电桥的两个输入端；所述滤波模块包括一第一电容，所述第一电容的两端耦接至所述整流电桥；所述LED驱动器的VCC引脚电连接至一第二电容的一端，所述第二电容的另一端电连接至所述第一电容的另一端；所述驱动电路包括：一恒流二极管、一第三电容、一第一电感和一第五电阻；所述恒流二极管的阴极分别电连接至所述第一电容的一端和所述第三电容的一端；所述恒流二极管的阳极分别电连接至所述第三电容的另一端和所述第一电感的一端；所述第一电感的另一端电连接至所述LED驱动器的DRAIN引脚；所述第五电阻的一端电连接至所述LED驱动器的CS引脚，另一端分别电连接至所述LED驱动器的GND引脚和第二电容的另一端；所述负载模块包括多个串联的LED灯，且所述负载模块耦接至所述第三电容的两端。