LED驅動電路中的過零檢測技術

朱曉杰，王 棟

（杭州士蘭微電子股份有限公司，杭州 310012）

1 引言

隨著全球能源危機的日益突出，節能成為了全人類面臨的重要課題之一。作為第四代綠色照明光源，高亮度的發光二極管（Light Emitting Diode，LED）以其高效、節能、環保等優點被廣泛應用于室內外照明、醫療、大尺寸液晶背光等場合[1-3]。而LED驅動電路作為LED光源中最重要的部分，近年來的發展更是迅猛。

目前開關控制形式的LED驅動電路主要分為隔離和非隔離兩種拓撲結構[4]，而采用臨界導通模式（Boundary Conduction Mode，BCM）的非隔離LED驅動由于可以消除二極管的反向恢復損耗[5-6]和減小功率開關管的非零電壓導通損耗等特點，特別適用于中小型功率的LED驅動方案；再加上其恒流特性好，應用簡單，效率高，得到了市場的廣泛認同[7-8]。在這類非隔離LED驅動電路中，實現臨界導通工作模式的一個關鍵性技術就是電感電流的過零檢測[9]。現有驅動電路中的過零檢測一般需要結合源極驅動的結構實現，線路結構較為復雜，驅動功率下管面積大，導致芯片整體面積大，電路成本增加。本文基于降壓型非隔離LED驅動電路，提出了一種利用電感電流過零時檢測功率開關MOS管柵極負壓實現過零檢測的方法，有效地解決了現有源極驅動方式的成本問題。

2 電路結構和工作原理

2.1 電路結構和LED恒流原理

一種常見的采用臨界導通模式的非隔離降壓型LED驅動電路[10]如圖1所示。驅動開啟時，LED的電流由Vin輸入，流經LED負載、電感L1、功率MOS管M1/M2、采樣電阻RCS到系統地；驅動關閉時，電流通過二極管D1續流。……