一種具有過溫緩衝保護功能的led恆流驅動電路的製作方法
2024-02-01 01:23:15
一種具有過溫緩衝保護功能的led恆流驅動電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路，包括恆流驅動模塊、滯回和過溫緩衝模塊、滯回和過溫關斷模塊和延時復位模塊，所述滯回和過溫關斷模塊與恆流驅動模塊相連，恆流驅動模塊與滯回和過溫緩衝模塊相連，滯回和過溫緩衝模塊與延時復位模塊相連，延時復位模塊與恆流驅動模塊相連。本實用新型的滯回和過溫緩衝模塊可實現時域和溫度區間的調節，使得電路應用更富有靈活性，提升了電路的工作區間和應用範圍；並且本實用新型設計了雙溫度滯回區間，溫度滯回區間的大小可通過外接電阻進行調節，避免了電路發生熱振蕩。
【專利說明】一種具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種LED恆流驅動電路，特別涉及一種具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路。
【背景技術】
[0002]隨著大功率白光LED在燈光裝飾和照明中的普遍應用，大功率白光LED驅動晶片的需求也越來越大，輸出功率的增大使得晶片溫度上升明顯，影響LED的使用壽命。目前過溫保護電路存在電路在達到過溫點立即關斷的缺點，限制了過溫保護電路的使用價值和適用範圍。
【發明內容】
[0003]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路。
[0004]本實用新型解決上述問題的技術方案是:一種具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路，包括恆流驅動模塊、滯回和過溫緩衝模塊、滯回和過溫關斷模塊和延時復位模塊，所述滯回和過溫關斷模塊與恆流驅動模塊相連，恆流驅動模塊與滯回和過溫緩衝模塊相連，滯回和過溫緩衝模塊與延時復位模塊相連，延時復位模塊與恆流驅動模塊相連。
[0005]所述恆流驅動模塊包括帶隙基準電壓源、運算放大器、第一麗OS管、第二麗OS管、第一電阻和第二電阻，所述帶隙基準電壓源具有三個輸出端，其第一輸出端分別與運算放大器的反相輸入端、滯回和過溫緩衝模塊相連，其第二輸出端與滯回和過溫關斷模塊相連，其第三輸出端依次經第一電阻、第二電阻後與運算放大器的同相輸入端相連，所述運算放大器的輸出端分別與第一麗OS管的柵極、第二麗OS管的柵極、滯回和過溫關斷模塊相連，第一麗OS管的源極、第二麗OS管的源極均接地，第一麗OS管的漏極與延時復位模塊相連，第二麗OS管的漏極與LED燈相連。
[0006]所述滯回和過溫關斷模塊包括第一電壓產生電路、第一比較器、第一反向器、第二反相器以及第四麗OS管，所述第一比較器的同相輸入端與帶隙基準電壓源的第二輸出端相連，第一比較器的反相輸入端與第一電壓產生電路相連，第一比較器的輸出端依次經第一反相器、第二反相器與第一電壓產生電路相連，所述第一比較器的輸出端與第四麗OS管的柵極相連，第四麗OS管的源極接地，第四麗OS管的漏極與運算放大器的輸出端相連。
[0007]所述滯回和過溫緩衝模塊包括第二電壓產生電路、第二比較器、第三反相器、第四反相器，所述第二比較器的同相輸入端與帶隙基準電壓源的第一輸出端相連，第二比較器的反相輸入端與第二電壓產生電路相連，第二比較器的輸出端依次經第三反相器、第四反相器與第二電壓產生電路相連，第四反相器的輸出端與延時復位模塊相連。
[0008]所述延時復位模塊包括第五反相器、第六反相器、第七反相器、二輸入與非門、二輸入或非門、延時電路以及第三麗OS管，所述第五反相器的輸入端與第四反相器的輸出端相連，第五反相器的輸出端分別與延時電路、二輸入與非門的一個輸入端相連，二輸入與非門的另一個輸入端與延時電路相連，二輸入與非門的輸出端與第六反相器的輸入端相連，第六反相器的輸出端與二輸入或非門的一個輸入端相連，二輸入或非門的另一個輸入端與第四反相器的輸出端相連，二輸入或非門的輸出端與第七反相器的輸入端相連，第七反相器的輸出端與第三麗OS管的柵極相連，第三麗OS管的源極與所述第一麗OS管的漏極相連，第三麗OS管的漏極分別與第一電阻、第二電阻相連。
[0009]本實用新型的有益效果在於:
[0010]I)本實用新型在正常工作達到設定溫度控制點時，驅動電流不是立刻變為0，而是降至設定的恆定驅動電流，從而使得電路功耗下降，有利於電路散熱，促使電路恢復正常工作，並且驅動電流下降幅度可由外接電阻進行調節，避免了 LED燈具因過熱產生大的光衰而導致早期失效，延長了 LED的使用壽命；
[0011]2)本實用新型的滯回和過溫緩衝模塊可實現時域和溫度區間的調節，使得電路應用更富有靈活性，提升了電路的工作區間和應用範圍；
[0012]3)本實用新型設計了雙溫度滯回區間，溫度滯回區間的大小可通過外接電阻進行調節，避免了電路發生熱振蕩。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構框圖。
[0014]圖2為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型包括恆流驅動模塊1、滯回和過溫緩衝模塊3、滯回和過溫關斷模塊2和延時復位模塊4，所述滯回和過溫關斷模塊2與恆流驅動模塊I相連，恆流驅動模塊丨與滯回和過溫緩衝模塊3相連，滯回和過溫緩衝模塊3與延時復位模塊4相連，延時復位模塊4與恆流驅動模塊I相連。
[0017]如圖2所示，所述恆流驅動模塊I包括帶隙基準電壓源、運算放大器0ΡΑ、麗OS管M1,麗OS管M2、電阻Rsensel和電阻Rsense2，所述帶隙基準電壓源具有三個輸出端，其第一輸出端(1.54V)分別與運算放大器OPA的反相輸入端、滯回和過溫緩衝模塊3相連，其第二輸出端(2V)與滯回和過溫關斷模塊2相連，其第三輸出端(3.28V)依次經電阻Rsensel、電阻Rsense2後與運算放大器OPA的同相輸入端相連，所述運算放大器OPA的輸出端分別與麗OS管M1的柵極、麗OS管M2的柵極、滯回和過溫關斷模塊2相連，麗OS管M1的源極、麗OS管M2的源極均接地，麗OS管M1的漏極與延時復位模塊4相連，麗OS管M2的漏極與LED燈相連。
[0018]所述滯回和過溫關斷模塊2包括電壓產生電路PTAT1、比較器C0M1、反向器21、反相器22以及麗OS管M4，所述比較器COMl的同相輸入端與帶隙基準電壓源的第二輸出端相連，比較器COMl的反相輸入端與電壓產生電路PTATl相連，比較器COMl的輸出端依次經反向器21、反相器22與電壓產生電路PTATl相連，所述比較器COMl的輸出端與麗OS管M4的柵極相連，麗OS管M4的源極接地，麗OS管M4的漏極與運算放大器OPA的輸出端相連。
[0019]所述滯回和過溫緩衝模塊3包括電壓產生電路PTAT2、比較器COM2、反相器31、反相器32，所述比較器COM2的同相輸入端與帶隙基準電壓源的第一輸出端相連，比較器COM2的反相輸入端與電壓產生電路PTAT2相連，比較器COM2的輸出端依次經反相器31、反相器32與電壓產生電路PTAT2相連，反相器32的輸出端與延時復位模塊4相連。
[0020]所述延時復位模塊4包括反相器41、反相器42、反相器43、二輸入與非門NAND、二輸入或非門N0R、延時電路以及麗OS管M3，所述反相器41的輸入端與反相器32的輸出端相連，反相器41的輸出端分別與延時電路、二輸入與非門NAND的一個輸入端相連，二輸入與非門NAND的另一個輸入端與延時電路相連，二輸入與非門NAND的輸出端與反相器42的輸入端相連，反相器42的輸出端與二輸入或非門NOR的一個輸入端相連，二輸入或非門NOR的另一個輸入端與反相器32的輸出端相連，二輸入或非門NOR的輸出端與反相器43的輸入端相連，反相器43的輸出端與麗OS管M3的柵極相連，麗OS管M3的源極與所述麗OS管M1的漏極相連，麗OS管M3的漏極分別與電阻Rsensel、電阻Rsense2相連。
[0021]本實用新型的工作原理如下:在正常工作溫度下所述滯回和過溫緩衝模塊3的電壓產生電路PTAT2產生電壓Vptat小於帶隙基準電壓源提供的1.54V的電壓，Vm為高電平使麗OS管M3導通，則取樣電阻Rsense2被短接。同樣所述滯回和過溫關斷模塊2的遲滯功能關閉，所述滯回和過溫緩衝模塊3的遲滯功能也處於關閉狀態；Vptat也小於帶隙基準電壓源提供的2.0V的電壓，Vp為低電平，使得麗OS管M4關斷截止，不影響麗OS管M1的正常工作。
[0022]當溫度正向達到第一個設定的保護溫度閾值時，此時所述滯回和過溫緩衝模塊的電壓產生電路PTAT2產生電壓Vptat大於帶隙基準電壓源提供的1.54V的電壓，Vm為低電平使麗OS管M3關斷，則取樣電阻Rsense2接入電路工作，Isense及I.下降，同樣使得滯回和過溫關斷模塊2的遲滯功能開通， 電路進入緩衝階段。此時滯回和過溫關斷模塊2產生的電壓Vptat仍小於帶隙基準電壓源提供的2.0V的電壓，Vp為低電平，使得麗OS管M4關斷截止，不影響麗OS管M1的正常工作。
[0023]溫度經過緩衝階段的緩衝散熱後，溫度得以下降，也可能受到其他不可抗因素幹擾，溫度繼續上升，於是會出現如下兩種狀況:
[0024]①若電路溫度開始下降，所述麗03管仏仍保持工作，電路處於緩衝區，，由於滯
回和過溫緩衝模塊3的溫度滯回功能已經開啟，溫度下降至第一個設定的保護溫度閾值後繼續下降，經過一定的遲滯溫度後，Vm為高電平，Rsense2被短接，電路恢復正常工作，滯回和過溫緩衝模塊3的遲滯功能關閉。在過溫緩衝階段電路一直處於工作狀態，實現了滯回過溫緩衝保護的功能；
[0025]@若因為其他因素幹擾，電路未及時散熱降溫，電路溫度持續上升，為防止電路
失效，滯回和過溫關斷模塊2工作。當溫度正向達到第二個設定的保護溫度閾值時，此時滯回和過溫關斷模塊2的電壓產生電路PTATl產生電壓Vptat大於帶隙基準電壓源提供的2V的電壓，比較器COMl輸出低電平經反相器21變為高電平，麗OS管M4導通，關閉麗OS管M1輸出，進行過溫保護。同時Vn為低電平，滯回和過溫關斷模塊2中的遲滯功能開通。溫度下降直至經過一定的遲滯溫度後，麗OS管M1重新正常工作，驅動電流回歸350mA，電路正常工作，實現了過溫保護的溫度滯回功能。
[0026]在電路進入緩衝區後，避免電路長期處於緩衝區，當電路持續處於緩衝階段的時間超過設定的時間，延時復位模塊4便拉高開關管柵壓，使開關管M3導通，電路恢復正常工作，電路的延時時間根據需要設定。
【權利要求】
1.一種具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路，其特徵在於:包括恆流驅動模塊、滯回和過溫緩衝模塊、滯回和過溫關斷模塊和延時復位模塊，所述滯回和過溫關斷模塊與恆流驅動模塊相連，恆流驅動模塊與滯回和過溫緩衝模塊相連，滯回和過溫緩衝模塊與延時復位模塊相連，延時復位模塊與恆流驅動模塊相連。
2.根據權利要求1所述的具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路，其特徵在於:所述恆流驅動模塊包括帶隙基準電壓源、運算放大器、第一麗OS管、第二麗OS管、第一電阻和第二電阻，所述帶隙基準電壓源具有三個輸出端，其第一輸出端分別與運算放大器的反相輸入端、滯回和過溫緩衝模塊相連，其第二輸出端與滯回和過溫關斷模塊相連，其第三輸出端依次經第一電阻、第二電阻後與運算放大器的同相輸入端相連，所述運算放大器的輸出端分別與第一麗OS管的柵極、第二麗OS管的柵極、滯回和過溫關斷模塊相連，第一麗OS管的源極、第二麗OS管的源極均接地，第一麗OS管的漏極與延時復位模塊相連，第二麗OS管的漏極與LED燈相連。
3.根據權利要求2所述的具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路，其特徵在於:所述滯回和過溫關斷模塊包括第一電壓產生電路、第一比較器、第一反向器、第二反相器以及第四麗OS管，所述第一比較器的同相輸入端與帶隙基準電壓源的第二輸出端相連，第一比較器的反相輸入端與第一電壓產生電路相連，第一比較器的輸出端依次經第一反相器、第二反相器與第一電壓產生電路相連，所述第一比較器的輸出端與第四麗OS管的柵極相連，第四麗OS管的源極接地，第四麗OS管的漏極與運算放大器的輸出端相連。
4.根據權利要求3所述的具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路，其特徵在於:所述滯回和過溫緩衝模塊包括第二電壓產生電路、第二比較器、第三反相器、第四反相器，所述第二比較器的同相輸入端與帶隙基準電壓源的第一輸出端相連，第二比較器的反相輸入端與第二電壓產生電路相連，第二比較器的輸出端依次經第三反相器、第四反相器與第二電壓產生電路相連，第四反相器的輸出端與延時復位模塊相連。
5.根據權利要求4所述的具有過溫緩衝保護功能的LED恆流驅動電路，其特徵在於:所述延時復位模塊包括第五反相器、第六反相器、第七反相器、二輸入與非門、二輸入或非門、延時電路以及第三麗OS管，所述第五反相器的輸入端與第四反相器的輸出端相連，第五反相器的輸出端分別與延時電路、二輸入與非門的一個輸入端相連，二輸入與非門的另一個輸入端與延時電路相連，二輸入與非門的輸出端與第六反相器的輸入端相連，第六反相器的輸出端與二輸入或非門的一個輸入端相連，二輸入或非門的另一個輸入端與第四反相器的輸出端相連，二輸入或非門的輸出端與第七反相器的輸入端相連，第七反相器的輸出端與第三麗OS管的柵極相連，第三麗OS管的源極與所述第一麗OS管的漏極相連，第三麗OS管的漏極分別與第一電阻、第二電阻相連。
【文檔編號】H05B37/02GK203608424SQ201320768728
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】曾以成, 陶亮, 李志軍, 武世明 申請人:湘潭大學