用於led照明器的熱插拔保護電路的製作方法
2023-06-20 14:17:06 2
用於led照明器的熱插拔保護電路的製作方法
【專利摘要】用於LED照明器的熱插拔保護電路，包括電流源、濾波電容和LED燈串，電流源的正極分別與濾波電容的一端、LED燈串的陽極連接，電流源的負極、濾波電容的另一端均接地，熱插拔保護電路還包括功率管M1、電流檢測單元、狀態鎖存器和復位單元，LED燈串的陰極同時與功率管M1的漏極連接，功率管M1的源極接電流檢測單元，LED燈串、功率管M1的漏極和功率管M1的源極形成導通支路，導通支路上串聯電流檢測單元，電流檢測單元的輸出端與狀態鎖存器的復位端連接，復位單元與狀態鎖存器的置位端連接，狀態鎖存器的輸出端與功率管M1的柵極連接。本發明有效降低LED燈串熱插拔時產生的瞬間尖峰電流、延長LED使用壽命。
【專利說明】用於LED照明器的熱插拔保護電路
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬於LED照明器的驅動裝置，涉及一種LED驅動的保護電路。
【背景技術】
[0003]參照圖1，傳統的LED驅動方案，包括電流源10，濾波電容Cl，LED燈串；電流源的輸出正端接LED燈串陽極，輸出負端接LED燈串陰極，輸出正端和負端之間接濾波電容Cl ；如果LED負載開路，電流源的輸出電流為O,輸出電壓將維持在其最大輸出電壓,此電壓大於LED負載正常工作時的正嚮導通電壓。此時若LED負載突然接入，LED兩端的瞬間電壓等於電流源的最大輸出電壓，LED負載的瞬間電流將大大高於安全電流範圍；而且由於濾波電容Cl的作用，LED燈串電流將維持一段時間，對LED的損傷極大。
[0004]現有的LED驅動電路存在的缺陷是:在LED燈串熱插拔時產生的瞬間尖峰電流過大，損壞LED。
【發明內容】
[0005]為了克服已有LED驅動電路的在LED燈串熱插拔時產生的瞬間尖峰電流過大而損壞LED、使用壽命較短的不足，本發明提供一種有效降低LED燈串熱插拔時產生的瞬間尖峰電流、延長LED使用壽命的用於LED照明器的熱插拔保護電路。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
一種用於LED照明器的熱插拔保護電路，包括電流源、濾波電容和LED燈串，所述電流源的正極分別與所述濾波電容的一端、LED燈串連接，所述電流源的負極、濾波電容的另一端均接地，所述熱插拔保護電路還包括功率管Ml、電流檢測單元、狀態鎖存器和復位單元，所述LED燈串同時與功率管Ml的漏極連接，所述功率管Ml的源極接電流檢測單元，所述LED燈串、功率管Ml的漏極和功率管Ml的源極形成導通支路，所述導通支路上串聯所述電流檢測單元，所述電流檢測單元的輸出端與所述狀態鎖存器的復位端連接，所述復位單元與所述狀態鎖存器的置位端連接，所述狀態鎖存器的輸出端與所述功率管Ml的柵極連接。
[0007]進一步，所述復位單元為電壓比較器，所述電壓比較器的負端與第一給定閾值電壓端連接，所述電壓比較器的正端與功率管Ml的漏極連接，所述電壓比較器的輸出端與所述狀態鎖存器的置位端連接；
所述電流檢測單元包括採樣電阻和比較器，所述功率管Ml的源極與所述採樣電阻連接後接地，所述功率管Ml的源極與比較器的負端連接，所述比較器的正端與第二給定閾值電壓端連接，所述比較器的輸出與所述狀態鎖存器的復位端連接。
[0008]或者是:所述電流檢測單元包括採樣功率管M2和電流比較器，所述功率管Ml的柵極與所述採樣功率管M2的柵極連接，所述功率管Ml的源極與從所述採樣功率管M2的源極連接，所述電流比較器的正端與給定閾值電流端連接，所述電流比較器的負端與採樣功率管M2的漏極連接，所述電流比較器的輸出與所述狀態鎖存器的復位端連接； 或者是:所述復位單元為計時器，所述計時器的輸出與所述狀態鎖存器的置位端連接；所述電流檢測單元包括採樣電阻和比較器，所述功率管Ml的源極與所述採樣電阻連接後接地，所述功率管Ml的源極與比較器的負端連接，所述比較器的正端與給定閾值電壓端連接，所述比較器的輸出與所述狀態鎖存器的復位端連接；
或者是:所述狀態鎖存器的輸出端與一個運算放大器的使能端連接，所述運算放大器的正端與第三給定閾值電壓端連接，所述運算放大器的負端與功率管Ml的源極連接。
[0009]更進一步，所述功率管Ml可以為PMOS管或NMOS管，當功率管為PMOS管時，功率管及其控制電路和LED的位置互換。
[0010]更進一步，所述功率管Ml為三極體或MOS管，NPN型三極體對應NMOS管，PNP型三極體對應PMOS管。
[0011 ] 更進一步，所述採樣電阻可以是電阻或與功率管Ml成一定比例的MOS管。
[0012]本發明的有益效果主要表現在:能夠避免原有的LED驅動電路在LED燈串熱插拔時產生的瞬間尖峰電流，同時保證LED燈串在電流源工作時熱插拔能夠被正常點亮。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是現有LED驅動電路的電路圖。
[0014]圖2是本發明的用於LED照明器的熱插拔保護電路的電路圖。
[0015]圖3是一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0016]圖4是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0017]圖5是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0018]圖6是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0019]圖7是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0020]圖8是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0022]參照圖2?圖8，一種用於LED照明器的熱插拔保護電路，包括電流源10、濾波電容Cl和LED燈串，所述電流源10的正極分別與所述濾波電容Cl的一端、LED燈串的陽極連接，所述電流源10的負極、濾波電容Cl的另一端均接地，所述熱插拔保護電路還包括功率管Ml、電流檢測單元20、狀態鎖存器和復位單元30，所述LED燈串的陰極同時與開關管Ml的漏極連接，所述開關管Ml的源極接電流檢測單元，所述LED燈串、開關管Ml的漏極和開關管Ml的源極形成導通支路，所述導通支路上串聯所述電流檢測單元20，所述電流檢測單元20的輸出端與所述狀態鎖存器的復位端連接，所述復位單元30與所述狀態鎖存器的置位端連接，所述狀態鎖存器的輸出端與所述開關管Ml的柵極連接。
[0023]本實施例在原有LED驅動電路的基礎上，增加了一個功率管M1，電流檢測單元20，復位單元30。LED燈串的陰極接功率管Ml的漏極，功率管Ml的源極接電流檢測單元，柵極由電流檢測單元和復位單元共同控制，啟動時功率管Ml默認為導通工作狀態。電流檢測單元20檢測流過功率管Ml的電流，當流過開關管Ml的電流為O或小於一定值時，認為LED燈串沒有接入照明器，即LED燈串開路，電流檢測單元20控制功率管Ml的柵極為低電平，將功率管Ml關閉；當LED燈串接入照明器時，復位單元30控制功率管Ml的柵極為高電平，使功率管Ml導通。(圖2)
進一步，所述復位單元30為電壓比較器，所述電壓比較器的負端與第一給定閾值電壓端連接，所述電壓比較器的正端與開關管Ml的漏極連接，所述電壓比較器的輸出端與所述狀態鎖存器的置位端連接；
所述電流檢測單元20包括採樣電阻和比較器，所述開關管Ml的源極與所述採樣電阻連接後接地，所述開關管Ml的源極與比較器的負端連接，所述比較器的正端與第二給定閾值電壓端連接，所述比較器的輸出與所述狀態鎖存器的復位端連接。
[0024]該方案中，復位單元30為一個電壓比較器，比較功率管漏極電壓和一個設定的閾值電壓VI，其輸出接一個置位信號優先的狀態鎖存器的置位端(S);電流檢測單元20為一個電壓比較器201和一個電流檢測電阻RS，電壓比較器201比較電流檢測電阻RS上的電壓和一個設定的閾值V2，其輸出接狀態鎖存器的復位端(R);狀態鎖存器的輸出默認為高電平；當比較器201檢測到RS上的電壓小於V2時，認為LED燈串開路，比較器201輸出高電平到狀態鎖存器的復位端(R)，使狀態鎖存器輸出低電平到功率管Ml的柵極，將功率管關閉；當電壓比較器30檢測到功率管Ml的漏極電壓高於Vl時，認為LED燈串接入，比較器30輸出高電平到狀態鎖存器的置位端(S )，使狀態鎖存器輸出高電平到功率管Ml的柵極，將功率管導通。(圖3)
或者是:電流檢測單元可以不串聯在所述LED燈串、開關管Ml的漏極和開關管Ml的源極形成導通支路，而是通過一定比例的採樣功率管來檢測所述導通支路的電流。
[0025]該方案中，電流檢測單元包括採樣功率管M2和電流比較器，所述功率管Ml的柵極與所述採樣功率管M2的柵極連接，所述功率管Ml的源極與從所述採樣功率管M2的源極連接，所述電流比較器的正端與給定閾值電流端連接，所述電流比較器的負端與採樣功率管M2的漏極連接，所述電流比較器的輸出與所述狀態鎖存器的復位端連接；電流比較器比較流過採樣功率管M2的電流和一個設定的電流值II，當採樣管M2的電流小於Il時，認為LED燈串開路，電流比較器輸出高電平到狀態鎖存器的復位端。(圖4)
或者是:所述復位單元30為一個計時器。
[0026]該方案中，計時器產生一定時間間隔的高電平脈衝輸出到狀態鎖存器的置位端
(S)，當狀態鎖存器的復位端(R端)為高時，其輸出端每間隔一段時間輸出一個高電平脈衝。當LED燈串接入照明器後，狀態鎖存器輸出高電平將功率管Ml導通，此時會有電流流過Ml，使電流檢測單元輸出低電平，進而使功率管Ml保持導通。(圖5)
或者是:電流檢測單元和復位單元可以不直接控制功率管，而是通過一個運算放大器或其他控制電路來控制功率管的柵極，進而控制流過功率管的電流。所述狀態鎖存器的輸出端與運算放大器的使能端連接，所述運算放大器的正端與第三給定閾值電壓端連接，所述運算放大器的負端與開關管Ml的源極連接。
[0027]該方案中，電流檢測單元和復位單元通過一個運算放大器控制功率管Ml的柵極，同時控制流過Ml的最大電流。(圖6)
或者是:功率管Ml可以是PMOS管。
[0028]該方案中，功率管和LED燈串的位置互換，PMOS管的源極接電流檢測單元，漏極接LED燈串的陽極；(圖7) 或者是:功率管Ml可以是三極體或MOS管，可以用NPN型三極體(N型MOS管)或PNP型三極體(P型MOS管)。(圖8)
本實施例中，當LED燈串沒有接入照明器時，通過關閉一個受控的功率管將前級驅動器輸出斷開，當LED燈串突然接入照明器，即熱插拔時，再通過打開功率管將前級驅動器接入，在接入的瞬間由功率管承受前級驅動器開路工作時產生的多餘電壓，因此能夠避免LED燈串熱插拔時產生的瞬間尖峰電流，同時保證LED燈串在熱插拔時能夠被正常點亮。
[0029]本說明書的實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也及於本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
【權利要求】
1.一種用於LED照明器的熱插拔保護電路，包括電流源、濾波電容和LED燈串，所述電流源的正極分別與所述濾波電容的一端、LED燈串連接，所述電流源的負極、濾波電容的另一端均接地，其特徵在於:所述熱插拔保護電路還包括功率管Ml、電流檢測單元、狀態鎖存器和復位單元，所述LED燈串同時與功率管Ml的漏極連接，所述功率管Ml的源極接電流檢測單元，所述LED燈串、功率管Ml的漏極和功率管Ml的源極形成導通支路，所述導通支路上串聯所述電流檢測單元，所述電流檢測單元的輸出端與所述狀態鎖存器的復位端連接，所述復位單元與所述狀態鎖存器的置位端連接，所述狀態鎖存器的輸出端與所述功率管Ml的柵極連接。
2.如權利要求1所述的用於LED照明器的熱插拔保護電路，其特徵在於:所述復位單元為電壓比較器，所述電壓比較器的負端與第一給定閾值電壓端連接，所述電壓比較器的正端與功率管Ml的漏極連接，所述電壓比較器的輸出端與所述狀態鎖存器的置位端連接； 所述電流檢測單元包括採樣電阻和比較器，所述功率管Ml的源極與所述採樣電阻連接後接地，所述功率管Ml的源極與比較器的負端連接，所述比較器的正端與第二給定閾值電壓端連接，所述比較器的輸出與所述狀態鎖存器的復位端連接。
3.如權利要求1所述的用於LED照明器的熱插拔保護電路，其特徵在於:所述復位單元為計時器，所述電流檢測單元包括採樣電阻和比較器，所述功率管Ml的源極與所述採樣電阻連接後接地，所述功率管Ml的源極與比較器的負端連接，所述比較器的正端與給定閾值電壓端連接，所述比較器的輸出與所述狀態鎖存器的復位端連接； 所述狀態鎖存器的輸出端與運算放大器的使能端連接，所述運算放大器的正端與第三給定閾值電壓端連接，所述運算放大器的負端與功率管Ml的源極連接。
4.如權利要求f3之一所述的用於LED照明器的熱插拔保護電路，其特徵在於:所述功率管Ml為三極體或MOS管。
【文檔編號】H05B37/02GK103826363SQ201410042245
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】白浪, 黃必亮, 任遠程, 周遜偉 申請人:傑華特微電子（杭州）有限公司