本發(fā)明涉及LED驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及LED分段調(diào)光驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

隨著LED驅(qū)動電源的發(fā)展以及綠色節(jié)能環(huán)保的要求，目前LED驅(qū)動電源普遍具有調(diào)光功能。在各種調(diào)光方式中，開關(guān)分段調(diào)光是最為簡單方便的一種。LED驅(qū)動電源的開關(guān)分段調(diào)光電路，利用普通開關(guān)的反復(fù)開啟與關(guān)閉來切換調(diào)光狀態(tài)，從而得到不同調(diào)光狀態(tài)下的LED輸出電流，以實現(xiàn)分段調(diào)光的目的。

在開關(guān)分段調(diào)光的LED輸出電流大小控制方面，大多是利用開關(guān)分段調(diào)光控制電路來檢測普通開關(guān)的開啟與關(guān)閉動作，產(chǎn)生一組對應(yīng)不同的調(diào)光狀態(tài)的控制信號，根據(jù)這些控制信號選取不同的LED輸出電流基準(zhǔn)電壓，從而得到不同大小的LED輸出電流。

現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路大多采用了設(shè)定退磁時間來實現(xiàn)LED開路保護的。當(dāng)系統(tǒng)切換到第二段，峰值檢測的基準(zhǔn)變?yōu)橐话?，LED電流會變?yōu)橐话?，所以系統(tǒng)的退磁時間也會降為第一段的一半，如果此時最小退磁時間不變，則會導(dǎo)致LED開路保護電壓變小，導(dǎo)致LED燈閃

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決現(xiàn)有的LED驅(qū)動電路在開路保護是，LED燈管閃爍的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：帶LED開路保護的分段開關(guān)調(diào)光控制驅(qū)動電路，包括LED照明電路以及LED調(diào)光電路，所述照明電路包括LED燈管、電阻、電容以及電感，所述調(diào)光電路包括分段模塊、系統(tǒng)控制模塊、峰值檢測模塊以及退磁時間檢測模塊，峰值檢測模塊提供三種輸出電流基準(zhǔn)電壓來設(shè)置不同段位的LED燈管的峰值電流，系統(tǒng)控制模塊內(nèi)部設(shè)有若干組開關(guān)，且根據(jù)分段模塊的輸出段位信號選擇相應(yīng)的開關(guān)選取對應(yīng)段位的輸出電流基準(zhǔn)電壓，所述退磁時間檢測模塊用于設(shè)定電感的退磁時間來對LED燈管進行開路過壓保護，其包括用于設(shè)定退磁時間的電容組，電容組由系統(tǒng)控制模塊設(shè)置三種電容值輸出，其比值與峰值檢測模塊的輸出電流基準(zhǔn)電壓比值相同，電容組由直流源進行充電，電感的退磁時間與電容組的充電時間成比例對應(yīng)，同一段位時，系統(tǒng)控制模塊打開對應(yīng)的開關(guān)選擇對應(yīng)的電容值和峰值檢測模塊的輸出電流基準(zhǔn)電壓。

進一步的，所述分段模塊由母線掉電檢測單元、UVLO模塊、計數(shù)時間檢測單元以及分段選擇單元；所述UVLO模塊用于設(shè)置LED照明電路開啟和關(guān)閉的上下電壓，防止反復(fù)開啟關(guān)閉；所述母線掉電檢測單元連接UVLO模塊和母線對母線電壓的掉電進行檢測，所述母線掉電檢測單元達到UVLO模塊的上電壓時對計數(shù)時間檢測單元復(fù)位且發(fā)送控制信號至分段選擇單元，在UVLO模塊下電壓時啟動計數(shù)時間檢測單元并開始計時，計時時間達到t1時，母線掉電檢測單元和計數(shù)時間檢測單元發(fā)送信號至分段選擇單元進行段位切換，當(dāng)?shù)綦姇r間持續(xù)至t2時，分段選擇模塊復(fù)位至第一段；LED燈管開路后，母線電壓開始振蕩，振蕩周期為t3，t2>t1>t3。

進一步的，還包括總段位數(shù)量選擇模塊，該模塊與分段模塊連接，總段位數(shù)量選擇模塊包括SEL腳；SEL腳接地時，總段位為兩段；當(dāng)SEL腳懸空時，總段位為三段。

進一步的，所述退磁時間檢測模塊的電容組包括三組并聯(lián)的電容，分別為電容CA、電容CB、電容CC，其中(CA+CB+CC)、(CB+CA)、CA的比值與峰值檢測模塊的輸出電流基準(zhǔn)電壓的比值相同。

進一步的，所述峰值檢測模塊輸入電壓的比值為8:4:3，分別對應(yīng)系統(tǒng)的第一段位、第二段位和第三段位；照明電路位于第一段位和第二段位時，作在BCM模式中；照明電路工作在第二段位時，工作在DCM模式，LED燈管的導(dǎo)通時間和關(guān)閉時間的比例為1:5。

進一步的，所述母線掉電檢測單元輸在UVLO模塊的上電壓時輸出高電平，在UVLO模塊的下電壓時，輸出低電平，觸發(fā)計數(shù)時間檢測單元開始計時，計數(shù)時間檢測單元在計時達到t1時，輸出高電平，計時小于t1時，保持低電平，母線掉電檢測單元和計數(shù)時間檢測單元的電平信號作為RS觸發(fā)器的兩個輸入端，RS觸發(fā)器的輸出端連接分段選擇單元觸發(fā)段位切換

從上述技術(shù)方案可以看出本實用新型具有以下優(yōu)點：系統(tǒng)外圍簡單，外置SEL管腳接地，可實現(xiàn)三段功能，懸空則是二段功能；分段可以實現(xiàn)從大功率到小功率的卻換，節(jié)能環(huán)保；系統(tǒng)自帶的LED開路保護，在各個分段的情況下，可以有效的保護LED。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的功能框圖；

圖2為本發(fā)明的分段模塊的功能框圖；

圖3為本發(fā)明的峰值檢測模塊的原理圖；

圖4為圖3的電壓波形圖；

圖5為本發(fā)明的退磁時間檢測模塊的原理圖；

圖6為本發(fā)明的在LED未開路情況下，VDD電壓、觸發(fā)信號VDET、觸發(fā)信號TD以及RS觸發(fā)器的輸出信號A的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的在LED開路時，VDD電壓、觸發(fā)信號VDET、觸發(fā)信號TD以及RS觸發(fā)器的輸出信號A的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的帶LED開路保護的分段開關(guān)調(diào)光控制驅(qū)動電路，包括LED照明電路以及LED調(diào)光電路，照明電路包括LED燈管、電阻、電容以及電感，LED燈管兩端并聯(lián)一個電容、電阻和電感，電感與LED燈之間設(shè)置有肖特基管。電感通過肖特基管和LED燈管放電，此放電時間為退磁時間。

調(diào)光電路包括分段模塊、系統(tǒng)控制模塊、峰值檢測模塊、退磁時間檢測模塊、總段位數(shù)量選擇模塊、LED開路保護模塊以及高功率MOS管。

母線還連接一個5V電壓產(chǎn)生模塊，用于給系統(tǒng)內(nèi)部的低壓模塊供電，相當(dāng)于一個線性穩(wěn)壓器。

總段位數(shù)量選擇模塊與分段模塊連接，總段位數(shù)量選擇模塊包括SEL腳，SEL腳接地時，總段位為三段端，當(dāng)SEL腳懸空時，總段位為三段。

分段模塊由母線掉電檢測單元、UVLO模塊、計數(shù)時間檢測單元以及分段選擇單元，UVLO模塊連接母線和母線掉電檢測單元，UVLO模塊對電路進行欠壓保護，母線電壓上升到UVLO模塊的上電壓，即UVLO_ON電壓時，照明電路開始工作；當(dāng)母線電壓掉到UVLO模塊的下電壓時，即UVLO_OFF電壓時，則照明電路關(guān)閉。

母線接入調(diào)光電路的端口為VDD端口，因此母線掉電檢測單元也稱為VDD掉電檢測單元，該模塊用于檢測VDD端口的電壓變化，根據(jù)電壓變化發(fā)送觸發(fā)信號VDET至分段選擇模塊和計數(shù)時間檢測單元，VDD掉電檢測單元檢測到UVLO模塊的上電壓時，輸出高電平；檢測到UVLO模塊的下電壓時，輸出低電平，觸發(fā)信號VDET跟隨VDD電壓進行跳變。

如圖2所述，計數(shù)時間檢測單元(計數(shù)時間檢測可以為一個振蕩計數(shù)器)對掉電時間進行計時，輸出觸發(fā)信號T1和T2至分選選擇單元，觸發(fā)信號T1用于段位切換，觸發(fā)信號T2將分段選擇單元復(fù)位至第一段。計數(shù)時間檢測單元在母線電壓下降至UVLO模塊的下電壓時開始計時，當(dāng)計時時間達到t1時，本實施例中t1以200ms為例，即觸發(fā)信號VDET的低電平持續(xù)時間達到200ms，計數(shù)時間檢測單元輸出電平信號TD，此時TD為高電平，電平信號TD和觸發(fā)信號VDET作為兩個輸入端連接一個RS觸發(fā)器，RS觸發(fā)器輸出觸發(fā)信號A，RS觸發(fā)器的輸出端連接分段選擇單元，此時觸發(fā)信號A輸出低電平，分段選擇單元切換段位。

當(dāng)計時時間達到t2時，t2以5秒為例，觸發(fā)信號T2直接輸送至分段選擇單元，分段選擇單元對段位進行復(fù)位，復(fù)位至第一段。如果“計數(shù)器時間檢測”沒有計時到5S，系統(tǒng)又開始重新上電了，計數(shù)時間檢測單元復(fù)位關(guān)閉，則當(dāng)VDD電壓達到了UVLO上電壓，系統(tǒng)開始工作，則LED開始工作在第二段模式。以此類推第三段模式也和第二段一樣。當(dāng)?shù)谌侮P(guān)閉后則下一次切換到第一段，以此重復(fù)類推。

分段選擇單元可以是一組邏輯門電路，也可以是一個控制芯片，系統(tǒng)控制模塊可以是一組開關(guān)，分段選擇單元根據(jù)所處的段位發(fā)送控制指令至系統(tǒng)控制模塊。

峰值檢測模塊見圖3。第一段采用了基準(zhǔn)VRF,系統(tǒng)工作在BCM模式，則LED的電路ILED＝VRF/(2*RS),第二段采用了基準(zhǔn)為1/2VRF，系統(tǒng)工作也工作在BCM模式，這樣的話LED電流ILED＝VRF/(4*RS)，電流為第一段的50％，第三段采用了基準(zhǔn)為3/8VRF,系統(tǒng)工作在DCM模式，此時電路內(nèi)部通過控制LED導(dǎo)通時間和關(guān)閉時間的比例來設(shè)定LED的電流，本發(fā)明內(nèi)部設(shè)定了比例為1：5，此時LED電流為ILED＝1/2*3VRF/(8*RS)*1/6，第三段的LED電流為第一段的6.25％。各段電壓波形圖見圖4。開關(guān)1對應(yīng)第一段位，開關(guān)2對應(yīng)第二段位，開關(guān)3對應(yīng)第三段位，在選擇段位時，系統(tǒng)控制模塊打開對應(yīng)的開關(guān)即可。

由于大多的非隔離LED驅(qū)動電路都是采用了設(shè)定退磁時間來實現(xiàn)LED開路保護的。先根據(jù)第一段的LED電流，然后根據(jù)LED電流確定RS電阻，然后根據(jù)頻率一般設(shè)定在50K，確定電感的大小，最后根據(jù)LED燈的電壓來設(shè)定最小退磁時間，最小退磁時間是由調(diào)節(jié)電阻RADJ來決定的。當(dāng)系統(tǒng)切換到第二段，系峰值檢測的基準(zhǔn)變?yōu)橐话?，LED電流會變?yōu)橐话?，所以系統(tǒng)的退磁時間也會降為第一段的一半，如果此時最小退磁時間不變，則會導(dǎo)致LED開路保護電壓變小，導(dǎo)致LED燈閃，所以此時最小退磁時間見變?yōu)樵瓉淼囊话搿Ｍ瑯釉诘谌螘r，由于峰值檢測電壓變?yōu)榈谝欢蔚?/8，所以最小退磁時間也要變?yōu)樵瓉淼?/8。

本發(fā)明中的LED過壓保護結(jié)構(gòu)如下：如圖5所示，退磁時間檢測模塊包括一個恒流源和三組并聯(lián)的電容，分別為電容CA、電容CB、電容CC，電容CA+CB+CC＝CT,CA＝3/8CT,CB＝1/8CT,CC＝4/8CT,當(dāng)處于第一段則開關(guān)A,B,C都合上，此時電容的充電時間為T,當(dāng)處于第二段則開關(guān)A和B合上，開關(guān)C斷開，此時電容充電時間為1/2T,當(dāng)處于第三段則開關(guān)A合上，開關(guān)B和C斷開，此時電容的充電時間為3/8T。電容的充電時間可以表征最小退磁時間，這樣的話，就可以實現(xiàn)LED開路保護功能，同時保證在不通的段位時，保持LED的保護電壓一致。

當(dāng)LED開路后，系統(tǒng)就進入了LED開路保護模式，此時VCC的電壓會在UVLO的上電壓和下電壓之間不停來回振蕩，這樣會不停的觸發(fā)分段開關(guān)的檢測。系統(tǒng)就會不停的跳段，當(dāng)LED再重新接上去就會無法確定處于哪一段。本發(fā)明改善此現(xiàn)象，使LED開路后再重新接上，始終處于當(dāng)前段。電路結(jié)構(gòu)見圖4，波形見圖5，圖6.

圖6是正常情況下(LED未開路)，當(dāng)系統(tǒng)掉電后VDD電壓開始慢慢下降，當(dāng)降到UVLO_OFF電壓后，掉電檢測模塊輸出觸發(fā)信號VDET,同時內(nèi)部的振蕩計算器開始工作，當(dāng)達到200ms，則說明是系統(tǒng)正處于正常掉電情況，則TD信號跳變?yōu)楦唠娢唬笰信號發(fā)生跳變，觸發(fā)分段模塊內(nèi)的分段電路切換到下一段模式。

圖7非正常情況下(LED開路)，LED開路后，系統(tǒng)進入LED保護模式，此時VDD電壓會在UVLO_ON和UVLO_OFF之間振蕩。周期為T3+T4，在一般的應(yīng)用系統(tǒng)中T3+T4的時間在30ms～60ms之間，在圖6中可以看到，VDET波形會跟隨VDD的波形不停的在觸發(fā)，但是此時每次的VDET的上升沿會去觸發(fā)振蕩計數(shù)器復(fù)位，所以掉電沒有超過200ms，VDET就被觸發(fā)了，則TD會始終保持在低電位。使A信號保持高電位。則系統(tǒng)不會切換到下一段模式。

綜上本發(fā)明具有以上優(yōu)點

1、系統(tǒng)外圍簡單，外置SEL管腳接地，可實現(xiàn)三段功能，懸空則是二段功能。

2、分段可以實現(xiàn)從大功率到小功率的卻換，節(jié)能環(huán)保。

3、LED分段為100％-50％-6.5％，或者100％-6.5％。最后一段可實現(xiàn)小夜燈功能。

4、系統(tǒng)自帶的LED開路保護，在各個分段的情況下，可以有效的保護LED。