一種用于led照明器的熱插拔保護電路的制作方法
【專利摘要】一種用于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(tài)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(tài)鎖存器的復位端連接，復位單元與狀態(tài)鎖存器的置位端連接，狀態(tài)鎖存器的輸出端與功率管M1的柵極連接。本發(fā)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】一種用于LED照明器的熱插拔保護電路
[0001 ] 本申請為申請?zhí)?01410042245.0、申請日2014年I月28日、發(fā)明名稱“用于LED照明器的熱插拔保護電路”的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明屬于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，此電壓大于LED負載正常工作時的正向導通電壓。此時若LED負載突然接入，LED兩端的瞬間電壓等于電流源的最大輸出電壓，LED負載的瞬間電流將大大高于安全電流范圍；而且由于濾波電容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(fā)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(fā)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使用壽命的用于LED照明器的熱插拔保護電路。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種用于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(tài)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(tài)鎖存器的復位端連接，所述復位單元與所述狀態(tài)鎖存器的置位端連接，所述狀態(tài)鎖存器的輸出端與所述功率管Ml的柵極連接。
[0008]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(tài)鎖存器的置位端連接；
[0009]所述電流檢測單元包括采樣電阻和比較器，所述功率管Ml的源極與所述采樣電阻連接后接地，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(tài)鎖存器的復位端連接。
[0010]或者是:所述電流檢測單元包括采樣功率管M2和電流比較器，所述功率管Ml的柵極與所述采樣功率管M2的柵極連接，所述功率管Ml的源極與從所述采樣功率管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采樣功率管M2的漏極連接，所述電流比較器的輸出與所述狀態(tài)鎖存器的復位端連接；
[0011]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(tài)鎖存器的置位端連接;所述電流檢測單元包括采樣電阻和比較器，所述功率管Ml的源極與所述采樣電阻連接后接地，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(tài)鎖存器的復位端連接；
[0012]或者是:所述狀態(tài)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。
[0013]更進一步，所述功率管Ml可以為PMOS管或匪OS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。
[0014]更進一步，所述功率管Ml為三極管或MOS管，NPN型三極管對應匪OS管，PNP型三極管對應PMOS管。
[0015]更進一步，所述采樣電阻可以是電阻或與功率管Ml成一定比例的MOS管。
[0016]本發(fā)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。
【附圖說明】
[0017]圖1是現有LED驅動電路的電路圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的用于LED照明器的熱插拔保護電路的電路圖。
[0019]圖3是一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0020]圖4是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0021 ]圖5是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0022]圖6是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0023]圖7是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
[0024]圖8是另一種熱插拔保護電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
[0026]參照圖2?圖8，一種用于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M1、電流檢測單元20、狀態(tài)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(tài)鎖存器的復位端連接，所述復位單元30與所述狀態(tài)鎖存器的置位端連接，所述狀態(tài)鎖存器的輸出端與所述開關管Ml的柵極連接。
[0027]本實施例在原有LED驅動電路的基礎上，增加了一個功率管Ml，電流檢測單元20，復位單元301ED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(tài)。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或小于一定值時，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)
[0028]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(tài)鎖存器的置位端連接；
[0029]所述電流檢測單元20包括采樣電阻和比較器，所述開關管Ml的源極與所述采樣電阻連接后接地，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(tài)鎖存器的復位端連接。
[0030]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(yōu)先的狀態(tài)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(tài)鎖存器的復位端(R);狀態(tài)鎖存器的輸出默認為高電平；當比較器201檢測到RS上的電壓小于V2時，認為LED燈串開路，比較器201輸出高電平到狀態(tài)鎖存器的復位端(R)，使狀態(tài)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的漏極電壓高于Vl時，認為LED燈串接入，比較器30輸出高電平到狀態(tài)鎖存器的置位端(S)，使狀態(tài)鎖存器輸出高電平到功率管Ml的柵極，將功率管導通。(圖3)
[0031]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采樣功率管來檢測所述導通支路的電流。
[0032]該方案中，電流檢測單元包括采樣功率管M2和電流比較器，所述功率管Ml的柵極與所述采樣功率管M2的柵極連接，所述功率管Ml的源極與從所述采樣功率管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采樣功率管M2的漏極連接，所述電流比較器的輸出與所述狀態(tài)鎖存器的復位端連接；電流比較器比較流過采樣功率管M2的電流和一個設定的電流值11，當采樣管M2的電流小于11時，認為LED燈串開路，電流比較器輸出高電平到狀態(tài)鎖存器的復位端。(圖4)
[0033]或者是:所述復位單元30為一個計時器。
[0034]該方案中，計時器產生一定時間間隔的高電平脈沖輸出到狀態(tài)鎖存器的置位端
(S)，當狀態(tài)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沖。當LED燈串接入照明器后，狀態(tài)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)
[0035]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(tài)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。
[0036]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)
[0037]或者是:功率管Ml可以是PMOS管。
[0038]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)
[0039]或者是:功率管Ml可以是三極管或MOS管，可以用NPN型三極管(N型MOS管)或PNP型三極管(P型MOS管)。(圖8)
[0040]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余電壓，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。
[0041]本說明書的實施例所述的內容僅僅是對發(fā)明構思的實現形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發(fā)明構思所能夠想到的等同技術手段。
【主權項】
1.一種用于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，其特征在于:所述熱插拔保護電路還包括功率管Ml、電流檢測單元、狀態(tài)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(tài)鎖存器的復位端連接，所述復位單元與所述狀態(tài)鎖存器的置位端連接，所述狀態(tài)鎖存器的輸出端與所述功率管Ml的柵極連接，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(tài)鎖存器的置位端連接； 所述電流檢測單元包括采樣功率管M2和電流比較器，所述功率管Ml的柵極與所述采樣功率管M2的柵極連接，所述功率管Ml的源極與從所述采樣功率管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采樣功率管M2的漏極連接，所述電流比較器的輸出與所述狀態(tài)鎖存器的復位端連接。2.如權利要求1所述的用于LED照明器的熱插拔保護電路，其特征在于:所述復位單元為計時器，所述狀態(tài)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。3.如權利要求1或2所述的用于LED照明器的熱插拔保護電路，其特征在于:所述功率管Ml為三極管或MOS管。
【文檔編號】H05B33/08GK105960055SQ201610353599
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年1月28日
【發(fā)明人】白浪, 黃必亮, 任遠程, 周遜偉
【申請人】杰華特微電子（杭州）有限公司