用于led照明器的熱插拔保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】用于LED照明器的熱插拔保護(hù)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(fù)極、濾波電容的另一端均接地，熱插拔保護(hù)電路還包括功率管M1、電流檢測(cè)單元、狀態(tài)鎖存器和復(fù)位單元，LED燈串的陰極同時(shí)與功率管M1的漏極連接，功率管M1的源極接電流檢測(cè)單元，LED燈串、功率管M1的漏極和功率管M1的源極形成導(dǎo)通支路，導(dǎo)通支路上串聯(lián)電流檢測(cè)單元，電流檢測(cè)單元的輸出端與狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端連接，復(fù)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(shí)產(chǎn)生的瞬間尖峰電流、延長(zhǎng)LED使用壽命。
【專利說明】用于LED照明器的熱插拔保護(hù)電路
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于LED照明器的驅(qū)動(dòng)裝置，涉及一種LED驅(qū)動(dòng)的保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0003]參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)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(fù)端接LED燈串陰極，輸出正端和負(fù)端之間接濾波電容Cl ；如果LED負(fù)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(fù)載正常工作時(shí)的正向?qū)妷?。此時(shí)若LED負(fù)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(fù)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(shí)間，對(duì)LED的損傷極大。
[0004]現(xiàn)有的LED驅(qū)動(dòng)電路存在的缺陷是:在LED燈串熱插拔時(shí)產(chǎn)生的瞬間尖峰電流過大，損壞LED。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服已有LED驅(qū)動(dòng)電路的在LED燈串熱插拔時(shí)產(chǎn)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(shí)產(chǎn)生的瞬間尖峰電流、延長(zhǎng)LED使用壽命的用于LED照明器的熱插拔保護(hù)電路。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種用于LED照明器的熱插拔保護(hù)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(fù)極、濾波電容的另一端均接地，所述熱插拔保護(hù)電路還包括功率管Ml、電流檢測(cè)單元、狀態(tài)鎖存器和復(fù)位單元，所述LED燈串同時(shí)與功率管Ml的漏極連接，所述功率管Ml的源極接電流檢測(cè)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(dǎo)通支路，所述導(dǎo)通支路上串聯(lián)所述電流檢測(cè)單元，所述電流檢測(cè)單元的輸出端與所述狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端連接，所述復(fù)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。
[0007]進(jìn)一步，所述復(fù)位單元為電壓比較器，所述電壓比較器的負(fù)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(cè)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(fù)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(fù)位端連接。
[0008]或者是:所述電流檢測(cè)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(fù)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(fù)位端連接； 或者是:所述復(fù)位單元為計(jì)時(shí)器，所述計(jì)時(shí)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(cè)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(fù)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(fù)位端連接；
或者是:所述狀態(tài)鎖存器的輸出端與一個(gè)運(yùn)算放大器的使能端連接，所述運(yùn)算放大器的正端與第三給定閾值電壓端連接，所述運(yùn)算放大器的負(fù)端與功率管Ml的源極連接。
[0009]更進(jìn)一步，所述功率管Ml可以為PMOS管或NMOS管，當(dāng)功率管為PMOS管時(shí)，功率管及其控制電路和LED的位置互換。
[0010]更進(jìn)一步，所述功率管Ml為三極管或MOS管，NPN型三極管對(duì)應(yīng)NMOS管，PNP型三極管對(duì)應(yīng)PMOS管。
[0011 ] 更進(jìn)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。
[0012]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:能夠避免原有的LED驅(qū)動(dòng)電路在LED燈串熱插拔時(shí)產(chǎn)生的瞬間尖峰電流，同時(shí)保證LED燈串在電流源工作時(shí)熱插拔能夠被正常點(diǎn)亮。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有LED驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的用于LED照明器的熱插拔保護(hù)電路的電路圖。
[0015]圖3是一種熱插拔保護(hù)電路的示意圖。
[0016]圖4是另一種熱插拔保護(hù)電路的示意圖。
[0017]圖5是另一種熱插拔保護(hù)電路的示意圖。
[0018]圖6是另一種熱插拔保護(hù)電路的示意圖。
[0019]圖7是另一種熱插拔保護(hù)電路的示意圖。
[0020]圖8是另一種熱插拔保護(hù)電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0022]參照?qǐng)D2?圖8，一種用于LED照明器的熱插拔保護(hù)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(fù)極、濾波電容Cl的另一端均接地，所述熱插拔保護(hù)電路還包括功率管Ml、電流檢測(cè)單元20、狀態(tài)鎖存器和復(fù)位單元30，所述LED燈串的陰極同時(shí)與開關(guān)管Ml的漏極連接，所述開關(guān)管Ml的源極接電流檢測(cè)單元，所述LED燈串、開關(guān)管Ml的漏極和開關(guān)管Ml的源極形成導(dǎo)通支路，所述導(dǎo)通支路上串聯(lián)所述電流檢測(cè)單元20，所述電流檢測(cè)單元20的輸出端與所述狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端連接，所述復(fù)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(guān)管Ml的柵極連接。
[0023]本實(shí)施例在原有LED驅(qū)動(dòng)電路的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)功率管M1，電流檢測(cè)單元20，復(fù)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(cè)單元，柵極由電流檢測(cè)單元和復(fù)位單元共同控制，啟動(dòng)時(shí)功率管Ml默認(rèn)為導(dǎo)通工作狀態(tài)。電流檢測(cè)單元20檢測(cè)流過功率管Ml的電流，當(dāng)流過開關(guān)管Ml的電流為O或小于一定值時(shí)，認(rèn)為L(zhǎng)ED燈串沒有接入照明器，即LED燈串開路，電流檢測(cè)單元20控制功率管Ml的柵極為低電平，將功率管Ml關(guān)閉；當(dāng)LED燈串接入照明器時(shí)，復(fù)位單元30控制功率管Ml的柵極為高電平，使功率管Ml導(dǎo)通。(圖2)
進(jìn)一步，所述復(fù)位單元30為電壓比較器，所述電壓比較器的負(fù)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(guān)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(cè)單元20包括采樣電阻和比較器，所述開關(guān)管Ml的源極與所述采樣電阻連接后接地，所述開關(guān)管Ml的源極與比較器的負(fù)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(fù)位端連接。
[0024]該方案中，復(fù)位單元30為一個(gè)電壓比較器，比較功率管漏極電壓和一個(gè)設(shè)定的閾值電壓VI，其輸出接一個(gè)置位信號(hào)優(yōu)先的狀態(tài)鎖存器的置位端(S);電流檢測(cè)單元20為一個(gè)電壓比較器201和一個(gè)電流檢測(cè)電阻RS，電壓比較器201比較電流檢測(cè)電阻RS上的電壓和一個(gè)設(shè)定的閾值V2，其輸出接狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端(R);狀態(tài)鎖存器的輸出默認(rèn)為高電平；當(dāng)比較器201檢測(cè)到RS上的電壓小于V2時(shí)，認(rèn)為L(zhǎng)ED燈串開路，比較器201輸出高電平到狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端(R)，使?fàn)顟B(tài)鎖存器輸出低電平到功率管Ml的柵極，將功率管關(guān)閉；當(dāng)電壓比較器30檢測(cè)到功率管Ml的漏極電壓高于Vl時(shí)，認(rèn)為L(zhǎng)ED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?fàn)顟B(tài)鎖存器輸出高電平到功率管Ml的柵極，將功率管導(dǎo)通。(圖3)
或者是:電流檢測(cè)單元可以不串聯(lián)在所述LED燈串、開關(guān)管Ml的漏極和開關(guān)管Ml的源極形成導(dǎo)通支路，而是通過一定比例的采樣功率管來檢測(cè)所述導(dǎo)通支路的電流。
[0025]該方案中，電流檢測(cè)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(fù)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(fù)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(gè)設(shè)定的電流值II，當(dāng)采樣管M2的電流小于Il時(shí)，認(rèn)為L(zhǎng)ED燈串開路，電流比較器輸出高電平到狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端。(圖4)
或者是:所述復(fù)位單元30為一個(gè)計(jì)時(shí)器。
[0026]該方案中，計(jì)時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間間隔的高電平脈沖輸出到狀態(tài)鎖存器的置位端
(S)，當(dāng)狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端(R端)為高時(shí)，其輸出端每間隔一段時(shí)間輸出一個(gè)高電平脈沖。當(dāng)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(dǎo)通，此時(shí)會(huì)有電流流過Ml，使電流檢測(cè)單元輸出低電平，進(jìn)而使功率管Ml保持導(dǎo)通。(圖5)
或者是:電流檢測(cè)單元和復(fù)位單元可以不直接控制功率管，而是通過一個(gè)運(yùn)算放大器或其他控制電路來控制功率管的柵極，進(jìn)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(yùn)算放大器的使能端連接，所述運(yùn)算放大器的正端與第三給定閾值電壓端連接，所述運(yùn)算放大器的負(fù)端與開關(guān)管Ml的源極連接。
[0027]該方案中，電流檢測(cè)單元和復(fù)位單元通過一個(gè)運(yùn)算放大器控制功率管Ml的柵極，同時(shí)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(cè)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)
本實(shí)施例中，當(dāng)LED燈串沒有接入照明器時(shí)，通過關(guān)閉一個(gè)受控的功率管將前級(jí)驅(qū)動(dòng)器輸出斷開，當(dāng)LED燈串突然接入照明器，即熱插拔時(shí)，再通過打開功率管將前級(jí)驅(qū)動(dòng)器接入，在接入的瞬間由功率管承受前級(jí)驅(qū)動(dòng)器開路工作時(shí)產(chǎn)生的多余電壓，因此能夠避免LED燈串熱插拔時(shí)產(chǎn)生的瞬間尖峰電流，同時(shí)保證LED燈串在熱插拔時(shí)能夠被正常點(diǎn)亮。
[0029]本說明書的實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種用于LED照明器的熱插拔保護(hù)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(fù)極、濾波電容的另一端均接地，其特征在于:所述熱插拔保護(hù)電路還包括功率管Ml、電流檢測(cè)單元、狀態(tài)鎖存器和復(fù)位單元，所述LED燈串同時(shí)與功率管Ml的漏極連接，所述功率管Ml的源極接電流檢測(cè)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(dǎo)通支路，所述導(dǎo)通支路上串聯(lián)所述電流檢測(cè)單元，所述電流檢測(cè)單元的輸出端與所述狀態(tài)鎖存器的復(fù)位端連接，所述復(fù)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。
2.如權(quán)利要求1所述的用于LED照明器的熱插拔保護(hù)電路，其特征在于:所述復(fù)位單元為電壓比較器，所述電壓比較器的負(fù)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(cè)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(fù)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(fù)位端連接。
3.如權(quán)利要求1所述的用于LED照明器的熱插拔保護(hù)電路，其特征在于:所述復(fù)位單元為計(jì)時(shí)器，所述電流檢測(cè)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(fù)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(fù)位端連接； 所述狀態(tài)鎖存器的輸出端與運(yùn)算放大器的使能端連接，所述運(yùn)算放大器的正端與第三給定閾值電壓端連接，所述運(yùn)算放大器的負(fù)端與功率管Ml的源極連接。
4.如權(quán)利要求f3之一所述的用于LED照明器的熱插拔保護(hù)電路，其特征在于:所述功率管Ml為三極管或MOS管。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK103826363SQ201410042245
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】白浪, 黃必亮, 任遠(yuǎn)程, 周遜偉 申請(qǐng)人:杰華特微電子（杭州）有限公司