專利名稱：一種led驅動電源中的過壓保護電路及l(fā)ed驅動電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED驅動電源中的過壓保護電路，尤其是用在無輔助繞組的LED驅動電源方案中。
背景技術：
LED驅動電源的功能是提供LED燈恒定的輸出電流，但是如果輸出LED開路或者發(fā)生其他使輸出電壓變高的情況，LED驅動電源必須做出相應措施讓輸出電壓不超過輸出電容的耐壓，否則輸出電容就會被破壞。在傳統(tǒng)的LED驅動電源方案中，一般采用一個單獨的變壓器繞組來檢測輸出電壓，然后通過電阻分壓，輸入到芯片單獨的腳位來直接檢測輸出電壓，從而判定驅動電源是否發(fā)生過壓。傳統(tǒng)的過壓保護方案增加了 LED的整個驅動電源的體積和成本，為了檢測過壓點，需要增加一個變壓器繞組，兩個分壓電阻，而且芯片也要多一個檢測腳位，不適合目前市場LED小體積、低成本的發(fā)展趨勢。圖1為現有技術中LED驅動電源中過壓保護部分的電路原理圖。圖1所給出的是一種降壓型Buck電路的典型應用圖。通常包括:整流橋101，輸入濾波電容102，輸出電容103，變壓器原邊繞組104，變壓器輔助繞組110，整流二極管105，供電電容109，LED負載113，開關功率管107，電流采樣電阻108，分壓電阻111，分壓電阻112，控制芯片120。當開關功率管107導通時，變壓器原邊104電流上升，電流流經采樣電阻108產生電壓信號，當該電壓信號達到芯片110內的電流基準電壓時，開關功率管107關斷，原邊繞組104里面的電流通過整流管105續(xù)流，當芯片120檢測到整流管105中的電流為零時，開關管107打開。當開關功率管107關斷時,在原邊繞組104上的電壓差為LED的輸出電壓,此時輔助繞組110上感應的電壓也是輸出電壓的正比關系，比例系數為繞組的匝比。如果此時LED開路，輸出電壓變高，如果FB電壓高于芯片的內部基準，芯片120判定系統(tǒng)進入過壓狀態(tài)，實現保護功能?，F有技術中所使用的另一種技術方案是省掉了圖1中變壓器輔助繞組，通過檢測所述整流二極管中電流續(xù)流時間來判定輸出電壓是否過壓。一般通過在芯片中設置一個固定的時間常數，當整流二極管中的電流續(xù)流時間超過這個固定時間常數，則認為芯片沒有過壓，如果整流二極管中的電流續(xù)流時間短于這個固定時間常數，則認為芯片出現過壓。但是因為所述整流二極管中的電流續(xù)流時間與原邊峰值電流是正比關系，所以對于峰值電流變化的系統(tǒng)，這種應用不適合。

發(fā)明內容
為了克服現有技術中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種體積小、成本低的LED驅動電源中的過壓保護電路及LED驅動電源
為了實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種LED驅動電源中的過壓保護電路，其特征在于，該過壓保護電路包括:一米樣保持單兀、一電流源、一充電電容、一比較器單兀、一過壓邏輯單元、一邏輯控制單元以及一退磁時間檢測單元，該采樣保持單元檢測該LED驅動電源的電流采樣電阻的電壓并經過該電流源、充電電容以及比較器單元生成一退磁基準時間，該退磁時間檢測單元檢測一退磁時間，該過壓邏輯單元比較該退磁時間和該退磁基準時間，當該退磁時間小于等于該退磁基準時間時，該過壓邏輯單元輸出一過壓信號，該控制邏輯單元判定輸出過壓，關斷該LED驅動電源的功率開關管。更進一步地，該采樣保持單元的輸入端連接該LED驅動電源的電流采樣電阻，其輸出端與比較器單元的正極輸入端連接，該比較器單元的負極輸入端連接該充電電容和該電流源，該比較器單元的輸出端連接該過壓邏輯單元的輸入端，且該退磁時間檢測單元的輸出端與該過壓邏輯單元的另一輸入端連接，該過壓邏輯單元的輸出端連接該控制邏輯單
J Li ο更進一步地，該退磁時間檢測單元的輸入信號來自該功率開關管或該LED驅動電源的輔助繞組。更進一步地，該控制邏輯單元通過一驅動單元與一源極控制管的柵極連接，該源極控制管的源級連接該電流采樣電阻，漏極連接該功率開關管的源級。更進一步地，該控制邏輯單元通過一驅動單元與該功率開關管的柵極連接，該功率開關管的漏極和柵極連接一耦合電容。更進一步地，該采樣保持單元包括一采樣開關和一采樣電容，該采樣開關的開關狀態(tài)由一芯片控制信號Gate_0N決定。更進一步地，該退磁時間檢測單元包括:一高通濾波器、一比較器以及一邏輯電路單元，該高通濾波器的輸入端為該退磁時間檢測單元的輸入端，該高通濾波器的輸出端連接該比較器的正極輸入端，該比較器的負極輸入端連接一基準電壓，該比較器的輸出端連接輸入邏輯電路。本發(fā)明同時提供一種LED驅動電源，包括整流橋、整流二極管、功率開關管、電流采樣電阻以及LED負載，其特征在于，該LED驅動電源還包括一控制芯片，該控制芯片由如上文所述的過壓保護電路組成。與現有技術相比較，本發(fā)明所提供的過壓保護電路及LED驅動電源不需要單獨的變壓器繞組來檢測輸出電壓，也不需要檢測腳位，因此能夠降低成本，并且所制成的LED驅動電源體積更小。


關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。圖1為現有技術中LED驅動電源電路原理 圖2為本發(fā)明所涉及的過壓保護電路的第一實施方式的線路結構 圖3為本發(fā)明所涉及的過壓保護電路第一實施方式中關鍵節(jié)點的電壓波形示意 圖4為本發(fā)明所涉及的過壓保護電路的第二實施方式的線路結構 圖5為本發(fā)明所涉及的過壓保護電路的第三實施方式的線路結構 圖6為本發(fā)明中退磁時間檢測模塊的一個具體實施圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。本發(fā)明要解決的技術問題是低成本LED驅動電源過壓保護問題，特別是峰值電流變化的驅動電源中的輸出電壓過壓保護。為了解決現有技術中成本高，應用受限的問題，本發(fā)明提供了一種新型的輸出電壓檢測電路。本發(fā)明的電路省掉了現有技術中的輔助繞組110，分壓電阻111和分壓電阻112，并且省掉了芯片120的FB引腳。并且可以在峰值電流變化的應用中，檢測輸出電壓是否過壓，從而達到低成本，可靠性強的目標。圖1中所述續(xù)流二極管的續(xù)流時間可以用下列公式表述
權利要求
1.一種LED驅動電源中的過壓保護電路，其特征在于，所述過壓保護電路包括:一采樣保持單元、一電流源、一充電電容、一比較器單元、一過壓邏輯單元、一邏輯控制單元以及一退磁時間檢測單元，所述采樣保持單元檢測所述LED驅動電源的電流采樣電阻的電壓并經過所述電流源、充電電容以及比較器單元生成一退磁基準時間，所述退磁時間檢測單元檢測一退磁時間，所述過壓邏輯單元比較所述退磁時間和所述退磁基準時間，當所述退磁時間小于等于所述退磁基準時間時，所述過壓邏輯單元輸出一過壓信號，所述控制邏輯單元判定輸出過壓，關斷所述LED驅動電源的功率開關管。
2.如權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述采樣保持單元的輸入端連接所述LED驅動電源的電流采樣電阻，其輸出端與比較器單元的正極輸入端連接，所述比較器單元的負極輸入端連接所述充電電容和所述電流源，所述比較器單元的輸出端連接所述過壓邏輯單元的輸入端，且所述退磁時間檢測單元的輸出端與所述過壓邏輯單元的另一輸入端連接，所述過壓邏輯單元的輸出端連接所述控制邏輯單元。
3.如權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述退磁時間檢測單元的輸入信號來自所述功率開關管或所述LED驅動電源的輔助繞組。
4.如權利要求2所述的過壓保護電路，其特征在于，所述控制邏輯單元通過一驅動單元與一源極控制管的柵極連接，所述源極控制管的源級連接所述電流采樣電阻，漏極連接所述功率開關管的源級。
5.如權利要求2所述的過壓保護電路，其特征在于，所述控制邏輯單元通過一驅動單元與所述功率開關管的柵極連接，所述功率開關管的漏極和柵極連接一耦合電容。
6.如權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述采樣保持單元包括一采樣開關和一采樣電容，所述采樣開關的開關狀態(tài)由一芯片控制信號Gate_ON決定。
7.如權利要求1所述的過壓保護電路，其特征在于，所述退磁時間檢測單元包括:一高通濾波器、一比較器以及一邏輯電路單元，所述高通濾波器的輸入端為所述退磁時間檢測單元的輸入端，所述高通濾波器的輸出端連接所述比較器的正極輸入端，所述比較器的負極輸入端連接一基準電壓，所述比較器的輸出端連接輸入邏輯電路。
8.—種LED驅動電源，包括整流橋、整流二極管、功率開關管、電流采樣電阻以及LED負載，其特征在于，所述LED驅動電源還包括一控制芯片，所述控制芯片由如權利要求1至7任一項所述的過壓保護電路組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LED驅動電源中的過壓保護電路，其特征在于，該過壓保護電路包括一采樣保持單元、一電流源、一充電電容、一比較器單元、一過壓邏輯單元、一邏輯控制單元以及一退磁時間檢測單元，該采樣保持單元檢測該LED驅動電源的電流采樣電阻的電壓并經過該電流源、充電電容以及比較器單元生成一退磁基準時間，該退磁時間檢測單元檢測一退磁時間，該過壓邏輯單元比較該退磁時間和該退磁基準時間，當該退磁時間小于等于該退磁基準時間時，該過壓邏輯單元輸出一過壓信號，該控制邏輯單元判定輸出過壓，關斷該LED驅動電源的功率開關管。
文檔編號H02H7/125GK103199499SQ20131013946
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權日2013年4月22日
發(fā)明者孫順根, 于得水 申請人:上海晶豐明源半導體有限公司