專利名稱：一種低成本高可靠性led開路保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED開路保護(hù)電路，更具體地講，涉及一種低成本高可靠 性LED開路保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
圖1是傳統(tǒng)的LED開路保護(hù)電路的示意圖。如圖1所示，在電源Vin與地 之間連接有去藕電容器Cin;電阻器R2—端接電源Vin，另一端接穩(wěn)壓管Zl的 負(fù)極，穩(wěn)壓管Zl的正極接光耦12的正輸入端，光耦12的負(fù)輸入端與LED的負(fù) 極、電容器Cout的負(fù)極以及電感L1的一端相連接，LED的正極和電容器Cout 的正極連接接到電源Vin以及續(xù)流二極管Dl的負(fù)極，續(xù)流二極管Dl的正極連 接到電感Ll的另一端以及M0S晶體管Ml的漏極；MOS晶體管Ml的柵極連接到 控制芯片11的gate輸出端，MOS晶體管Ml的源極連接到電阻器Rl以及控制芯 片11的cs端；電阻器Rl的另一端接地；控制芯片11的使能端en接光耦12 輸出端的正極；光耦12輸出端的負(fù)極接地。
當(dāng)MOS晶體管Ml導(dǎo)通時，電感Ll電流增加，節(jié)點(diǎn)cs處電壓增加，直到節(jié) 點(diǎn)cs處電壓升高到某一參考電壓時，關(guān)斷M0S晶體管M1;電感Ll通過續(xù)流二 極管D1、負(fù)載LED放電，電流降低；控制芯片ll再通過一定方式重新開啟MOS 晶體管M1，形成一個周期。當(dāng)輸出LED開路時，導(dǎo)通電流為0，從而Ml常通， 輸出電壓Vout會升高，當(dāng)其值高達(dá)一定值時，穩(wěn)壓管Z1擊穿，產(chǎn)生光耦12輸 入電流，從而光耦12輸出產(chǎn)生下拉電流將en端拉低，控制芯片11關(guān)斷M0S晶 體管M1，從而維持輸出電壓在一個較合理的值。這樣就有效地防止在LED開路 時輸出產(chǎn)生高壓，從而有效防止LED在接通瞬間被燒壞。
上述傳統(tǒng)的開路保護(hù)電路中，存在如下兩個缺點(diǎn)第一，開路時通過穩(wěn)壓 管檢測輸出電壓，當(dāng)電壓升到高于穩(wěn)壓管額定電壓時產(chǎn)生電流流向光耦，從而 將控制芯片11的en端拉低，相應(yīng)地關(guān)斷MOS晶體管Ml，此檢測方式采用了光
耦，因而成本較高；第二，由于驅(qū)動光耦需要毫安級別的電流，如此電流級別 的高壓穩(wěn)壓管較少，而采用TVS管代替穩(wěn)壓管又會降低保護(hù)電路的可靠性?？梢?，傳統(tǒng)的LED開路保護(hù)電路成本高、可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供一種低成本高可靠性LED 開路保護(hù)電路，以提高整體系統(tǒng)的性價(jià)比。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 一種低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路， 包括相互并聯(lián)連接的LED和輸出電容器Cout， LED的正極連接到電源Vin; 電感L1，其一端與LED的負(fù)極相連接；第一MOS晶體管Ml，其漏極與電感 Ll的另一端相連接，源極經(jīng)由第一電阻器R1接地；續(xù)流二極管D1，其正極連 接到第一 MOS晶體管Ml的漏極，負(fù)極連接到LED的正極；控制第一 MOS晶 體管M1通斷的控制芯片，該控制芯片具有使能端en和輸出端口 gate、 cs，其 中輸出端口 gate連接到第一 MOS晶體管Ml的柵極，而輸出端口 cs與第一 MOS 晶體管M1的源極相連接；其特征在于，進(jìn)一步包括晶體管負(fù)反饋控制模塊，該 控制模塊對LED兩端的輸出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到所述控制芯片的使能 端en的輸出信號，以控制第一 MOS晶體管Ml的通斷。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第一雙極型晶體管Ql、 第二雙極型晶體管Q2、第二電阻器R2和第三電阻器R3，其中第一雙極型晶體 管Ql的發(fā)射極經(jīng)由第二電阻器R2連接到所述LED的正極，第一雙極型晶體管 Ql的基極連接到所述LED負(fù)極，第一雙極型晶體管Q1的集電極連接到第二雙 極型晶體管Q2的基極和第三電阻器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第 二雙極型晶體管Q2的發(fā)射極共接到地，第二雙極型晶體管Q2的集電極連接到 所述控制芯片的使能端en。其中，第一雙極型晶體管Ql可以為PNP型晶體管， 第二雙極型晶體管Q2可以為NPN型晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第二 MOS晶體管 M2、第三MOS晶體管M3、第二電阻器R2和第三電阻器R3，其中第二 MOS 晶體管M2的源極經(jīng)由第二電阻器R2連接到所述LED的正極，第二 MOS晶體 管M2的柵極連接到所述LED負(fù)極，第二 MOS晶體管M2的漏極連接到第三 MOS晶體管M3的柵極和第三電阻器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第 三MOS晶體管M3的源極共接到地，第三MOS晶體管M3的漏極連接到所述 控制芯片的使能端en。其中第二 MOS晶體管M2可以為PMOS晶體管，第三 MOS晶體管M3可以為NMOS晶體管。本發(fā)明采用晶體管和電阻構(gòu)成的電路模塊代替現(xiàn)有技術(shù)中的穩(wěn)壓管和光 耦，不僅實(shí)現(xiàn)了開路保護(hù)功能，而且由于晶體管和電阻技術(shù)成熟、成本低且可 靠性高，從而使得根據(jù)本發(fā)明的開路保護(hù)電路成本低且可靠性高。


圖1是傳統(tǒng)的LED開路保護(hù)電路的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路的示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
首先，相對于如圖1所示的現(xiàn)有的開路保護(hù)電路而言，本發(fā)明的技術(shù)方案 采用晶體管負(fù)反饋控制模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的穩(wěn)壓管和光耦構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)，通過對 LED兩端的輸出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到控制芯片的使能端en的輸出信號， 來控制第一 MOS晶體管Ml的通斷，實(shí)現(xiàn)開路保護(hù)功能。
具體地，如圖2所示，LED和輸出電容器Cout相互并聯(lián)連接，LED的正極 連接到電源Vin，電感L1的一端與LED的負(fù)極相連接，電感L1的另一端與第 一 MOS晶體管Ml的漏極相連接，第一 MOS晶體管Ml的源極經(jīng)由第一電阻 器Rl接地，續(xù)流二極管Dl的正極連接到第一 MOS晶體管Ml的漏極，續(xù)流 二極管Dl的負(fù)極連接到LED的正極，控制芯片21控制第一 MOS晶體管Ml 的通斷，控制芯片21的輸出端口 gate連接到第一 MOS晶體管Ml的柵極，而 輸出端口 cs與第一MOS晶體管M1的源極相連接，去耦電容器Cin連接在電源 Vin和地之間。
晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第一雙極型晶體管Ql 、第二雙極型晶體管Q2、 第二電阻器R2和第三電阻器R3。第一雙極型晶體管Ql的發(fā)射極經(jīng)由第二電阻 器R2連接到LED的正極，第一雙極型晶體管Ql的基極連接到LED的負(fù)極， 第一雙極型晶體管Ql的集電極連接到第二雙極型晶體管Q2的基極和第三電阻 器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第二雙極型晶體管Q2的發(fā)射極共接 到地，第二雙極型晶體管Q2的集電極連接到控制芯片的使能端en。在該優(yōu)選實(shí)施例中，第一雙極型晶體管Ql為PNP型晶體管，第二雙極型晶體管Q2為NPN 型晶體管。
該實(shí)施例中，通過射極負(fù)反饋的共射放大器放大輸出電壓Vout，并用以驅(qū) 動下拉網(wǎng)絡(luò)，將控制芯片21的使能端en拉低，從而控制第一 MOS晶體管Ml 的關(guān)斷。具體而言,通過第二電阻器R2和第一雙極型晶體管Ql將輸出電壓Vout 轉(zhuǎn)換為電流，該電流流入第二電阻器R2產(chǎn)生電壓，該電壓控制第二雙極型晶體 管Q2的基極，從而產(chǎn)生下拉電流將控制芯片21的使能端en拉低，從而通過控 制芯片21關(guān)斷第一MOS晶體管M1，因而限制了輸出電壓。輸出電壓滿足如下 不等式-
通過設(shè)計(jì)使得實(shí)際需要輸出的電壓約小于上式限制的電壓，則燈突然接上 時(接通瞬間)就不會因?yàn)楦邏寒a(chǎn)生的沖擊電流而燒壞，而該保護(hù)電路在正常 工作時也不會觸發(fā)影響系統(tǒng)的正常功能。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，其與圖2所示的優(yōu)選實(shí)施例的 區(qū)別僅在于，采用第二 MOS晶體管M2和第三MOS晶體管M3分別代替第一 雙極型晶體管Ql和第二雙極型晶體管Q2。相應(yīng)地，采用第二 MOS晶體管M2 和第二電阻器R2將輸出電壓Vout轉(zhuǎn)化為電流并在第二電阻器R2上形成電壓， 用以控制第三MOS晶體管M3的導(dǎo)通，從而將控制芯片31的使能端en拉低來 關(guān)斷第一 MOS晶體管Ml，使得開路時輸出電壓得以限制。
應(yīng)該理解，本發(fā)明的技術(shù)方案采用射極(源級)負(fù)反饋的方式將輸出電壓 轉(zhuǎn)化為電流，并在電阻上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓控制晶體管導(dǎo)通，從而將控制芯片的 使能端拉低，相應(yīng)地關(guān)斷輸出開關(guān)管，限制輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)開路保護(hù)，這 種保護(hù)方式采用成熟的低成本的晶體管及電阻來實(shí)現(xiàn)，從而可靠性高且成本低。
本說明書中所描述的只是本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說 明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思 通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在如權(quán)利要求 所界定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，包括相互并聯(lián)連接的LED和輸出電容器Cout，LED的正極連接到電源Vin；電感L1，其一端與LED的負(fù)極相連接；第一MOS晶體管M1，其漏極與電感L1的另一端相連接，源極經(jīng)由第一電阻器R1接地；續(xù)流二極管D1，其正極連接到第一MOS晶體管M1的漏極，負(fù)極連接到LED的正極；控制第一MOS晶體管M1通斷的控制芯片，該控制芯片具有使能端en和輸出端口gate、cs，其中輸出端口gate連接到第一MOS晶體管M1的柵極，而輸出端口cs與第一MOS晶體管M1的源極相連接；其特征在于，進(jìn)一步包括晶體管負(fù)反饋控制模塊，該控制模塊對LED兩端的輸出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到所述控制芯片的使能端en的輸出信號，以控制第一MOS晶體管M1的通斷。
2. 如權(quán)利要求1所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于， 所述晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第一雙極型晶體管Ql、第二雙極型晶體管Q2、 第二電阻器R2和第三電阻器R3，其中第一雙極型晶體管Q1的發(fā)射極經(jīng)由第二 電阻器R2連接到所述LED的正極，第一雙極型晶體管Ql的基極連接到所述 LED負(fù)極，第一雙極型晶體管Ql的集電極連接到第二雙極型晶體管Q2的基極 和第三電阻器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第二雙極型晶體管Q2的 發(fā)射極共接到地，第二雙極型晶體管Q2的集電極連接到所述控制芯片的使能端
3. 如權(quán)利要求2所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于， 所述第一雙極型晶體管Ql為PNP型晶體管,所述第二雙極型晶體管Q2為NPN 型晶體管。 '
4. 如權(quán)利要求1所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于， 所述晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第二 MOS晶體管M2、第三MOS晶體管M3、 第二電阻器R2和第三電阻器R3，其中第二 MOS晶體管M2的源極經(jīng)由第二電 阻器R2連接到所述LED的正極，第二 MOS晶體管M2的柵極連接到所述LED 負(fù)極，第二 MOS晶體管M2的漏極連接到第三MOS晶體管M3的柵極和第三 電阻器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第三MOS晶體管M3的源極共接到地，第三MOS晶體管M3的漏極連接到所述控制芯片的使能端en。
5. 如權(quán)利要求2所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于， 所述第二 MOS晶體管M2為PMOS晶體管，所述第三MOS晶體管M3為NMOS晶體管。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其 特征在于，進(jìn)一步包括連接在電源Vin和地之間的去耦電容器Cin。
全文摘要
一種低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，包括相互并聯(lián)連接的LED和輸出電容器Cout，LED的正極連接到電源Vin；電感L1，其一端與LED的負(fù)極相連；第一MOS晶體管M1，其漏極與電感L1的另一端相連，源極經(jīng)由第一電阻器R1接地；續(xù)流二極管D1，其正極連接到第一MOS晶體管M1的漏極，負(fù)極連接到LED的正極；控制芯片，具有使能端en和輸出端口gate、cs，輸出端口gate連接到第一MOS晶體管M1的柵極，而輸出端口cs與第一MOS晶體管M1的源極相連；晶體管負(fù)反饋控制模塊，該模塊對LED兩端的輸出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到控制芯片的使能端en的輸出信號，以控制第一MOS晶體管M1的通斷。
文檔編號H05B37/00GK101616520SQ20091005769
公開日2009年12月30日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者義 張, 樓永偉, 趙新江 申請人:上海晶豐明源半導(dǎo)體有限公司