專(zhuān)利名稱(chēng)：線性高壓led驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,以下簡(jiǎn)稱(chēng):LED)照明技術(shù)領(lǐng) 域，具體涉及一種線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
[0002]目前，LED照明電源主要采用的是開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)關(guān)電源具有效率高體積小的優(yōu)點(diǎn)， LED照明用開(kāi)關(guān)電源有隔離型和非隔離型。但開(kāi)關(guān)電源也有難以克服的缺點(diǎn)，具體表現(xiàn)為: 由于開(kāi)關(guān)電源使用的是電解電容器和變壓器或電感，而電解電容器的最大缺點(diǎn)是壽命短， 可靠性不高，其使用壽命最多也只能達(dá)到5000-8000小時(shí)；而鋁電解電容器的工作溫度每 提高10°C其使用壽命一般會(huì)減少10%，而LED燈的開(kāi)關(guān)電源的工作溫度一般都在70V左 右。因此，電解電容器的使用壽命直接決定了開(kāi)關(guān)電源的使用壽命，但是，LED燈珠的壽命 一般卻可以達(dá)到50000小時(shí)，因此，LED照明用開(kāi)關(guān)電源的使用壽命與LED燈珠的壽命及其 不匹配，從而影響了 LED燈珠的使用壽命，造成資源的浪費(fèi)。[0003]現(xiàn)在一些公司推出了一種線性高壓LED驅(qū)動(dòng)芯片，采用這種芯片制作的LED驅(qū)動(dòng) 電源完全不同于開(kāi)關(guān)電源，它需要將至少2段串聯(lián)的LED燈串或串聯(lián)與并聯(lián)組合的LED燈 串順次接入電路(其中，每段LED燈串都包含有一個(gè)驅(qū)動(dòng)LED燈串的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān))，然后將經(jīng) 過(guò)整流的直流脈動(dòng)電壓加到LED燈串上，最后通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制芯片來(lái)測(cè)量輸入電壓，等到輸 入電壓達(dá)到一定值以后，驅(qū)動(dòng)控制芯片控制第一段燈串的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)接通使第一段LED燈串 恒流以較低的電流值；當(dāng)電壓到達(dá)較高一些的電壓值以后再控制第二段燈串的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)接 通同時(shí)關(guān)閉第一段燈的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，由于兩段燈是順次串聯(lián)所以此時(shí)第一段燈和第二段燈同 時(shí)導(dǎo)通并恒流于較高的電流，最后等到電壓更高以后，再接通第三段LED燈串，同時(shí)關(guān)閉第 二段燈的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，由于三段燈是順次串聯(lián)所以此時(shí)第一段燈、第二段和第三段燈同時(shí)導(dǎo) 通并恒流于更高值的電流；如果有更多的Led燈串順次連接，后續(xù)每段LED燈串的工作方 式以此類(lèi)推；當(dāng)輸入電壓下降時(shí)過(guò)程正好相反。這樣驅(qū)動(dòng)LED燈只需要驅(qū)動(dòng)芯片、驅(qū)動(dòng)開(kāi) 關(guān)和相應(yīng)的少量電阻就可以實(shí)現(xiàn)。然而，這種線性高壓LED驅(qū)動(dòng)方案雖然電路簡(jiǎn)單，但驅(qū)動(dòng) LED燈串的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)卻要承受很大的電壓降，這是由于當(dāng)前一段LED燈串導(dǎo)通之后但后一 段LED燈串還沒(méi)有導(dǎo)通之前，已經(jīng)導(dǎo)通的驅(qū)開(kāi)關(guān)要最大承受相當(dāng)于后一段LED燈導(dǎo)通時(shí)需 要的壓降，同時(shí)流過(guò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的電流為當(dāng)前導(dǎo)通LED燈串的電流，這樣驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)就會(huì)因功 耗過(guò)大而損壞。目前為了降低驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的功耗采用的方法有以下幾種:第一種，通過(guò)增加 LED燈串的段數(shù)來(lái)減小每段LED燈串相應(yīng)的導(dǎo)通壓降，通過(guò)降低LED燈串相應(yīng)的導(dǎo)通壓降來(lái) 降低相應(yīng)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的功耗，但這種通過(guò)增加LED燈串段數(shù)的方式必須增加相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān) 個(gè)數(shù)，其控制電路也會(huì)更復(fù)雜；第二種，限制LED燈串的導(dǎo)通電流，使驅(qū)動(dòng)方案只用于小功 率情況，一般導(dǎo)通電流限制在40毫安以下總功率限制在十瓦以下。[0004]但即便采用了上述降低驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)功耗的方法，在特殊情況下也不能保證驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān) 安全。例如:當(dāng)電源電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，一般市電的波動(dòng)范圍在20%左右，電源電壓比正常值 聞出20%時(shí),最后一路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)最大就要承受:100伏的電壓，同時(shí)最后一路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電流是幾路中最大的，這樣驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)就容易因功耗過(guò)大而燒壞；另外，當(dāng)某一 LED燈串發(fā) 生短路或開(kāi)路時(shí)也會(huì)使其后面一路或前面一路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)承受比正常工作時(shí)高的多的電壓， 驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)也會(huì)因功耗過(guò)大而燒壞，而當(dāng)其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)燒壞后，由于其他驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)需要 承擔(dān)更大的壓降，此時(shí)，整個(gè)線性LED驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)就會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng)而陸續(xù)燒壞。 這里的功耗一般是指器件的發(fā)熱功率，這里驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的發(fā)熱功率為其兩端的電壓和流過(guò)開(kāi) 關(guān)的電流的乘積。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷、提供一種當(dāng)電源電壓出現(xiàn) 較大波動(dòng)時(shí)或某一段LED燈串出現(xiàn)短路或開(kāi)路時(shí)能夠?qū)Ω髀返尿?qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)的過(guò)壓 保護(hù)電路。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案:[0007]一種線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，包括用于驅(qū)動(dòng)LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，還包 括用于保護(hù)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的過(guò)壓保護(hù)電路；[0008]所述過(guò)壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測(cè)每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端電壓的電壓采樣單元、用于對(duì) 電壓采樣單元采集到的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理單元、用于當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端的電壓超 過(guò)某一設(shè)定值時(shí)控制其關(guān)斷的控制開(kāi)關(guān)單元。[0009]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，[0010]所述LED燈串包括:至少2段LED燈串；[0011]所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)包括:用于驅(qū)動(dòng)每段LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)；[0012]所述保護(hù)電路對(duì)每一路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)分別進(jìn)行保護(hù)。[0013]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)為第一 NMOS管。[0014]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，所述電壓采樣單元包括電阻R1，信號(hào)處 理單元包括電阻R2，所述電阻Rl及電阻R2串聯(lián)，串聯(lián)電阻Rl及電阻R2的一端連接在每 段LED燈串之后，另一端接地；所述控制開(kāi)關(guān)單元為基極連接在電阻Rl及電阻R2之間、發(fā) 射極接地、集電極與所述第一 NMOS管柵極連接的NPN三極管。[0015]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，所述電壓采樣單元包括電阻R1，信號(hào)處 理單元包括電阻R2和信號(hào)誤差比較器，所述電阻Rl及電阻R2串聯(lián)，所述控制開(kāi)關(guān)單元包 括第二 NMOS管，串聯(lián)電阻Rl及電阻R2其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所述 信號(hào)誤差比較器的輸入端正極連接在電阻Rl及電阻R2之間、負(fù)極接基準(zhǔn)電壓，輸出端與第 二 NMOS管的柵極連接；第二 NMOS管漏極與第一 NMOS管的柵極連接、第二 NMOS管源極接 地。[0016]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)為NMOS管、PMOS管、NPN三 極管、PNP三極管。[0017]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，所述電壓采樣單元可以為電阻分壓電路 采樣或電容分壓電路采樣。[0018]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，所述控制開(kāi)關(guān)單元為NMOS管、PMOS管、NPN三極管、PNP三極管。[0019]如上所述線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，所述過(guò)壓保護(hù)電路可以隨驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)外置于驅(qū)動(dòng)控制芯片之外，也可以采用集成電路的形式隨驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)置于驅(qū)動(dòng)控制芯片之內(nèi)。[0020]本實(shí)用新型的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，通過(guò)為驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)電壓采樣單 元、信號(hào)處理單元、控制開(kāi)關(guān)單元所組成的過(guò)壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)電源電壓超出正常值一 定范圍時(shí)或某一段LED燈串出現(xiàn)短路或開(kāi)路時(shí)關(guān)斷所有驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)使之沒(méi)有電流流過(guò)，從而 使驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)就不會(huì)由于功耗太大而損壞，同時(shí)也提高了整個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)工作的可靠 性。


[0021]附圖1為包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器電路結(jié)構(gòu)示意 圖；[0022]附圖2為包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一電路結(jié) 構(gòu)示意圖；[0023]附圖3為包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例二電路結(jié) 構(gòu)示意圖；[0024]附圖4為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器正常工作時(shí)的電流和電壓波形；[0025]附圖5為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器輸入電壓超出門(mén)限時(shí)的電流和電壓波形；[0026]附圖6為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器第三段LED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電流和電壓波形；[0027]附圖7為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器第二段LED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電路和電壓波形；[0028]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-過(guò)壓保護(hù)電路，11-電壓采樣單元11，12-信號(hào)處理單元12，控 制開(kāi)關(guān)單元13，2-驅(qū)動(dòng)控制芯片，3-驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施方式
[0029]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的 附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用 新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。[0030]附圖1為包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器電路結(jié)構(gòu)示意 圖；如圖1所示，其中，L1-L6為L(zhǎng)ED燈串，本實(shí)用新型提供的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路 包括用于驅(qū)動(dòng)LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3，還包括用于保護(hù)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3的過(guò)壓保護(hù)電路 I ;所述過(guò)壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測(cè)每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3兩端電壓的電壓采樣單元11、用于對(duì)電 壓采樣單元11采集到的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理單元12、用于當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3兩端的電 壓超過(guò)某一設(shè)定值時(shí)控制其關(guān)斷的控制開(kāi)關(guān)單元13。[0031]具體地，雖然輸入電壓不可能無(wú)限制的升高而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)因功耗過(guò)大而燒壞， 但在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)有輸入電壓較大幅度的波動(dòng)或某一串LED燈損壞，這樣相應(yīng)的驅(qū)動(dòng) 開(kāi)關(guān)就會(huì)承受比正常工作高出很多的電壓由此而引發(fā)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)燒壞，因此，需要提供一種 能夠檢測(cè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端的電壓并當(dāng)電壓超過(guò)一定范圍時(shí)使驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)關(guān)斷，從而使該驅(qū)動(dòng)開(kāi) 關(guān)停止工作即沒(méi)有電流流過(guò)的過(guò)壓保護(hù)電路，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)也就不會(huì)因?yàn)楣脑龃蠖鴵p壞了。 本實(shí)用新型的過(guò)壓保護(hù)電路I包括用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3高電壓端對(duì)地電壓的電壓(驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3低壓端到地的壓降只有0.5伏左右，所以高壓端對(duì)地的電壓也就是驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端的電 壓)采樣單元11，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元12處理后(包括直接傳送、放大、衰減、反向或經(jīng)過(guò)邏 輯電路處理)傳送到控制開(kāi)關(guān)單元13，驅(qū)動(dòng)控制芯片2負(fù)責(zé)控制三個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)。 同樣的過(guò)壓保護(hù)電路組成對(duì)其他兩個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)(Q2、Q3)的過(guò)壓保護(hù)電路。本實(shí)用新型的控 制開(kāi)關(guān)單元13串聯(lián)在驅(qū)動(dòng)控制芯片2的開(kāi)關(guān)控制端和驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3之間，控制開(kāi)關(guān)單元13 和驅(qū)動(dòng)控制芯片2只要其中一個(gè)提供關(guān)斷驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3就處于關(guān)閉狀態(tài)。 電壓采樣單元11實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3兩端的電壓或驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3高電壓端對(duì)地的電壓， 當(dāng)該電壓高于預(yù)先設(shè)定的某一門(mén)限值時(shí)驅(qū)動(dòng)控制開(kāi)關(guān)單元13關(guān)斷驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3。所述驅(qū)動(dòng)開(kāi) 關(guān)3用于驅(qū)動(dòng)所述LED燈串導(dǎo)通或關(guān)斷，所述驅(qū)動(dòng)控制芯片2用于控制驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)3來(lái)驅(qū)動(dòng) LED燈串。220伏的交流電壓經(jīng)過(guò)全波整流橋Dl后變成最小值為O最高值為310伏左右的 直流脈動(dòng)電壓，當(dāng)電壓從O伏升高超過(guò)LED燈串L1、LED燈串L2的導(dǎo)通電壓時(shí)驅(qū)動(dòng)控制芯 片2控制驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Ql導(dǎo)通并恒流于一個(gè)較低的電流值，電壓繼續(xù)升高到LED燈串L3、LED燈 串L4也導(dǎo)通的電壓時(shí)驅(qū)動(dòng)控制芯片2控制驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2導(dǎo)通并恒流于一個(gè)較大的電流值， 同時(shí)驅(qū)動(dòng)控制芯片2控制關(guān)斷驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q1，這時(shí)LED燈串L1、LED燈串L2、LED燈串L3、LED 燈串L4同時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，電壓再繼續(xù)升高到LED燈串L5、LED燈串L6也導(dǎo) 通的電壓時(shí)驅(qū)動(dòng)控制芯片2控制驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q3導(dǎo)通并恒流于一個(gè)更大的電流值，同時(shí)關(guān)斷驅(qū) 動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2，這時(shí)LED燈串L1、LED燈串L2、LED燈串L3、LED燈串L4、LED燈串L5、LED燈串 L6同時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q3驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，電壓經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)后逐漸減小時(shí)過(guò)程正好相反。[0032]本實(shí)用新型通過(guò)為驅(qū)動(dòng)LED燈串工作的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置過(guò)壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)驅(qū) 動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端的電壓超過(guò)一定范圍時(shí)使驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉而停止工作，即沒(méi)有電流流過(guò)，此時(shí)，驅(qū) 動(dòng)開(kāi)關(guān)就不會(huì)因?yàn)楣脑龃蠖鴵p壞了，進(jìn)而可以提高使用包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路 的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的使用壽命。[0033]進(jìn)一步的，在上述所述過(guò)壓保護(hù)電路的基礎(chǔ)上，所述LED燈串包括:至少2段LED 燈串；所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)包括:用于驅(qū)動(dòng)每段LED燈串工作的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)；所述保護(hù)電路對(duì)每一路 驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)分別進(jìn)行保護(hù)。所述LED燈串為由若干個(gè)LED晶粒或Led燈珠串聯(lián)或串聯(lián)與并聯(lián) 組合成的LED燈串，他的導(dǎo)通電壓比單個(gè)LED晶?；驘糁楦叩亩唷0034]進(jìn)一步的，在上述所述過(guò)壓保護(hù)電路的基礎(chǔ)上，所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)為第一 NMOS管。[0035]下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的過(guò)壓保護(hù)電路進(jìn)行說(shuō)明。[0036]附圖2為包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例一電路結(jié) 構(gòu)示意圖；如圖2所示,所述電壓采樣單元11包括電阻R1，信號(hào)處理單元12包括電阻R2, 電阻Rl及電阻R2串聯(lián)，串聯(lián)阻Rl及電阻R2 —端連接在每段LED燈串之后，另一端接地； 所述控制開(kāi)關(guān)單元13包括NPN三極管，所述NPN三極管基極連接在電阻Rl及電阻R2之間、 發(fā)射極接地、集電極與所述第一 NMOS管柵極連接。[0037]具體地，如圖2所示，220伏的交流電壓經(jīng)過(guò)全波整流橋Dl整流后，其輸出端連接 有驅(qū)動(dòng)控制芯片2、LED燈串L1-L6以及NMOS管Q1、NM0S管Q2、NM0S管Q3。NPN三極管Q4 和電阻Rl、電阻R2組成NMOS管Ql的過(guò)壓保護(hù)電路，NPN三極管Q5和電阻R3、電阻R4組 成NMOS管Q2的過(guò)壓保護(hù)電路，NPN三極管Q5和電阻R5、電阻R6組成NMOS管Q3的過(guò)壓保 護(hù)電路。電阻RU電阻R2組成的分壓電路起電壓采樣和衰減的作用，然后直接傳送到NPN 三極管Q4的基極，當(dāng)NMOS管Ql的漏極的電壓經(jīng)過(guò)分壓電阻R1、電阻R2衰減后的值超過(guò)NPN三極管Q4的基極和發(fā)射極的導(dǎo)通電壓(一般大約為0.7伏)時(shí)，NPN三極管Q4飽和導(dǎo) 通，NMOS管Ql由于柵極的電壓大幅降低(約為100至200毫伏)而截止，從而NMOS管Ql 雖然漏極到地的電壓很高但沒(méi)有電流流過(guò)所以不會(huì)發(fā)熱。同樣的原理NPN三極管Q5和電 阻R3、電阻R4保護(hù)NMOS管Q2不會(huì)過(guò)熱損壞，NPN三極管Q6和電阻R5、電阻R6保護(hù)NMOS 管Q3不會(huì)過(guò)熱損壞。[0038]附圖3為包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)施例二電路結(jié) 構(gòu)示意圖；如圖3所示，所述電壓采樣單元11包括電阻R1，信號(hào)處理單元12包括電阻R2和 信號(hào)誤差比較器，電阻Rl及電阻R2串聯(lián)，串聯(lián)電阻Rl及電阻R2的一端連接在每段LED燈 串之后，另一端接地；所述信號(hào)誤差比較器的輸入端正極連接在電阻Rl及電阻R2之間、負(fù) 極接基準(zhǔn)電壓，輸出端與第二 NMOS管的柵極連接；所述控制開(kāi)關(guān)單元13包括第二 NMOS管， 第二 NMOS管漏極與第一 NMOS管的柵極連接、第二 NMOS管源極接地。[0039]具體地，如圖3所示，220伏的交流電壓經(jīng)過(guò)全波整流橋Dl整流后，其輸出端連接 有驅(qū)動(dòng)控制芯片2、LED燈串L1-L6以及NMOS管Q1、NM0S管Q2、NM0S管Q3。NMOS管Q4、信 號(hào)誤差比較器Ul以及電阻R1、電阻R2組成NMOS管Ql的過(guò)壓保護(hù)電路；NM0S管Q5、信號(hào) 誤差比較器U2以及電阻R3、電阻R4組成NMOS管Q2的過(guò)壓保護(hù)電路；NM0S管Q6、信號(hào)誤 差比較器U3以及電阻R5、電阻R6組成NMOS管Q3的過(guò)壓保護(hù)電路。電阻R1、電阻R2組成 的分壓電路起電壓采樣和衰減的作用，當(dāng)采樣電壓高于信號(hào)誤差比較器Ul的參考電壓時(shí)， 信號(hào)誤差比較器Ul輸出高電平使NMOS管Q4飽和導(dǎo)通，這樣NMOS管Ql就停止工作處于截 止?fàn)顟B(tài)，因此不會(huì)因?yàn)楣β蔬^(guò)大而損壞。同樣的，NMOS管Q5、信號(hào)誤差比較器U2以及電阻 R3、電阻R4形成的過(guò)壓保護(hù)電路保護(hù)NMOS管Q2不會(huì)過(guò)熱損壞，NMOS管Q6、信號(hào)誤差比較 器U3以及電阻R5、電阻R6形成的過(guò)壓保護(hù)電路保護(hù)NMOS管Q3不會(huì)因其兩端電壓過(guò)高進(jìn) 而導(dǎo)致功率過(guò)大最終使其過(guò)熱損壞。[0040]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)還可以為PMOS管、NPN三極管、PNP三極管。[0041]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所述電壓采樣單元可以為電阻分壓電路采樣 或電容分壓電路采樣。[0042]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所述控制開(kāi)關(guān)單元為NMOS管、PMOS管、NPN三 極管、PNP三極管。[0043]進(jìn)一步地，上述任一實(shí)施例所述過(guò)壓保護(hù)電路可以隨驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)外置于驅(qū)動(dòng)控制芯 片之外，也可以采用集成電路的形式隨驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)置于驅(qū)動(dòng)控制芯片之內(nèi)。當(dāng)將本實(shí)用新 型的過(guò)壓保護(hù)電路內(nèi)置于驅(qū)動(dòng)控制芯片之內(nèi)時(shí)，省去了原來(lái)用來(lái)放置驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的空間，大 大節(jié)省了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的占空面積。[0044]包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的驅(qū)動(dòng)電路其工作過(guò)程為(以本申請(qǐng)文件附圖 中只含3段LED燈串為例進(jìn)行說(shuō)明):當(dāng)輸入電壓從零伏上升到能夠使第一段LED燈串導(dǎo)通 的電壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制芯片2打開(kāi)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q1，則第一段LED燈串L1、LED燈串L2發(fā)光，其他 段LED燈串不發(fā)光；當(dāng)輸入電壓繼續(xù)上升到能夠使第一段和第二段LED燈串同時(shí)導(dǎo)通的電 壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制芯片2打開(kāi)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2，同時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q1，則第一段LED燈串L1、LED 燈串L2和第二段LED燈串L3、LED燈串L4同時(shí)發(fā)光，其他段LED燈串不發(fā)光；以此類(lèi)推， 電壓再繼續(xù)上升，驅(qū)動(dòng)控制芯片2打開(kāi)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q3，同時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2，則三段LED燈串L1、LED燈串L2、LED燈串L3、LED燈串L4、LED燈串L5、LED燈串L6同時(shí)發(fā)光；當(dāng)輸入電壓 開(kāi)始下降時(shí)過(guò)程正好相反，此處不再贅述。[0045]以下對(duì)包含有本實(shí)用新型過(guò)壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器的電壓、電流波形 進(jìn)行說(shuō)明(以本申請(qǐng)文件附圖中只含3段LED燈串為例):[0046]附圖4為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器正常工作時(shí)的電流和電壓波形，如圖4所示，30是線 性高壓LED驅(qū)動(dòng)器正常工作時(shí)的電流波形、31是線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器正常工作時(shí)的電壓波 形。[0047]具體地，所謂正常工作是指線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓既沒(méi)有超出門(mén)限電壓 的情形出現(xiàn)(門(mén)限電壓以340V為上限)，也沒(méi)有LED燈串?dāng)嗦返那樾纬霈F(xiàn)。此時(shí)，附圖5 的電壓、電流波形和驅(qū)動(dòng)器沒(méi)有受保護(hù)時(shí)的電壓、電流波形是一樣的。其中，電壓波形31其 最高電壓為3IOV沒(méi)有超出上限，對(duì)應(yīng)的電流波形30具有三個(gè)臺(tái)階，其中，第一個(gè)臺(tái)階是當(dāng) 工作電壓只能夠滿足第一段LED燈串L1、LED燈串L2導(dǎo)通時(shí)的電流波形，第二個(gè)臺(tái)階是當(dāng) 工作電壓只能夠滿足第一段和第二段LED燈串L1、LED燈串L2、LED燈串L3、LED燈串L4 同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的電流波形，第三個(gè)臺(tái)階是指當(dāng)工作電壓能夠滿足第一段、第二段和第三段LED 燈串L1、LED燈串L2、LED燈串L3、LED燈串L4、LED燈串L5、LED燈串L6同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的電 流波形。[0048]附圖5為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器輸入電壓超出門(mén)限時(shí)的電流和電壓波形；如圖5所 示，32是線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器當(dāng)輸入電壓超出門(mén)限時(shí)的電壓波形、33是線性高壓LED驅(qū)動(dòng) 器當(dāng)輸入電壓超出門(mén)限時(shí)的電流波形。[0049]具體地，如圖6所示，電壓波形32的最高輸入電壓已超出340V的上限到400V ;電 流波形33當(dāng)輸入電壓高于340V時(shí)電流為零(在三個(gè)臺(tái)階中間有一段處于斷開(kāi)狀態(tài))，這 是因?yàn)楫?dāng)輸入電壓超過(guò)340V的上限時(shí)，控制開(kāi)關(guān)4會(huì)控制驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q3關(guān)閉，此時(shí)，整個(gè)驅(qū) 動(dòng)電路的LED燈串都沒(méi)有導(dǎo)通，因此，整個(gè)LED燈串都不會(huì)有電流通過(guò)，此時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)附 圖6中電流波形中間一段斷開(kāi)的情形。而當(dāng)輸入電壓從最高往回落的過(guò)程中，當(dāng)輸入電壓 回落到340V的范圍內(nèi)并且電壓偏高時(shí)，控制開(kāi)關(guān)4控制驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q3導(dǎo)通，此時(shí)，LED燈串 L1、LED燈串L2、LED燈串L3、LED燈串L4、LED燈串L5、LED燈串L6同時(shí)導(dǎo)通，因而也就有 了附圖6中右半邊的第三個(gè)臺(tái)階的電流波形，而當(dāng)輸入電壓繼續(xù)回落到只能滿足同時(shí)導(dǎo)通 LED燈串L1、LED燈串L2、LED燈串L3、LED燈串L4時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制芯片2控制驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2打 開(kāi)、Q3關(guān)閉，此時(shí)，就有了右半邊圖形中的第二個(gè)臺(tái)階的電流波形，同樣的原理，當(dāng)輸入電壓 再繼續(xù)回落到只能滿足導(dǎo)通LED燈串L1、LED燈串L2時(shí)，電流波形就如右半邊圖形中第一 個(gè)臺(tái)階所示了。[0050]附圖6為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器第三段LED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電流和電壓波形；如 圖6所示，34是線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器當(dāng)?shù)谌蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電壓波形；35是線性 高壓LED驅(qū)動(dòng)器當(dāng)?shù)谌蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電流波形。[0051]具體地，如圖6所示，電壓波形34的最高電壓為310V，電流波形35為左右各2個(gè) 臺(tái)階的波形，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)谌蜭ED燈串?dāng)嚅_(kāi)時(shí)，電壓只降落在LED燈串L1、LED燈串L2、 LED燈串L3、LED燈串L4上，LED燈串L5、LED燈串L6沒(méi)有電流通過(guò)，此時(shí)，就形成了附圖7 中左右各兩個(gè)臺(tái)階的波形了。[0052]附圖7為線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器第二段LED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電路和電壓波形；如圖7所示，36是線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器當(dāng)?shù)诙蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電壓波形、37是線性 高壓LED驅(qū)動(dòng)器當(dāng)?shù)诙蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)的電流波形。[0053]具體地，電壓波形36的最高電壓為310V，沒(méi)有超出上限，電流波形37為左右各一 個(gè)臺(tái)階的波形，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)诙蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時(shí)，LED燈串L2、LED燈串L3、LED燈串 L4、LED燈串L5均沒(méi)有電流流過(guò)，只有LED燈串L1、LED燈串L2有電流通過(guò)，因此，只能形 成左右各一個(gè)臺(tái)階的電流波形圖了。[0054]本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)均為高耐壓器件不會(huì)被擊穿，具有很好的散熱性和能承受 較大的功耗的性能。[0055]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解: 其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等 同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù) 方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，包括用于驅(qū)動(dòng)LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，其特征 在于，還包括用于保護(hù)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的過(guò)壓保護(hù)電路；所述過(guò)壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測(cè)每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端電壓的電壓采樣單元、用于對(duì)電壓 采樣單元采集到的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理單元、用于當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端的電壓超過(guò)某 一設(shè)定值時(shí)控制其關(guān)斷的控制開(kāi)關(guān)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述LED燈串包括:至少2段LED燈串；所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)包括:用于驅(qū)動(dòng)每段LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)；所述保護(hù)電路對(duì)每一路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)分別進(jìn)行保護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)為第一NMOS管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓采樣單元包括電阻Rl，信號(hào) 處理單元包括電阻R2，所述電阻Rl及電阻R2串聯(lián)，串聯(lián)電阻Rl及電阻R2的一端連接在 每段LED燈串之后，另一端接地；所述控制開(kāi)關(guān)單元為基極連接在串聯(lián)電阻Rl及電阻R2之 間、發(fā)射極接地、集電極與所述第一 NMOS管柵極連接的NPN三極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓采樣單元包括電阻Rl，信號(hào) 處理單元包括電阻R2和信號(hào)誤差比較器，所述電阻Rl及電阻R2串聯(lián)，所述控制開(kāi)關(guān)單元 包括第二 NMOS管，串聯(lián)電阻Rl及電阻R2其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所 述信號(hào)誤差比較器的輸入端正極連接在電阻Rl及電阻R2之間、負(fù)極接基準(zhǔn)電壓，輸出端與 第二 NMOS管的柵極連接；所述第二 NMOS管漏極與第一 NMOS管的柵極連接、第二 NMOS管源 極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)為NMOS管、PMOS管、 NPN三極管、PNP三極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓采樣單元可以為電阻分壓 電路采樣或電容分壓電路采樣。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述控制開(kāi)關(guān)單元為NMOS管、PMOS 管、NPN三極管、PNP三極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述過(guò)壓保護(hù)電路可以隨驅(qū) 動(dòng)開(kāi)關(guān)外置于驅(qū)動(dòng)控制芯片之外，也可以采用集成電路的形式隨驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)置于驅(qū)動(dòng)控制 芯片之內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，包括用于驅(qū)動(dòng)LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，還包括用于保護(hù)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的過(guò)壓保護(hù)電路；所述過(guò)壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測(cè)每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端電壓的電壓采樣單元、用于對(duì)電壓采樣單元采集到的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理單元、用于當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)兩端的電壓超過(guò)某一設(shè)定值時(shí)控制其關(guān)斷的控制開(kāi)關(guān)單元。本實(shí)用新型的線性高壓LED驅(qū)動(dòng)器保護(hù)電路，通過(guò)為驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)電壓采樣單元、信號(hào)處理單元、控制開(kāi)關(guān)單元所組成的過(guò)壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)電源電壓超出正常值一定范圍時(shí)或某一段LED燈串出現(xiàn)短路或開(kāi)路時(shí)關(guān)斷所有驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)使之沒(méi)有電流流過(guò)，從而使驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)就不會(huì)由于功耗太大而損壞。
文檔編號(hào)H05B37/02GK203071567SQ20122070851
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者楊波, 楊世紅 申請(qǐng)人:陜西亞成微電子股份有限公司