專利名稱：一種具有l(wèi)ed短路保護(hù)的led驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種LED驅(qū)動(dòng)電路，特別是一種具有LED 短路保護(hù)功能的LED驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
LED具有響應(yīng)速度快、低功耗、節(jié)能、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。由于LED的快速響應(yīng)速 度，特別適用于汽車制動(dòng)燈及轉(zhuǎn)向燈的應(yīng)用，可減少汽車追尾等交通事故的發(fā)生概率。隨著 半導(dǎo)體材料和封裝工藝的提高，LED光源的光通量和出光效率逐漸提高，LED光源已被廣泛 應(yīng)用于交通燈、汽車照明、廣告牌等特殊照明領(lǐng)域。LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)也隨著LED應(yīng)用技術(shù)的發(fā) 展而逐步得到發(fā)展。LED是一種隨著通過LED電流值的變化而變化光通亮的發(fā)光源，因此如果需要LED 發(fā)光恒定，則必須控制流過LED的電流值恒定。通常所采用的LED驅(qū)動(dòng)恒流方法有線性調(diào) 節(jié)式和開關(guān)調(diào)節(jié)式兩種方法。線性調(diào)節(jié)式的核心技術(shù)是利用工作于線性區(qū)域的開關(guān)管作為 一個(gè)動(dòng)態(tài)可調(diào)電阻來控制負(fù)載，以保證在輸入電壓變化的情況下，開關(guān)管負(fù)荷不同的功耗， 從而使流過LED負(fù)載的電流基本維持不變。但這種驅(qū)動(dòng)技術(shù)不但受輸入電壓范圍的限制， 而且損耗很大，效率很低，導(dǎo)致電路板的發(fā)熱問題嚴(yán)重。而開關(guān)調(diào)節(jié)式是能量變換中效率較 高的，理想狀態(tài)下可以達(dá)到90%以上。這種驅(qū)動(dòng)技術(shù)的核心是將快速通斷的開關(guān)管置于輸 入與輸出之間，通過調(diào)節(jié)通斷比例(即占空比)來控制輸出直流電壓的平均值，該平均電壓 由可調(diào)寬度的方波脈沖構(gòu)成，方波脈沖的平均值就是直流輸出電壓。用LC濾波器將方波脈 沖平滑成無紋波直流輸出，其值等于方波脈沖的平均值。整個(gè)開關(guān)電路采用負(fù)反饋，通過檢 測(cè)輸出電壓并結(jié)合負(fù)反饋控制占空比，穩(wěn)定輸出電壓不受輸入電壓及負(fù)載變化的影響。目 前，降壓式(BUCK)、升壓式(BOOST)、升降壓式(BUCK-BOOST)的開關(guān)調(diào)節(jié)式電路被廣泛應(yīng)用 于民用照明和汽車照明。LED驅(qū)動(dòng)模塊運(yùn)用于汽車車燈領(lǐng)域，在生產(chǎn)線或安裝接線過程中容易發(fā)生短路、 LED負(fù)載線與電源線接錯(cuò)等情況，導(dǎo)致整個(gè)LED驅(qū)動(dòng)模塊的失效及損壞。而各主機(jī)廠標(biāo)準(zhǔn)中 對(duì)電氣控制單元也有短路保護(hù)試驗(yàn)的要求。目前汽車LED市場(chǎng)上，針對(duì)LED的保護(hù)僅限于 LED負(fù)載自身的短路保護(hù)，即當(dāng)LED正極短接LED負(fù)極時(shí)的短路保護(hù)。但針對(duì)LED正極，LED 負(fù)極對(duì)電源的短路保護(hù)卻沒有涉及，所以針對(duì)LED驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)一種切實(shí)可靠的短路保護(hù) 電路顯得非常必要。在已經(jīng)公開的專利申請(qǐng)?zhí)枮?201010151363. 7，專利名稱為一種LED恒流源輸出 短路保護(hù)電路的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)中，公開了一種LED恒流源輸出短路保護(hù)電路，其包括LED恒 流源、微控制單元、PWM控制器，電流信號(hào)通過微控制單元依次傳輸?shù)絇WM控制器、LED恒流 源，其包括一具有自動(dòng)恢復(fù)功能的開關(guān)電路，所述的具有自動(dòng)恢復(fù)功能的開關(guān)電路一端與 所述的PWM控制器與相連，另一端與LED恒流源連接，用以實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，電路正常工作時(shí)， MOS管Q4，與MOS管Q3導(dǎo)通，當(dāng)短路發(fā)生時(shí)，MOS管Q4截止，MOS管Q3也截止，LED燈的電 流截止，當(dāng)短路排除時(shí)，保護(hù)電路自動(dòng)啟動(dòng)恢復(fù)電路，使電路回到工作狀態(tài)，本發(fā)明提供的保護(hù)電路不僅保護(hù)了恒流源，而且還有自動(dòng)恢復(fù)功能。其也為涉及對(duì)LED正極，LED負(fù)極對(duì) 電源的短路保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有LED短路保護(hù)的LED驅(qū)動(dòng)電路，該LED 驅(qū)動(dòng)電路不僅能提供LED負(fù)載自身的短路保護(hù)，而且還能提供針對(duì)LED正極和負(fù)極對(duì)電源 的短路進(jìn)行保護(hù)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有LED短路保護(hù)的LED驅(qū)動(dòng)電路，該 LED驅(qū)動(dòng)電路包括輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、LED、隔離電路模塊、MOS管驅(qū)動(dòng)電路模塊、 P-MOS管Ql、PWM控制芯片和反饋電路模塊，輸入電壓Vin依次與隔離電路模塊、MOS管驅(qū) 動(dòng)電路模塊、P-MOS管Ql和輸出電壓Vout連接，所述反饋電路模塊與PWM控制芯片連接在 輸出電壓Vout和輸入電壓Vin之間，形成反饋回路，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括與LED相連 的LED短路保護(hù)電路模塊，所述LED短路保護(hù)電路模塊包括起開關(guān)作用的N-MOS管Q4，所述 N-MOS管Q4串聯(lián)在LED和地GND之間，所述LED的另一端與輸出電壓Vout連接。根據(jù)本發(fā)明所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，較好的是所述LED短路保護(hù)電路模塊還包括分 壓電阻Rl、R2、R3、R4、R6和R7，三極管Q2和Q3 ；所述輸出電壓Vout經(jīng)過串聯(lián)的分壓電阻Rl和R2后接地GND，Rl和R2中間的分 壓點(diǎn)Vl連接至N-MOS管Q4的門極G ；所述LED的正極端通過串聯(lián)的分壓電阻R3和R4后接地GND，R3和R4中間的分壓 點(diǎn)V2連接至三極管Q2的基極b，三極管Q2的發(fā)射極e接地GND，三極管Q2的集電極c連 接到N-MOS管Q4的門極G ；所述LED的負(fù)極端通過串聯(lián)的分壓電阻R6和R7后接地GND，R6和R7中間的分壓 點(diǎn)V3連接至三極管Q3的基極b，三極管Q3的發(fā)射極e接地GND，三極管Q3的集電極c連 接到N-MOS管Q4的門極G。根據(jù)本發(fā)明所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，較好的是所述LED短路保護(hù)電路模塊還包括限 流電阻R5和R8 ；所述限流電阻R5連接在所述分壓電阻R3、R4中間的分壓點(diǎn)V2和三極管Q2的基 極b之間；所述限流電阻R8連接在所述分壓電阻R6、R7中間的分壓點(diǎn)V3和三極管Q3的基 極b之間。根據(jù)本發(fā)明所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，較好的是所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括采樣電阻 Rsns，所述采樣電阻Rsns連接在輸出電壓Vout和LED之間。根據(jù)本發(fā)明所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，較好的是所述LED短路保護(hù)電路模塊中，當(dāng)LED 正極和LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路時(shí)，電路可通過N-MOS管Q4自行切斷LED的電流回路；當(dāng) LED正極和LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路撤消時(shí)，電路可自行恢復(fù)LED的正常工作。根據(jù)本發(fā)明所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，較好的是所述LED短路保護(hù)電路模塊的具體工 作過程為當(dāng)所述LED驅(qū)動(dòng)電路正常工作時(shí)，輸出電壓Vout維持在一恒定電壓值，Vout通過 Rl和R2電阻分壓后，輸出一固定電壓Vl > 4V至N-MOS管Q4的門極G，Q4常導(dǎo)通，LED回路正常工作；當(dāng)LED正極對(duì)輸入電源短路時(shí)，LED正極上的電壓通過R3和R4電阻分壓后，使得NPN三極管Q2導(dǎo)通接地，同時(shí)將N-MOS管Q4的門極G電壓Vl拉低至0V，此時(shí)Q4截止，切 斷LED的電流回路；當(dāng)LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路時(shí)，LED負(fù)極上的電壓通過R6、R7電阻分壓后，使NPN 三極管Q3導(dǎo)通接地，同時(shí)將N-MOS管Q4的門極G電壓Vl拉低至0V，此時(shí)Q4截止，切斷LED 的電流回路。 本發(fā)明所述的具有LED短路保護(hù)的LED驅(qū)動(dòng)電路不僅能提供LED負(fù)載自身的短路 保護(hù)，而且還能提供針對(duì)LED正極和負(fù)極對(duì)電源的短路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)撤消短路時(shí)，電路可自 行恢復(fù)LED的正常工作回路。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明所述具有LED短路保護(hù)功能的LED驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中元器件說明輸入電壓Vin 輸出電壓Vout P-M0S管Ql N-M0S管Q4隔離電路模塊1 MOS管驅(qū)動(dòng)電路模塊2 反饋電路模塊3PWM控制芯片4 LED短路保護(hù)電路模塊5 肖特基二極管Dl電感Ll 輸出濾波電容Cl 分壓電阻附、1 2、1 3、1 4、1 6和1 7限流電阻R5和R8 采樣電阻Rsns 三極管Q2和Q3LED 發(fā)光二極管 LEDl、LED具體實(shí)施例方式以下，用實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。本實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明最 佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本發(fā)明的范圍有任何限制。實(shí)施例如圖1所示，為本發(fā)明所述LED驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。所述LED驅(qū)動(dòng)電路 包括輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、LED發(fā)光二極管LEDl和LED2、隔離電路模塊1、M0S管驅(qū) 動(dòng)電路模塊2、P-M0S管Ql、反饋電路模塊3和PWM控制芯片4，輸入電壓Vin依次與隔離電 路模塊1、MOS管驅(qū)動(dòng)電路模塊2、P-MOS管Ql和輸出電壓Vout連接，所述反饋電路模塊3 與PWM控制芯片4連接在輸出電壓Vout和輸入電壓Vin之間，形成反饋回路。所述LED驅(qū) 動(dòng)電路還包括與LED相連的LED短路保護(hù)電路模塊5，所述LED短路保護(hù)電路模塊5包括起 開關(guān)作用的N-MOS管Q4，所述N-MOS管Q4串聯(lián)在LED和地GND之間，所述LED的另一端與 輸出電壓Vout連接。其中，所述隔離電路模塊1、M0S管驅(qū)動(dòng)電路模塊2、反饋電路模塊3和PWM控制芯 片4，都為常規(guī)設(shè)計(jì)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不詳細(xì)介紹。優(yōu)選的是，如圖1所示，所述LED短路保護(hù)電路模塊5還包括分壓電阻R1、R2、R3、 R4、R6和R7，三極管Q2和Q3 ；所述輸出電壓Vout經(jīng)過串聯(lián)的分壓電阻Rl和R2后接地GND，Rl和R2中間的分 壓點(diǎn)Vl連接至N-MOS管Q4的門極G ；
所述LED的正極端通過串聯(lián)的分壓電阻R3和R4后接地GND，R3和R4中間的分壓 點(diǎn)V2連接至三極管Q2的基極b，三極管Q2的發(fā)射極e接地GND，三極管Q2的集電極c連 接到N-MOS管Q4的門極G ；所述LED的負(fù)極端通過串聯(lián)的分壓電阻R6和R7后接地GND，R6和R7中間的分壓 點(diǎn)V3連接至三極管Q3的基極b，三極管Q3的發(fā)射極e接地GND，三極管Q3的集電極c連 接到N-MOS管Q4的門極G。優(yōu)選的是，如圖1所示，所述LED短路保護(hù)電路模塊5還包括限流電阻R5和R8 ；所述限流電阻R5連接在所述分壓電阻R3、R4中間的分壓點(diǎn)V2和三極管Q2的基 極b之間；所述限流電阻R8連接在所述分壓電阻R6、R7中間的分壓點(diǎn)V3和三極管Q3的基 極b之間。優(yōu)選的是，如圖1所示，所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括采樣電阻Rsns，所述采樣電阻 Rsns連接在輸出電壓Vout和LED之間。在所述LED短路保護(hù)電路模塊中，當(dāng)LED正極和LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路時(shí)，電路 可通過N-MOS管Q4自行切斷LED的電流回路；當(dāng)LED正極和LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路撤消 時(shí)，電路可自行恢復(fù)LED的正常工作。優(yōu)選的是，所述LED短路保護(hù)電路模塊的具體工作過程為當(dāng)所述LED驅(qū)動(dòng)電路正常工作時(shí)，輸出電壓Vout維持在一恒定電壓值，Vout通過 Rl和R2電阻分壓后，輸出一固定電壓Vl > 4V至N-MOS管Q4的門極G，Q4常導(dǎo)通，LED回 路正常工作；當(dāng)LED正極對(duì)輸入電源正12V短路時(shí)，LED正極上的電壓正12V通過R3和R4電 阻分壓后，使得NPN三極管Q2導(dǎo)通接地，同時(shí)將N-MOS管Q4的門極G電壓Vl拉低至0V，此 時(shí)Q4截止，切斷LED的電流回路；當(dāng)LED負(fù)極對(duì)輸入電源正12V短路時(shí)，LED負(fù)極上的電壓正12V通過R6、R7電阻 分壓后，使NPN三極管Q3導(dǎo)通接地，同時(shí)將N-MOS管Q4的門極G電壓Vl拉低至0V，此時(shí) Q4截止，切斷LED的電流回路。本發(fā)明所述的具有LED短路保護(hù)的LED驅(qū)動(dòng)電路不僅能提供LED負(fù)載自身的短路 保護(hù)，而且還能提供針對(duì)LED正極和負(fù)極對(duì)電源的短路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)撤消短路時(shí)，電路可自 行恢復(fù)LED的正常工作回路。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種具有LED短路保護(hù)的LED驅(qū)動(dòng)電路，該LED驅(qū)動(dòng)電路包括輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、LED、隔離電路模塊、MOS管驅(qū)動(dòng)電路模塊、P MOS管Q1、PWM控制芯片和反饋電路模塊，輸入電壓Vin依次與隔離電路模塊、MOS管驅(qū)動(dòng)電路模塊、P MOS管Q1和輸出電壓Vout連接，所述反饋電路模塊與PWM控制芯片連接在輸出電壓Vout和輸入電壓Vin之間，形成反饋回路，其特征在于所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括與LED相連的LED短路保護(hù)電路模塊，所述LED短路保護(hù)電路模塊包括起開關(guān)作用的N MOS管Q4，所述N MOS管Q4串聯(lián)在LED和地GND之間，所述LED的另一端與輸出電壓Vout連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述LED短路保護(hù)電路模塊還 包括分壓電阻Rl、R2、R3、R4、R6和R7，三極管Q2和Q3 ；所述輸出電壓Vout經(jīng)過串聯(lián)的分壓電阻Rl和R2后接地GND，Rl和R2中間的分壓點(diǎn) Vl連接至N-MOS管Q4的門極G ；所述LED的正極端通過串聯(lián)的分壓電阻R3和R4后接地GND，R3和R4中間的分壓點(diǎn) V2連接至三極管Q2的基極b，三極管Q2的發(fā)射極e接地GND，三極管Q2的集電極c連接到 N-MOS管Q4的門極G ；所述LED的負(fù)極端通過串聯(lián)的分壓電阻R6和R7后接地GND，R6和R7中間的分壓點(diǎn) V3連接至三極管Q3的基極b，三極管Q3的發(fā)射極e接地GND，三極管Q3的集電極c連接到 N-MOS管Q4的門極G。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述LED短路保護(hù)電路模塊還 包括限流電阻R5和R8 ；所述限流電阻R5連接在所述分壓電阻R3、R4中間的分壓點(diǎn)V2和三極管Q2的基極b 之間；所述限流電阻R8連接在所述分壓電阻R6、R7中間的分壓點(diǎn)V3和三極管Q3的基極b 之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述LED驅(qū)動(dòng)電 路還包括采樣電阻Rsns，所述采樣電阻Rsns連接在輸出電壓Vout和LED之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述LED短路保護(hù)電路模塊中， 當(dāng)LED正極和LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路時(shí)，電路可通過N-MOS管Q4自行切斷LED的電流回 路；當(dāng)LED正極和LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路撤消時(shí)，電路可自行恢復(fù)LED的正常工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述LED短路保護(hù)電路模塊的 具體工作過程為當(dāng)所述LED驅(qū)動(dòng)電路正常工作時(shí)，輸出電壓Vout維持在一恒定電壓值，Vout通過Rl 和R2電阻分壓后，輸出一固定電壓Vl > 4V至N-MOS管Q4的門極G，Q4常導(dǎo)通，LED回路正常工作；當(dāng)LED正極對(duì)輸入電源短路時(shí)，LED正極上的電壓通過R3和R4電阻分壓后，使得NPN 三極管Q2導(dǎo)通接地，同時(shí)將N-MOS管Q4的門極G電壓Vl拉低至0V，此時(shí)Q4截止，切斷LED 的電流回路；當(dāng)LED負(fù)極對(duì)輸入電源短路時(shí)，LED負(fù)極上的電壓通過R6、R7電阻分壓后，使NPN三極 管Q3導(dǎo)通接地，同時(shí)將N-MOS管Q4的門極G電壓Vl拉低至0V，此時(shí)Q4截止，切斷LED的電流回路。
全文摘要
一種具有LED短路保護(hù)的LED驅(qū)動(dòng)電路，包括輸入電壓Vin、輸出電壓Vout、LED、隔離電路模塊、MOS管驅(qū)動(dòng)電路模塊、P-MOS管Q1、PWM控制芯片和反饋電路模塊，輸入電壓Vin依次與隔離電路模塊、MOS管驅(qū)動(dòng)電路模塊、P-MOS管Q1和輸出電壓Vout連接，所述反饋電路模塊與PWM控制芯片連接在輸出電壓Vout和輸入電壓Vin之間。所述LED驅(qū)動(dòng)電路還包括LED短路保護(hù)電路模塊，其包括起開關(guān)作用的串聯(lián)在LED和地GND之間的N-MOS管Q4。所述LED驅(qū)動(dòng)電路不僅能提供LED負(fù)載自身的短路保護(hù)，而且還能提供針對(duì)LED正極和負(fù)極對(duì)電源的短路進(jìn)行保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H3/06GK101959352SQ201010509709
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者李佳穎 申請(qǐng)人:上海小糸車燈有限公司