線性高壓led驅(qū)動器保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，包括用于驅(qū)動LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動開關(guān)，還包括用于保護(hù)所述驅(qū)動開關(guān)的過壓保護(hù)電路；所述過壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測每個驅(qū)動開關(guān)兩端電壓的電壓采樣單元、用于對電壓采樣單元采集到的信號進(jìn)行處理的信號處理單元、用于當(dāng)所述驅(qū)動開關(guān)兩端的電壓超過某一設(shè)定值時控制其關(guān)斷的控制開關(guān)單元。本發(fā)明的線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，通過為驅(qū)動開關(guān)設(shè)計電壓采樣單元、信號處理單元、控制開關(guān)單元所組成的過壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)電源電壓超出正常值一定范圍時或某一段LED燈串出現(xiàn)短路或開路時關(guān)斷所有驅(qū)動開關(guān)使之沒有電流流過，從而使驅(qū)動開關(guān)就不會由于功耗太大而損壞。
【專利說明】線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,以下簡稱:LED)照明【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，LED照明電源主要采用的是開關(guān)電源，開關(guān)電源具有效率高體積小的優(yōu)點(diǎn)，LED照明用開關(guān)電源有隔離型和非隔離型。但開關(guān)電源也有難以克服的缺點(diǎn)，具體表現(xiàn)為:由于開關(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；而鋁電解電容器的工作溫度每提高10°C其使用壽命一般會減少10%，而LED燈的開關(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，因此，LED照明用開關(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)動芯片，采用這種芯片制作的LED驅(qū)動電源完全不同于開關(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燈串都包含有一個驅(qū)動LED燈串的驅(qū)動開關(guān))，然后將經(jīng)過整流的直流脈動電壓加到LED燈串上，最后通過驅(qū)動控制芯片來測量輸入電壓，等到輸入電壓達(dá)到一定值以后，驅(qū)動控制芯片控制第一段燈串的驅(qū)動開關(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)動開關(guān)接通同時關(guān)閉第一段燈的驅(qū)動開關(guān)，由于兩段燈是順次串聯(lián)所以此時第一段燈和第二段燈同時導(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，同時關(guān)閉第二段燈的驅(qū)動開關(guān)，由于三段燈是順次串聯(lián)所以此時第一段燈、第二段和第三段燈同時導(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推；當(dāng)輸入電壓下降時過程正好相反。這樣驅(qū)動LED燈只需要驅(qū)動芯片、驅(qū)動開關(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)動方案雖然電路簡單，但驅(qū)動LED燈串的驅(qū)動開關(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燈串還沒有導(dǎo)通之前，已經(jīng)導(dǎo)通的驅(qū)開關(guān)要最大承受相當(dāng)于后一段LED燈導(dǎo)通時需要的壓降，同時流過驅(qū)動開關(guān)的電流為當(dāng)前導(dǎo)通LED燈串的電流，這樣驅(qū)動開關(guān)就會因功耗過大而損壞。目前為了降低驅(qū)動開關(guān)的功耗采用的方法有以下幾種:第一種，通過增加LED燈串的段數(shù)來減小每段LED燈串相應(yīng)的導(dǎo)通壓降，通過降低LED燈串相應(yīng)的導(dǎo)通壓降來降低相應(yīng)驅(qū)動開關(guān)的功耗，但這種通過增加LED燈串段數(shù)的方式必須增加相應(yīng)的驅(qū)動開關(guān)個數(shù)，其控制電路也會更復(fù)雜；第二種，限制LED燈串的導(dǎo)通電流，使驅(qū)動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)動開關(guān)功耗的方法，在特殊情況下也不能保證驅(qū)動開關(guān)安全。例如:當(dāng)電源電壓發(fā)生波動時，一般市電的波動范圍在20%左右，電源電壓比正常值聞出20%時,最后一路驅(qū)動開關(guān)最大就要承受:100伏的電壓，同時最后一路驅(qū)動開關(guān)的導(dǎo)通電流是幾路中最大的，這樣驅(qū)動開關(guān)就容易因功耗過大而燒壞；另外，當(dāng)某一 LED燈串發(fā)生短路或開路時也會使其后面一路或前面一路驅(qū)動開關(guān)承受比正常工作時高的多的電壓，驅(qū)動開關(guān)也會因功耗過大而燒壞，而當(dāng)其中一個驅(qū)動開關(guān)燒壞后，由于其他驅(qū)動開關(guān)需要承擔(dān)更大的壓降，此時，整個線性LED驅(qū)動電路的驅(qū)動開關(guān)就會發(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)動開關(guān)的發(fā)熱功率為其兩端的電壓和流過開關(guān)的電流的乘積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明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)較大波動時或某一段LED燈串出現(xiàn)短路或開路時能夠?qū)Ω髀返尿?qū)動開關(guān)進(jìn)行保護(hù)的過壓保護(hù)電路。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:
[0007]一種線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，包括用于驅(qū)動LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動開關(guān)，還包括用于保護(hù)所述驅(qū)動開關(guān)的過壓保護(hù)電路；
[0008]所述過壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測每個驅(qū)動開關(guān)兩端電壓的電壓采樣單元、用于對電壓采樣單元采集到的信號進(jìn)行處理的信號處理單元、用于當(dāng)所述驅(qū)動開關(guān)兩端的電壓超過某一設(shè)定值時控制其關(guān)斷的控制開關(guān)單元。
[0009]如上所述線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，
[0010]所述LED燈串包括:至少2段LED燈串；
[0011]所述驅(qū)動開關(guān)包括:用于驅(qū)動每段LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動開關(guān)；
[0012]所述保護(hù)電路對每一路驅(qū)動開關(guān)分別進(jìn)行保護(hù)。
[0013]如上所述線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，所述驅(qū)動開關(guān)為第一 NMOS管。
[0014]如上所述線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，所述電壓采樣單元及信號處理單元包括串聯(lián)電阻Rl及R2，其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所述控制開關(guān)單元為基極連接在電阻Rl及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)動器保護(hù)電路，所述電壓采樣單元及信號處理單元包括串聯(lián)電阻Rl及R2和信號誤差比較器，所述控制開關(guān)單元包括第二 NMOS管，所述串聯(lián)電阻Rl及R2其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所述信號誤差比較器的輸入端正極連接在電阻Rl及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；第二匪OS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)動器保護(hù)電路，所述驅(qū)動開關(guān)器件為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)動器保護(hù)電路，所述控制開關(guān)單元器件為NMOS管、PMOS
管、NPN三極管、PNP三極管。
[0019]如上所述線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，所述過壓保護(hù)電路可以隨驅(qū)動開關(guān)外置于驅(qū)動控制芯片之外，也可以采用集成電路的形式隨驅(qū)動開關(guān)內(nèi)置于驅(qū)動控制芯片之內(nèi)。[0020]本發(fā)明的線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路，通過為驅(qū)動開關(guān)設(shè)計電壓采樣單元、信號處理單元、控制開關(guān)單元所組成的過壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)電源電壓超出正常值一定范圍時或某一段LED燈串出現(xiàn)短路或開路時關(guān)斷所有驅(qū)動開關(guān)使之沒有電流流過，從而使驅(qū)動開關(guān)就不會由于功耗太大而損壞，同時也提高了整個LED驅(qū)動電路系統(tǒng)工作的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1為包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動器電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖2為包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動器實(shí)施例一電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]附圖3為包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動器實(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)動器正常工作時的電流和電壓波形；
[0025]附圖5為線性高壓LED驅(qū)動器輸入電壓超出門限時的電流和電壓波形；
[0026]附圖6為線性高壓LED驅(qū)動器第三段LED燈串出現(xiàn)斷路時的電流和電壓波形；
[0027]附圖7為線性高壓LED驅(qū)動器第二段LED燈串出現(xiàn)斷路時的電路和電壓波形；
[0028]附圖標(biāo)記說明:1-過壓保護(hù)電路，11-電壓采樣單元11，12-信號處理單元12，控制開關(guān)單元13，2-驅(qū)動控制芯片，3-驅(qū)動開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]附圖1為包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動器電路結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示，其中，L1-L6為LED燈串，本發(fā)明提供的線性高壓LED驅(qū)動器保護(hù)電路包括用于驅(qū)動LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動開關(guān)3，還包括用于保護(hù)所述驅(qū)動開關(guān)3的過壓保護(hù)電路I ;所述過壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測每個驅(qū)動開關(guān)3兩端電壓的電壓采樣單元11、用于對電壓采樣單元11采集到的信號進(jìn)行處理的信號處理單元12、用于當(dāng)所述驅(qū)動開關(guān)3兩端的電壓超過某一設(shè)定值時控制其關(guān)斷的控制開關(guān)單元13。
[0031]具體地，雖然輸入電壓不可能無限制的升高而導(dǎo)致驅(qū)動開關(guān)因功耗過大而燒壞，但在使用過程中經(jīng)常會有輸入電壓較大幅度的波動或某一串LED燈損壞，這樣相應(yīng)的驅(qū)動開關(guān)就會承受比正常工作高出很多的電壓由此而引發(fā)驅(qū)動開關(guān)燒壞，因此，需要提供一種能夠檢測驅(qū)動開關(guān)兩端的電壓并當(dāng)電壓超過一定范圍時使驅(qū)動開關(guān)關(guān)斷，從而使該驅(qū)動開關(guān)停止工作即沒有電流流過的過壓保護(hù)電路，驅(qū)動開關(guān)也就不會因?yàn)楣脑龃蠖鴵p壞了。本發(fā)明的過壓保護(hù)電路I包括用于檢測驅(qū)動開關(guān)3高電壓端對地電壓的電壓(驅(qū)動開關(guān)3低壓端到地的壓降只有0.5伏左右，所以高壓端對地的電壓也就是驅(qū)動開關(guān)兩端的電壓)采樣單元11，經(jīng)過信號處理單元12處理后(包括直接傳送、放大、衰減、反向或經(jīng)過邏輯電路處理)傳送到控制開關(guān)單元13，驅(qū)動控制芯片2負(fù)責(zé)控制三個驅(qū)動開關(guān)的工作狀態(tài)。同樣的過壓保護(hù)電路組成對其他兩個驅(qū)動開關(guān)(Q2、Q3)的過壓保護(hù)電路。本發(fā)明的控制開關(guān)單元13串聯(lián)在驅(qū)動控制芯片2的開關(guān)控制端和驅(qū)動開關(guān)3之間，控制開關(guān)單元13和驅(qū)動控制芯片2只要其中一個提供關(guān)斷驅(qū)動開關(guān)3的信號，驅(qū)動開關(guān)3就處于關(guān)閉狀態(tài)。電壓采樣單元11實(shí)時監(jiān)測每個驅(qū)動開關(guān)3兩端的電壓或驅(qū)動開關(guān)3高電壓端對地的電壓，當(dāng)該電壓高于預(yù)先設(shè)定的某一門限值時驅(qū)動控制開關(guān)單元13關(guān)斷驅(qū)動開關(guān)3。所述驅(qū)動開關(guān)3用于驅(qū)動所述LED燈串導(dǎo)通或關(guān)斷，所述驅(qū)動控制芯片2用于控制驅(qū)動開關(guān)3來驅(qū)動LED燈串。220伏的交流電壓經(jīng)過全波整流橋Dl后變成最小值為O最高值為310伏左右的直流脈動電壓，當(dāng)電壓從O伏升高超過LED燈串L1、L2的導(dǎo)通電壓時驅(qū)動控制芯片2控制驅(qū)動開關(guān)Ql導(dǎo)通并恒流于一個較低的電流值，電壓繼續(xù)升高到LED燈串L3、L4也導(dǎo)通的電壓時驅(qū)動控制芯片2控制驅(qū)動開關(guān)Q2導(dǎo)通并恒流于一個較大的電流值，同時驅(qū)動控制芯片2控制關(guān)斷驅(qū)動開關(guān)Q1，這時LED燈串L1、L2、L3、L4同時通過驅(qū)動開關(guān)Q2驅(qū)動導(dǎo)通，電壓再繼續(xù)升高到LED燈串L5、L6也導(dǎo)通的電壓時驅(qū)動控制芯片2控制驅(qū)動開關(guān)Q3導(dǎo)通并恒流于一個更大的電流值，同時關(guān)斷驅(qū)動開關(guān)Q2，這時LED燈串L1、L2、L3、L4、L5、L6同時通過驅(qū)動開關(guān)Q3驅(qū)動導(dǎo)通，電壓經(jīng)過最高點(diǎn)后逐漸減小時過程正好相反。
[0032]本發(fā)明通過為驅(qū)動LED燈串工作的驅(qū)動開關(guān)設(shè)置過壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)驅(qū)動開關(guān)兩端的電壓超過一定范圍時使驅(qū)動開關(guān)關(guān)閉而停止工作，即沒有電流流過，此時，驅(qū)動開關(guān)就不會因?yàn)楣脑龃蠖鴵p壞了，進(jìn)而可以提高使用包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的驅(qū)動開關(guān)的使用壽命。
[0033]進(jìn)一步的，在上述所述過壓保護(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)動開關(guān)包括:用于驅(qū)動每段LED燈串工作的驅(qū)動開關(guān)；所述保護(hù)電路對每一路驅(qū)動開關(guān)分別進(jìn)行保護(hù)。所述LED燈串為由若干個LED晶?；騆ed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LED晶?；驘糁楦叩亩唷?br> [0034]進(jìn)一步的，在上述所述過壓保護(hù)電路的基礎(chǔ)上，所述驅(qū)動開關(guān)為第一 NMOS管。
[0035]下面通過具體實(shí)施例來對本發(fā)明的過壓保護(hù)電路進(jìn)行說明。
[0036]附圖2為包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動器實(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及信號處理單元12包括串聯(lián)電阻Rl及R2，其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所述控制開關(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)過全波整流橋Dl整流后，其輸出端連接有驅(qū)動控制芯片2、LED燈串L1-L6以及NMOS管Ql、Q2、Q3。NPN三極管Q4和電阻Rl、R2組成NMOS管Ql的過壓保護(hù)電路，NPN三極管Q5和電阻R3、R4組成NMOS管Q2的過壓保護(hù)電路，NPN三極管Q5和電阻R5、R6組成NMOS管Q3的過壓保護(hù)電路。電阻R1、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)過分壓電阻Rl、R2衰減后的值超過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，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有電流流過所以不會發(fā)熱。同樣的原理NPN三極管Q5和電阻R3、R4保護(hù)NMOS管Q2不會過熱損壞，NPN三極管Q6和電阻R5、R6保護(hù)NMOS管Q3不會過熱損壞。
[0038]附圖3為包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動器實(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及信號處理單元12包括串聯(lián)電阻Rl及R2和信號誤差比較器，所述串聯(lián)電阻Rl及R2其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所述信號誤差比較器的輸入端正極連接在電阻Rl及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)過全波整流橋Dl整流后，其輸出端連接有驅(qū)動控制芯片2、LED燈串L1-L6以及NMOS管Q1、Q2、Q3。NMOS管Q4、信號誤差比較器Ul以及電阻Rl、R2組成NMOS管Ql的過壓保護(hù)電路；NM0S管Q5、信號誤差比較器U2以及電阻R3、R4組成NMOS管Q2的過壓保護(hù)電路；NM0S管Q6、信號誤差比較器U3以及電阻R5、R6組成NMOS管Q3的過壓保護(hù)電路。電阻Rl、R2組成的分壓電路起電壓采樣和衰減的作用，當(dāng)米樣電壓高于信號誤差比較器Ul的參考電壓時,信號誤差比較器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)，因此不會因?yàn)楣β蔬^大而損壞。同樣的，NMOS管Q5、信號誤差比較器U2以及電阻R3、R4形成的過壓保護(hù)電路保護(hù)NMOS管Q2不會過熱損壞，NMOS管Q6、信號誤差比較器U3以及電阻R5、R6形成的過壓保護(hù)電路保護(hù)NMOS管Q3不會因其兩端電壓過高進(jìn)而導(dǎo)致功率過大最終使其過熱損壞。
[0040]進(jìn)一步地，本發(fā)明各個實(shí)施例中所述驅(qū)動開關(guān)器件還可以為PMOS管、NPN三極管、PNP三極管。
[0041]進(jìn)一步地，本發(fā)明各個實(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，本發(fā)明各個實(shí)施例中所述控制開關(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)施例所述過壓保護(hù)電路可以隨驅(qū)動開關(guān)外置于驅(qū)動控制芯片之外，也可以采用集成電路的形式隨驅(qū)動開關(guān)內(nèi)置于驅(qū)動控制芯片之內(nèi)。當(dāng)將本發(fā)明的過壓保護(hù)電路內(nèi)置于驅(qū)動控制芯片之內(nèi)時，省去了原來用來放置驅(qū)動開關(guān)的空間，大大節(jié)省了整個驅(qū)動電路的占空面積。
[0044]包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的驅(qū)動電路其工作過程為(以本申請文件附圖中只含3段LED燈串為例進(jìn)行說明):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，驅(qū)動控制芯片2打開驅(qū)動開關(guān)Q1，則第一段LED燈串L1、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燈串同時導(dǎo)通的電壓時，驅(qū)動控制芯片2打開驅(qū)動開關(guān)Q2，同時關(guān)閉驅(qū)動開關(guān)Q1，則第一段LED燈串L1、L2和第二段LED燈串L3、L4同時發(fā)光，其他段LED燈串不發(fā)光；以此類推，電壓再繼續(xù)上升，驅(qū)動控制芯片2打開驅(qū)動開關(guān)Q3，同時關(guān)閉驅(qū)動開關(guān)Q2，則三段LED燈串L1、L2、L3、L4、L5、L6同時發(fā)光；當(dāng)輸入電壓開始下降時過程正好相反，此處不再贅述。
[0045]以下對包含有本發(fā)明過壓保護(hù)電路的線性高壓LED驅(qū)動器的電壓、電流波形進(jìn)行說明(以本申請文件附圖中只含3段LED燈串為例):
[0046]附圖4為線性高壓LED驅(qū)動器正常工作時的電流和電壓波形，如圖4所示，30是線性高壓LED驅(qū)動器正常工作時的電流波形、31是線性高壓LED驅(qū)動器正常工作時的電壓波形。
[0047]具體地，所謂正常工作是指線性高壓LED驅(qū)動器的輸入電壓既沒有超出門限電壓的情形出現(xiàn)(門限電壓以340V為上限)，也沒有LED燈串?dāng)嗦返那樾纬霈F(xiàn)。此時，附圖5的電壓、電流波形和驅(qū)動器沒有受保護(hù)時的電壓、電流波形是一樣的。其中，電壓波形31其最高電壓為3IOV沒有超出上限，對應(yīng)的電流波形30具有三個臺階，其中，第一個臺階是當(dāng)工作電壓只能夠滿足第一段LED燈串L1、L2導(dǎo)通時的電流波形，第二個臺階是當(dāng)工作電壓只能夠滿足第一段和第二段LED燈串L1、L2、L3、L4同時導(dǎo)通時的電流波形，第三個臺階是指當(dāng)工作電壓能夠滿足第一段、第二段和第三段LED燈串L1、L2、L3、L4、L5、L6同時導(dǎo)通時的電流波形。
[0048]附圖5為線性高壓LED驅(qū)動器輸入電壓超出門限時的電流和電壓波形；如圖5所示，32是線性高壓LED驅(qū)動器當(dāng)輸入電壓超出門限時的電壓波形、33是線性高壓LED驅(qū)動器當(dāng)輸入電壓超出門限時的電流波形。
[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時電流為零(在三個臺階中間有一段處于斷開狀態(tài))，這是因?yàn)楫?dāng)輸入電壓超過340V的上限時，控制開關(guān)4會控制驅(qū)動開關(guān)Q3關(guān)閉，此時，整個驅(qū)動電路的LED燈串都沒有導(dǎo)通，因此，整個LED燈串都不會有電流通過，此時，就會出現(xiàn)附圖6中電流波形中間一段斷開的情形。而當(dāng)輸入電壓從最高往回落的過程中，當(dāng)輸入電壓回落到340V的范圍內(nèi)并且電壓偏高時，控制開關(guān)4控制驅(qū)動開關(guān)Q3導(dǎo)通，此時，LED燈串L1、L2、L3、L4、L5、L6同時導(dǎo)通，因而也就有了附圖6中右半邊的第三個臺階的電流波形，而當(dāng)輸入電壓繼續(xù)回落到只能滿足同時導(dǎo)通LED燈串L1、L2、L3、L4時，驅(qū)動控制芯片2控制驅(qū)動開關(guān)Q2打開、Q3關(guān)閉，此時，就有了右半邊圖形中的第二個臺階的電流波形，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、L2時，電流波形就如右半邊圖形中第一個臺階所示了。
[0050]附圖6為線性高壓LED驅(qū)動器第三段LED燈串出現(xiàn)斷路時的電流和電壓波形；如圖6所示，34是線性高壓LED驅(qū)動器當(dāng)?shù)谌蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時的電壓波形；35是線性高壓LED驅(qū)動器當(dāng)?shù)谌蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時的電流波形。
[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個臺階的波形，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)谌蜭ED燈串?dāng)嚅_時，電壓只降落在LED燈串L1、L2、L3、L4上，LED燈串L5、L6沒有電流通過，此時，就形成了附圖7中左右各兩個臺階的波形了。
[0052]附圖7為線性高壓LED驅(qū)動器第二段LED燈串出現(xiàn)斷路時的電路和電壓波形；如圖7所示，36是線性高壓LED驅(qū)動器當(dāng)?shù)诙蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時的電壓波形、37是線性高壓LED驅(qū)動器當(dāng)?shù)诙蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時的電流波形。
[0053]具體地，電壓波形36的最高電壓為310V，沒有超出上限，電流波形37為左右各一個臺階的波形，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)诙蜭ED燈串出現(xiàn)斷路時，LED燈串L2、L3、L4、L5均沒有電流流過，只有LED燈串L1、L2有電流通過，因此，只能形成左右各一個臺階的電流波形圖了。
[0054]本發(fā)明的驅(qū)動開關(guān)均為高耐壓器件不會被擊穿，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)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(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)脫離本發(fā)明各實(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)動器保護(hù)電路，包括用于驅(qū)動LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動開關(guān)，其特征在于，還包括用于保護(hù)所述驅(qū)動開關(guān)的過壓保護(hù)電路； 所述過壓保護(hù)電路包括用于監(jiān)測每個驅(qū)動開關(guān)兩端電壓的電壓采樣單元、用于對電壓采樣單元采集到的信號進(jìn)行處理的信號處理單元、用于當(dāng)所述驅(qū)動開關(guān)兩端的電壓超過某一設(shè)定值時控制其關(guān)斷的控制開關(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)動開關(guān)包括:用于驅(qū)動每段LED燈串導(dǎo)通的驅(qū)動開關(guān)； 所述保護(hù)電路對每一路驅(qū)動開關(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)動開關(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，所述電壓采樣單元及信號處理單元包括串聯(lián)電阻Rl及R2，其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所述控制開關(guān)單元為基極連接在電阻Rl及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，所述電壓采樣單元及信號處理單元包括串聯(lián)電阻Rl及R2和信號誤差比較器，所述控制開關(guān)單元包括第二 NMOS管，所述串聯(lián)電阻Rl及R2其一端連接在每段LED燈串之后，另一端接地；所述信號誤差比較器的輸入端正極連接在電阻Rl及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)動開關(guān)器件為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，所述控制開關(guān)單元器件為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，所述過壓保護(hù)電路可以隨驅(qū)動開關(guān)外置于驅(qū)動控制芯片之外，也可以采用集成電路的形式隨驅(qū)動開關(guān)內(nèi)置于驅(qū)動控制芯片之內(nèi)。
【文檔編號】H02H7/20GK103887769SQ201210556930
【公開日】2014年6月25日 申請日期: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 申請人:陜西亞成微電子股份有限公司