Led驱动电路的采样电阻短路保护电路和方法
【专利摘要】一种LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，用于在LED驱动电路的采样电阻发生短路时保护所述LED驱动电路，包括：电压检测模块，用于检测采样电阻两端的电压；比较判断模块，与所述电压检测模块连接，用于在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次，若是，判断所述采样电阻处于正常状态，若否，判断所述采样电阻处于短路状态；短路保护模块，与所述比较判断模块连接，用于在所述采样电阻处于短路状态时关断所述LED驱动电路中的开关管，启动短路保护；其中，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通。还公开一种LED驱动电路的采样电阻短路保护方法。本发明可以避免电路器件损坏。
【专利说明】LED驱动电路的采样电阻短路保护电路和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED短路保护【技术领域】，特别是涉及一种LED驱动电路的采样电阻短路保护电路和方法。
【背景技术】
[0002]近几年，LED照明技术有了突飞猛进的发展，其在节能减排过程中起了重要的作用。发光二极管LED是一种低耗、高效地实现电能转化成光能的半导体器件，在家用以及商用照明市场上得到了广泛地应用。
[0003]为了实现电流控制，达到控制LED的亮度，需要利用采样电阻采样控制电路中的电流。系统会利用采样电阻上的电压来控制驱动电路中开关管的导通时间。在照明灯具生产检测以及使用过程中，会出现采样电阻发生短路的情况，这时候系统无法获得电流信号，导致开关管的导通时间达到了系统最大允许的导通时间，流过开关管的电流就会很大，造成开关管以及电路板其他器件的损坏。
[0004]然而，现有的短路保护方法多数是针对LED灯短路的情况，无法有效实现对驱动电路的采样电阻短路的保护，造成系统的器件损坏，不利于大规模生产使用。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种可以避免电路器件损坏的LED驱动电路的采样电阻短路保护电路和方法。
[0006]一种LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，用于在LED驱动电路的采样电阻发生短路时保护所述LED驱动电路，包括:
[0007]电压检测模块，用于检测采样电阻两端的电压；
[0008]比较判断模块，与所述电压检测模块连接，用于在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次，若是，判断所述采样电阻处于正常状态，若否，判断所述采样电阻处于短路状态；
[0009]短路保护模块，与所述比较判断模块连接，用于在所述采样电阻处于短路状态时关断所述LED驱动电路中的开关管，启动短路保护；
[0010]其中，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通。
[0011]在其中一个实施例中，所述比较判断模块包括电压比较器、与门、N次高电平检测器、RS触发器以及检测时间控制器；
[0012]所述电压比较器的正向输入端与所述电压检测模块连接，用于输入采样电阻两端的电压，所述电压比较器的反向输入端与基准电压源连接，用于输入基准电压，所述电压比较器的输出端与所述与门的一个输入端连接；
[0013]所述N次高电平检测器的输入端与所述与门的输出端连接，所述N次高电平检测器的输出端与所述RS触发器的R端连接；
[0014]所述RS触发器的R端与所述N次高电平检测器的输出端连接，所述RS触发器的S端与所述检测时间控制器连接，所述RS触发器的Q端用于与所述短路保护模块连接。
[0015]在其中一个实施例中，所述检测时间控制器包括高低电平交替产生电路、第一非门及时钟脉冲信号发生器；
[0016]所述高低电平交替产生电路的输出端与所述第一非门的输入端连接，所述第一非门的输出端通过所述时钟脉冲信号发生器与所述RS触发器的S端连接。
[0017]在其中一个实施例中，还包括连接在所述与门另一个输入端的前端消隐电路，用于防止所述电压比较器发生错误输出。
[0018]在其中一个实施例中，所述比较判断模块还包括连接在所述与门第三个输入端与所述N次高电平检测器的输出端之间的第二非门，用于屏蔽所述电压比较器输出的高电平信号。
[0019]在其中一个实施例中，N不小于3。
[0020]一种LED驱动电路的采样电阻短路保护方法，包括:
[0021]检测采样电阻两端的电压；
[0022]在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次，若是，判断所述采样电阻处于正常状态，若否，判断所述采样电阻处于短路状态；
[0023]在所述采样电阻处于短路状态时关断所述LED驱动电路中的开关管，启动短路保护；
[0024]其中，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通。
[0025]在其中一个实施例中，还包括输入前端消隐时间以防止样电阻两端的电压与基准电压比较结果发生错识的步骤。
[0026]在其中一个实施例中，在预设时间内采样电阻两端的电压大于基准电压N次后，还包括屏蔽采样电阻两端的电压与基准电压比较结果的步骤。
[0027]在其中一个实施例中，N不小于3。
[0028]上述LED驱动电路的采样电阻短路保护电路和方法，通过电压检测模块，检测采样电阻两端的电压，然后再通过比较判断模块来判断所述采样电阻处于短路，如果是则通过短路保护模块启动短路保护，这样可以有效实现对LED驱动电路的采样电阻短路的保护；另外，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通，这样在采样电阻发生短路时候，能够有效限制开关管的电流，避免检测时间段内开关管的电流过大，起到保护开关管作用，也避免LED驱动电路中其他元器件造成损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为一实施例中LED驱动电路的采样电阻短路保护电路模块图；
[0030]图2为图1所示实施例中比较判断模块的电路原理图；
[0031]图3为LED驱动电路的采样电阻短路保护电路时序示意图；
[0032]图4为一实施例中LED驱动电路的采样电阻短路保护方法流程图。
【具体实施方式】
[0033]请参照图1，为一实施例中LED驱动电路的采样电阻短路保护电路模块图。
[0034]该LED驱动电路的采样电阻短路保护电路包括电压检测模块110、比较判断模块120以及短路保护模块130。
[0035]电压检测模块110用于检测采样电阻两端的电压。
[0036]在LED驱动电路启动时候，系统首先要判断采样电阻是否短路，而其判断的根据就是检测采样电阻两端的电压。因此，本实施例中设置了电压检测模块110来检测采样电阻两端的电压。
[0037]比较判断模块120与所述电压检测模块连接，用于在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次，若是，判断所述采样电阻处于正常状态，若否，判断所述采样电阻处于短路状态。
[0038]具体地请结合图2，为图1所示实施例中比较判断模块的电路原理图。
[0039]比较判断模块120包括电压比较器121、与门122、N次高电平检测器123、RS触发器124以及检测时间控制器。
[0040]电压比较器121的正向输入端⑴与电压检测模块110(图2未示出)连接，用于输入采样电阻两端的电压CS，电压比较器121的反向输入端(-)与基准电压源连接，用于输入基准电压Vref_CS，电压比较器121的输出端与与门122的一个输入端连接。
[0041]N次高电平检测器123的输入端与与门122的输出端连接，N次高电平检测器123的输出端与RS触发器124的R端连接。
[0042]RS触发器124的R端与N次高电平检测器123的输出端连接，RS触发器124的S端与所述检测时间控制器连接，RS触发器124的Q端用于与短路保护模块130(图2未示出)连接。
[0043]在本实施例中，所述检测时间控制器包括高低电平交替产生电路(图2未示出)、第一非门125及时钟脉冲信号发生器126。
[0044]所述高低电平交替产生电路的输出端与第一非门125的输入端连接，用于输出电平信号CS_DET_EN，第一非门125的输出端通过时钟脉冲信号发生器126与RS触发器124的S端连接。
[0045]进一步地，还包括连接在与门122另一个输入端的前端消隐电路(图2未示出)，用于防止所述电压比较器发生错误输出。
[0046]考虑到LED驱动电路工作时，其开关管在导通的瞬间，采样电阻两端会出现脉冲峰值电流，如果此时采样电流值，会导致电压比较器121发生错误输出。为了防止这种错误的输出，本实施例中设置了前端消隐电路(图2未示出)，其作用是在LED驱动电路中的开关管导通后，引入消隐时间LEB(典型270ns)，在消隐时间LEB内忽略电压比较器121的输出结果或把电压比较器121的输出置为低电平。
[0047]比较判断模块120还包括连接在与门122第三个输入端与N次高电平检测器123的输出端之间的第二非门127，用于在N次高电平检测器123输出高电平后屏蔽电压比较器121输出的高电平信号。
[0048]在本实施例中，N不小于3，即采样电阻两端电压在预设时间内大于基准电压至少三次。
[0049]短路保护模块I30与比较判断模块120连接，用于在所述采样电阻处于短路状态时关断所述LED驱动电路中的开关管，启动短路保护。
[0050]在本实施例中，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通，这样是为了在采样电阻发生短路时候，能够有效限制开关管的电流，避免检测时间段内开关管的电流过大，起到保护开关管作用，也避免LED驱动电路中其他元器件造成损坏。
[0051]以下结合图3来说明图2中比较判断模块的工作原理。图3所示为LED驱动电路的采样电阻短路保护电路时序示意图。
[0052]LED驱动电路启动时候，控制LED驱动电路中的开关管为周期性的导通，即驱动控制信号GATE为周期性交替的高、低电平。电平信号CS_DET_EN的高电平表示采样电阻短路判断这一状态。在此期间，电压检测模块110会检测采样电阻两端的电压VCS，然后将电压VCS与基准电压Vref_CS做比较。如果电压VCS大于基准电压Vref_CS，那么电压比较器121的输出信号CS_OK就为高电平。电压比较器121输出N次高电平之后，N次高电平检测器123就会输出一个高电平，即RS触发器124的R端变为高电平，Q端输出变为低电平。同时，通过第二非门127把电压比较器121再输出的高电平信号CS_OK屏蔽，N次高电平检测器123进入latch状态。经过若干时间之后，电平信号CS_DET_EN从高电平变为低电平，表示采样电阻短路判断的过程结束，RS触发器124的S端会输入一个高电平信号。在本实施例中，RS触发器124是R端优先触发器，而R端输入始终是高电平，所以触发器的Q端输出一直为低电平，系统进入正常工作状态。
[0053]相应地，如果采样电阻处于短路状态，那么在LED驱动电路的开关管导通时间内，采样电阻两端的电压VCS —直比基准电压Vref_CS小，电压比较器121的输出信号CS_OK就一直是低电平信号，N次高电平检测器123的输出就为低电平，即RS触发器124的R端输入为低电平。经过若干时间之后，电平信号CS_DET_EN从高电平变为低电平，表示采样电阻短路判断的过程结束，RS触发器124的S端会输入一个高电平信号，而R端输入始终是低电平，RS触发器124的Q端输出为高电平CS_SHORT，表示采样电阻处于短路状态，这时LED驱动电路中的开关管就会被关断，进入Latch状态，等待采样电阻短路状态解除。
[0054]请参照图4，为一实施例中LED驱动电路的采样电阻短路保护方法流程图。
[0055]该LED驱动电路的采样电阻短路保护方法包括:
[0056]步骤SllO:检测采样电阻两端的电压。
[0057]在LED驱动电路启动时候，系统首先要判断采样电阻是否短路，而其判断的根据就是检测采样电阻两端的电压。
[0058]步骤S120:在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次。
[0059]在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次，若是，执行步骤S130，若否，执行步骤S140。在本实施例中，N不小于3。
[0060]步骤S130:判断所述采样电阻处于正常状态。
[0061]步骤S140:判断所述采样电阻处于短路状态。
[0062]步骤S150:关断所述LED驱动电路中的开关管，启动短路保护。
[0063]在其他实施例中，还包括输入前端消隐时间以防止样电阻两端的电压与基准电压比较结果发生错识的步骤。
[0064]进一步地，步骤S120中，在预设时间内比较采样电阻两端的电压大于基准电压N次后，还包括屏蔽采样电阻两端的电压与基准电压比较结果的步骤。
[0065]上述LED驱动电路的采样电阻短路保护电路和方法，通过电压检测模块，检测采样电阻两端的电压，然后再通过比较判断模块来判断所述采样电阻处于短路，如果是则通过短路保护模块启动短路保护，这样可以有效实现对LED驱动电路的采样电阻短路的保护；另外，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通，这样在采样电阻发生短路时候，能够有效限制开关管的电流，避免检测时间段内开关管的电流过大，起到保护开关管作用，也避免LED驱动电路中其他元器件造成损坏。
[0066] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，用于在LED驱动电路的采样电阻发生短路时保护所述LED驱动电路，其特征在于，包括: 电压检测模块，用于检测采样电阻两端的电压； 比较判断模块，与所述电压检测模块连接，用于在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次，若是，判断所述采样电阻处于正常状态，若否，判断所述采样电阻处于短路状态； 短路保护模块，与所述比较判断模块连接，用于在所述采样电阻处于短路状态时关断所述LED驱动电路中的开关管，启动短路保护； 其中，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，其特征在于，所述比较判断模块包括电压比较器、与门、N次高电平检测器、RS触发器以及检测时间控制器； 所述电压比较器的正向输入端与所述电压检测模块连接，用于输入采样电阻两端的电压，所述电压比较器的反向输入端与基准电压源连接，用于输入基准电压，所述电压比较器的输出端与所述与门的一个输入端连接； 所述N次高电平检测器的输入端与所述与门的输出端连接，所述N次高电平检测器的输出端与所述RS触发器的R端连接； 所述RS触发器的R端与所述N次高电平检测器的输出端连接，所述RS触发器的S端与所述检测时间控制器连接，所述RS触发器的Q端用于与所述短路保护模块连接。
3.根据权利要求2所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，其特征在于，所述检测时间控制器包括高低电平交替产生电路、第一非门及时钟脉冲信号发生器； 所述高低电平交替产生电路的输出端与所述第一非门的输入端连接，所述第一非门的输出端通过所述时钟脉冲信号发生器与所述RS触发器的S端连接。
4.根据权利要求2所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，其特征在于，还包括连接在所述与门另一个输入端的前端消隐电路，用于防止所述电压比较器发生错误输出。
5.根据权利要求2所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，其特征在于，所述比较判断模块还包括连接在所述与门第三个输入端与所述N次高电平检测器的输出端之间的第二非门，用于屏蔽所述电压比较器输出的高电平信号。
6.根据权利要求1所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护电路，其特征在于，N不小于3o
7.—种LED驱动电路的采样电阻短路保护方法，其特征在于，包括: 检测采样电阻两端的电压； 在预设时间内比较采样电阻两端的电压是否大于基准电压N次，若是，判断所述采样电阻处于正常状态，若否，判断所述采样电阻处于短路状态； 在所述采样电阻处于短路状态时关断所述LED驱动电路中的开关管，启动短路保护； 其中，所述LED驱动电路中的开关管为周期性的导通。
8.根据权利要求7所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护方法，其特征在于，还包括输入前端消隐时间以防止样电阻两端的电压与基准电压比较结果发生错识的步骤。
9.根据权利要求7所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护方法，其特征在于，在预设时间内采样电阻两端的电压大于基准电压N次后，还包括屏蔽采样电阻两端的电压与基准电压比较结果的步骤。
10.根据权利要求7所述的LED驱动电路的采样电阻短路保护方法，其特征在于，N不小于3。
【文档编号】H02H3/08GK104466889SQ201410712733
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月29日 优先权日:2014年11月29日
【发明者】胡长伟, 张波, 刘晓航, 喻辉杰 申请人:杭州必易科技有限公司