实时检测LED驱动电路的制作方法

本发明涉及实时检测led驱动电路,尤其涉及一种能实时检测led安装状态的实时检测led驱动电路。

背景技术：

在过往的照明市场中，大量使用了cfl灯管类产品并安装了相应的电子镇流器。如今，则使用了发光二极管(led)灯具替代了传统的cfl灯管，这需要安装led驱动电路来替代传统的电源系统，其中现有的替代方式之一是采用typeb方式(双端进电)，此方式通过电源保护电路可以避免触电和随之而来的跌落双重安全隐患，但在led灯管安装状态的检测方式上仍存在一些缺点。

请参阅图1，图1为一种现有的led驱动电路的电路图。现有的led驱动电路连接在交流电源1以及led负载2之间，为了要检测led灯管(即led驱动电路加上led负载2)安装状态，现有的led驱动电路主要是利用使能电路10、包络发生电路11、检测开关管12和检测电路13。使能电路10产生一高电平电压信号令检测开关管12瞬间导通，产生一带有阻抗检测信息的电流，典型会达到100ma以上，甚至达到1a～10a，检测电路13通过电流值判断led灯管是否正确安装，若检测到led灯管未处于正确安装状态，包络发生电路11会隔一段时间再继续发送另一包络信号，进而继续判断led灯管是否处于正确安装状态。

上述led灯管安装状态的检测方式存在一些缺点。首先，现有的led驱动电路需要有一检测开关管12在主回路串接或者将检测开关管12与主回路并联，也就是说，均需要有检测开关管12做检测动作，且检测信息的大电流可能流损坏检测开关管12和其他电路，可靠性不高。还有，有的led驱动电路需要有包络发生电路11产生一脉冲信号打开检测开关管12，当检测到led灯管未处于正确安装状态，隔一段时间会继续发送第二次脉冲信号，进而继续判断led灯管是否处于正确安装状态。由于脉冲信号之间存在间隔时间，当led负载2已经处于正常状态的时刻早于后续脉冲信号出现时，无法进行判断，也就是说现有方式无法实时检测，这将导致led灯管亮灯存在延迟。此外，有的led驱动电路需要在原有pfc驱动电源的基础上增加额外的开关管控制主回路的导通或关断，电源保护模块和后级恒流模块是独立控制的，导致较高的系统成本。

因此，如何提供一种能简化所使用的组件以节省成本、高可靠性，并可实时检测led灯管安装状态的实时检测led驱动电路，即为各家业者亟待解决的课题。

技术实现要素：

鉴于现有技术的种种缺失，本发明的主要目的，即在于提供一种能简化所使用的组件以节省成本，并可实时检测led灯管安装状态的实时检测led驱动电路。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供一种实时检测led驱动电路，与一led负载连接以组成led灯管，实时检测led驱动电路包括输入模块、滤波模块、驱动控制模块以及输出模块。

输入模块与一交流信号源连接，用以接收一交流信号并将其整流后，发送直流信号；滤波模块与输入模块连接，用以接收直流信号并将其滤波后，发送滤波信号；驱动控制模块与输入模块及滤波模块连接，用以实时检测滤波信号以判断led灯管是否正确安装，若是，则输出使能信号；若否，则输出关断信号；以及输出模块与驱动控制模块及led负载连接，用以在接收到使能信号时，输出驱动信号以令led负载工作，以及在接收到关断信号时，输出停止信号以令led负载不工作。

在一实施例中，驱动控制模块还包括电源保护模块、恒流控制模块以及开关模块。电源保护模块与滤波模块连接，用以实时检测滤波信号以判断led灯管是否正确安装，若是，则输出第一控制信号；若否，则输出第二控制信号并且对led灯管进行漏电流保护；恒流控制模块与电源保护模块连接，用以在接收到第一控制信号时发送恒流控制信号，以及在接收到第二控制信号时停止发送恒流控制信号；以及开关模块与恒流控制模块连接，用以在接收到恒流控制信号时发送使能信号，以及在未接收到恒流控制信号时发送关断信号。

在一实施例中，电源保护模块还包括辅助检测电路、实时电流采样电路、判定电路以及逻辑控制电路，以及滤波模块还包括第一电容，其中辅助检测电路通过下拉泄放电流将储存在滤波模块中的第一电容上的电荷消耗一部分，实时电流采样电路将第一电容的充电电流转换并放大成采样电压信号，判定电路将采样电压信号和一基准电压进行比较，如果采样电压信号大于基准电压，则令逻辑控制电路输出第一控制信号；以及如果采样电压信号小于基准电压，则令逻辑控制电路输出第二控制信号。

在一实施例中，辅助检测电路还包括下拉电流源以及电流控制电路，电流控制电路用以控制下拉电流源的电流，从而控制第一电容的充电。

在一实施例中，实时电流采样电路还包括采样电阻以及放大器，采样电阻用以将第一电容的充电电流转换为第一电压信号，以及放大器将第一电压信号放大为采样电压信号。

在一实施例中，实时电流采样电路还包括rc滤波电路，用以改变采样电压信号的波形。

在一实施例中，判定电路还包括比较器，比较器的一端输入为采样电压信号且另一端输入为基准电压。

在一实施例中，输入模块还用以将交流信号转换为频率信号，电源保护模块还包括高频信号检测电路，高频信号检测电路用以判断频率信号为高频或低频，当频率信号为高频时，高频信号检测电路发出高频电源信号以令恒流控制模块发送恒流控制信号，以及当频率信号为低频时，高频信号检测电路不影响其他模块的运作。

在一实施例中，高频信号检测电路还包括母线电压采样电路和鉴频电路，母线电压采样电路用以采样频率信号，以及鉴频电路用以判断频率信号为高频或低频，当频率信号为高频时，鉴频电路发出高频电源信号以令恒流控制模块发送恒流控制信号，以及当频率信号为低频时，鉴频电路不影响其他模块的运作。

在一实施例中，恒流控制模块以及开关模块还用以组成pfc降压控制环路、pfc升降压控制环路或是pfc反激式控制环路。

在一实施例中，滤波模块包括电容滤波或电感滤波。

相较于现有技术，由于本发明的实时检测led驱动电路是通过安装在主回路的驱动控制模块实时检测滤波模块的滤波信号，藉此判断led灯管是否正确安装，因此本发明的实时检测led驱动电路不但可实时检测，也不需要现有的led驱动电路的使能电路、包络发生电路和检测开关管，可节省成本。此外，由于不使用会产生大电流的脉冲信号来进行检测，避免了电路被大电流损坏的风险，提高了可靠性，充分克服了现有技术中所具有的问题。

附图说明

图1为一种现有的led驱动电路的电路图。

图2为本发明第一实施例的实时检测led驱动电路的架构示意图。

图3为本发明第二实施例的实时检测led驱动电路的架构示意图。

图4为本发明第三实施例的实时检测led驱动电路的架构示意图。

图5为本发明图4实施例的关键波形图。

图6为本发明第四实施例的实时电流采样电路及判定电路的架构示意图。

图7为本发明图6实施例的关键波形图。

符号说明

1交流信号源

10使能电路

11包络发生电路

12检测开关管

13检测电路

2led负载

20输入模块

21滤波模块

22驱动控制模块

220电源保护模块

2200辅助检测电路

22000下拉电流源

22001电流控制电路

2201实时电流采样电路

22010采样电阻

22011放大器

22012rc滤波电路

2202判定电路

22020比较器

2203逻辑控制电路

2204高频信号检测电路

22040母线电压采样电路

22041鉴频电路

221恒流控制模块

2210峰值电流采样电路

2211pfc恒流控制电路

2212栅驱动电路

222开关模块

23输出模块

ich充电电流

v1采样电压信号

v2采样电压信号

vac交流信号

vbus+电压

vref基准电压

vref2基准电压

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实施例加以施行或应用。

请参阅图2，图2为本发明第一实施例的实时检测led驱动电路的架构示意图。如图所示，本发明提供一种实时检测led驱动电路，与一led负载2连接以组成led灯管，实时检测led驱动电路包括输入模块20、滤波模块21、驱动控制模块22以及输出模块23。

输入模块20与一交流信号源1连接，用以接收一交流信号并将其整流后，发送直流信号；滤波模块21与输入模块20连接，用以接收直流信号并将其滤波后，发送滤波信号；驱动控制模块22与输入模块20及滤波模块21连接，用以实时检测滤波信号以判断led灯管是否正确安装，若是，则输出使能信号；若否，则输出关断信号；以及输出模块23与驱动控制模块22及led负载2连接，用以在接收到使能信号时，输出驱动信号以令led负载2工作，以及在接收到关断信号时，输出停止信号以令led负载2不工作。

驱动控制模块22可实时检测滤波模块21的滤波信号，用以判断led灯管是否正确安装，与现有技术相较，本发明的实时检测led驱动电路并未使用使能电路、包络发生电路和检测开关管，可节省成本。此外，由于不使用会产生大电流的脉冲信号来进行检测，避免了电路被大电流损坏的风险，提高了可靠性。

在一实施例中，输入模块20可包含至少一个整流桥、若干x电容、若干压敏电阻。整流桥将交流信号整流输出直流信号；x电容的作用，主要是提高led驱动电路的抗浪涌能力，能够吸收一部分交流信号源输出的浪涌能量，使得原本要流入led驱动电路的浪涌能量显着减少。压敏电阻的作用是阻止因静电放电、雷击或者浪涌造成对led驱动电路的损坏，当电压瞬间高于某一数值时，压敏电阻的阻止迅速下降，导通大电流，防止瞬间过压而起到保护作用。

在一实施例中，滤波模块21可包含电容滤波和电感滤波。主要作用是滤除共模和差模干扰，减少干扰和杂讯信号，一直来自交流信号源的噪声和谐波信号。

在一实施例中，输出模块23可包括续流二极管、电感和输出电容，输出模块23与驱动控制模块22共同形成恒流输出环路，驱动led负载2的恒流输出。

在一实施例中，led负载2主要包含至少1串led灯珠，或者多串led灯珠串联，或者多串led灯珠并联。

请参阅图3，图3为本发明第二实施例的实时检测led驱动电路的架构示意图。在一实施例中，驱动控制模块22还包括电源保护模块220、恒流控制模块221以及开关模块222。电源保护模块220与滤波模块21连接，用以实时检测滤波信号以判断led灯管是否正确安装，若是，则输出第一控制信号；若否，则输出第二控制信号并且对led灯管进行漏电流保护；恒流控制模块221与电源保护模块220连接，用以在接收到第一控制信号时发送恒流控制信号，以及在接收到第二控制信号时停止发送恒流控制信号；以及开关模块222与恒流控制模块221连接，用以在接收到恒流控制信号时发送使能信号，以及在未接收到恒流控制信号时发送关断信号。

在一实施例中，判断led灯管是否正确安装的方式是以电源保护模块220实时检测滤波模块21的充电电流，并参考led灯管未正确安装时的电流设定一阈值，当电源保护模块220实时检测滤波模块21的充电电流低于设定阈值时，输出第二控制信号并且对led灯管进行漏电流保护，第二控制信号通过恒流控制模块221、开关模块222以及输出模块23等模块的作用，最终会使led负载2不工作。

请参阅图4，图4为本发明第三实施例的实时检测led驱动电路的架构示意图。在一实施例中，电源保护模块220还包括辅助检测电路2200、实时电流采样电路2201、判定电路2202以及逻辑控制电路2203，以及滤波模块21还可包括第一电容210(标示于图2)，其中辅助检测电路2200通过下拉泄放电流将储存在滤波模块21中的第一电容上210的电荷消耗一部分，实时电流采样电路2201将第一电容210的充电电流转换并放大成采样电压信号，判定电路2202将采样电压信号和一基准电压vref进行比较，如果采样电压信号大于基准电压vref，则令逻辑控制电路2203输出第一控制信号；以及如果采样电压信号小于基准电压，则令逻辑控制电路2203输出第二控制信号。

请参阅图4及图5，图5为本发明图4实施例的关键波形图。在一实施例中，辅助检测电路2200还包括下拉电流源22000以及电流控制电路22001，电流控制电路22001用以控制下拉电流源22000的电流，从而控制第一电容210的充电。更详细来说，电流控制电路22001控制下拉电流源22000的电流，从而精确控制滤波模块21中的第一电容210上的电压vbus+，当交流信号源输入的交流信号vac高于vbus+时，第一电容210开始充电并产生充电电流ich。

在一实施例中，实时电流采样电路2201还包括采样电阻22010以及放大器22011，采样电阻22010用以将第一电容210的充电电流ich转换为第一电压信号，以及放大器22011将第一电压信号放大为采样电压信号v1。

在一实施例中，判定电路2202还包括比较器22020，比较器22020的一端输入为采样电压信号v1且另一端输入为基准电压vref，如果采样电压信号v1大于基准电压vref，表示led灯管处于正确安装状态，逻辑控制电路2203输出第一控制信号，以令led负载2正常工作；以及如果采样电压信号v1小于基准电压vref，表示led灯管未处于正确安装状态，逻辑控制电路2203输出第二控制信号，以令led负载2停止工作。

请参阅图6及图7，图6为本发明第四实施例的实时电流采样电路及判定电路的架构示意图，以及图7为本发明图6实施例的关键波形图。与图4及图5实施例不同的地方在于，在此实施例中实时电流采样电路2201还包括rc滤波电路22012，用以改变采样电压信号v2的波形。实时电流采样电路2201产生采样电压信号v2，比较器22020的一端输入为采样电压信号v2且另一端输入为基准电压vref2，以判断led灯管是否正确安装。图7可看到图4实施例的采样电压信号v1以及图6实施例的采样电压信号v2的波形比较，请注意到，图7的采样电压信号v1仅是作为比较，并非由图6实施例的电路所产生。

在一实施例中，输入模块20还用以将交流信号转换为频率信号，电源保护模块220还包括高频信号检测电路2204，高频信号检测电路2204用以判断频率信号为高频或低频，当频率信号为高频时，高频信号检测电路2204发出高频电源信号以令恒流控制模块221发送恒流控制信号，以令led负载2正常工作；以及当频率信号为低频时，高频信号检测电路2204不影响其他模块的运作，也就是说，此时led负载2是否工作取决于判定电路2202的判定结果。

在一实施例中，高频信号检测电路2204还包括母线电压采样电路22040和鉴频电路22041，母线电压采样电路22040用以采样频率信号，以及鉴频电路22041用以判断频率信号为高频或低频，当频率信号为高频时，鉴频电路22041发出高频电源信号以令恒流控制模块221发送恒流控制信号，以及当频率信号为低频时，鉴频电路22041不影响其他模块的运作。

请注意到，上述交流信号为高频信号或低频信号是相对的，举例来说，高频信号可以是指频率大于10khz的交流信号，例如来自电子镇流器的信号；以及低频信号可以是指频率小于100hz的交流信号，例如来自市电的信号，但不以此为限，在其他的实施例中，可以是其他高频或低频范围。

在一实施例中，恒流控制模块221可包括峰值电流采样电路2210、pfc恒流控制电路2211和栅驱动电路2212，恒流控制模块221以及开关模块222还用以组成pfc降压控制环路、pfc升降压控制环路或是pfc反激式控制环路。

综上所述，由于本发明的实时检测led驱动电路是通过安装在主回路的驱动控制模块实时检测滤波模块的滤波信号，藉此判断led灯管是否正确安装，因此本发明的实时检测led驱动电路不但可实时检测，也不需要现有的led驱动电路的使能电路、包络发生电路和检测开关管，可节省成本。此外，由于不使用会产生大电流的脉冲信号来进行检测，避免了电路被大电流损坏的风险，提高了可靠性，充分克服了现有技术中所具有的问题。

藉由以上较佳具体实施例的描述，本领域具有通常知识者当可更加清楚本发明的特征与精神，惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，任何对上述实施例进行的修改及变化仍不脱离本发明的精神，且本发明的权利范围应如权利要求书所列。