一种非隔离型led驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及LED驱动电路。本实用新型的非隔离型LED驱动电路包括串联的至少一个LED，与至少一个LED并联的电容，与至少一个LED和电容串联的电感L1，以CCM或CRM模式通过电感对至少一个LED供电的功率管，所述功率管在具有占空比的脉冲信号的控制下工作；其中还包括开路保护模块，对非隔离型LED驱动电路的母线电压采样并且利用采样后的电压对第二电容充电，充电时长和所述脉冲信号的占空比有关，并且当第二电容的电压满足设定条件的时候关断功率管。本实用新型的非隔离型LED驱动电路消除了LED开路时，电容电压达到母线电压，增加系统成本的问题。
【专利说明】—种非隔离型LED驱动电路【技术领域】
[0001]本实用新型涉及集成电路，尤其涉及非隔离型LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前，非隔离型LED驱动电路是集成电路中广泛使用的一种单元电路，在实际中有着广泛的应用，其基本原理是通过驱动电路中的比较器实时检测电阻电压从而控制功率管的开断。
[0003]图1是现有技术的非隔离型LED驱动电路。在图1中，Z⑶信号的上升沿触发脉冲信号PWM变为高电平，开启功率管Ml，其中一股电流从VM流到地，并且逐渐增大，当该电流增大到使第三电阻两端的电压(即VCS电压)大于基准电压Vref后，第二比较器输出高电平，该高电平信号通过第三D触发器，关断功率管。此后电感LI开始放电，然后电流沿着若干LED、第一电容、二极管续流，直到电流降为零。此后，功率管Ml又在控制信号ZCD控制下重新开启，电感L开始充电，如此反复。如果若干LED负载开路，参见图2，则第一电容两边电压逐周期增大，如果没有开路保护设计，最终会使第一电容两端电压达到母线电压值，这就要求第一电容Cl要有很高的耐压值，其耐压值至少要达到母线电压VM的电压值。但是在市面上，随着电容耐压值的增大，其价格也越高，从而导致整个电路的成本增加，这样给系统开发和应用造成了很大的负担，严重的阻碍了 LED驱动电路的进一步的开发及推广。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供了一种能解决以上问题的非隔离型LED驱动电路。
[0005]本实用新型提供了一种非隔离型LED驱动电路。该电路包括串联的至少一个LED，与至少一个LED并联的第一电容，与至少一个LED和电容串联的电感，以CCM或CRM模式通过电感对至少一个LED供电的功率管，所述功率管在具有占空比的脉冲信号的控制下工作；其中还包括开路保护模块，对非隔离型LED驱动电路的母线电压VM采样并且利用采样后的电压对第二电容充电，充电时长和所述脉冲信号的占空比有关，并且当第二电容的电压满足设定条件的时候关断功率管。
[0006]优选地，开路保护模块包括第三电容C3，开路保护模块利用基准电压Vref在脉冲信号的整个周期导通使第三电容C3充电；所述设定条件是第二电容C2的电压大于第三电容C3的电压。
[0007]优选地，所述开路保护模块包括第一支路和第二支路；
[0008]所述第一支路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电流产生器、第一开关SI ;所述第一电阻Rl连接至线电压VM，第一电阻R1、第二电阻R2相互串联，且将该连接点作为该第一电流产生器的输入端；所述第一开关SI在脉冲信号有效时导通使第二电容C2充电,得到第一支路电压VD ；
[0009]所述第二支路包括第二电流产生器、第二开关S2、第三电容C3，其中所述第二电流产生器连接至基准电压Vref ;所述第二开关S2在脉冲信号的整个周期导通使第三电容C3充电，得到第二支路电压VT ；
[0010]所述设定条件是指所述第一支路电压VD大于第二支路电压VT。
[0011]优选地，所述开路保护模块还包括第一比较器Ul、第一 D触发器U2、第二 D触发器U3、或非门U4 ；
[0012]所述第一比较器Ul对第一支路电压VD和第二支路电压VT进行比较，所述第一比较器Ul输出端稱合至第一 D触发器U2的输入端；
[0013]所述第二 D触发器U3的输出端连接至或非门U4的第一输入端，所述脉冲信号作为该第二 D触发器U3的时钟端和或非门U4的第二输入端；
[0014]所述或非门U4输出端连接至所述第一 D触发器U2时钟端。
[0015]优选地，该驱动电路还包括第三电阻RCS、第二比较器U8、第三D触发器U7 ；
[0016]所述第三电阻Rcs与所述功率管Ml串联，所述第二比较器U8对该第三电阻RCS两端电压VCS和基准电压Vref进行比较；
[0017]所述第三D触发器U7接收所述第二比较器U8的比较结果，并依据该比较结果复位第三D触发器U8。
[0018]本实用新型通过开路保护模块，解决了传统方法中周期性充电造成的电容两端电压过大的问题。电容电压达到母线电压值，需要耐压值更高的电容，加大了系统成本的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为现有技术的非隔离型LED驱动电路图；
[0020]图2为现有技术的LED开路的非隔离型LED驱动电路图；
[0021]图3为本实用新型一个实施例的非隔离型LED驱动电路原理结构图；
[0022]图4为图3中开路保护模块实现电路图；
[0023]图5为图4中第一比较器两端电路结构图；
[0024]图6为本实用新型一个实施例的PWM信号、PWMC信号、Al时钟信号、第一比较器输入电压信号VD及VT、输出信号C0UT、输出电平RS波形图。
【具体实施方式】
[0025]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0026]图3为本实用新型一个实施例的非隔离型LED驱动电路结构图。该驱动电路在非隔离型LED中控制开路电压，使功率管导通或截止。
[0027]该驱动电路包括开路保护电路和现有驱动电路。该开路保护电路包括开路保护模块、非门U5、与门U6。该现有驱动电路包括:功率管Ml、第二比较器U8、第三D触发器U7、基准电压Vref、反馈电压VCS和第三电阻RCS。
[0028]本实用新型实施例中，功率管Ml的漏极和第三电阻、第二比较器的连接点相连，第二比较器U8对该第三电阻RCS两端电压VCS和基准电压Vref进行比较，依据该比较结果复位第三D触发器U8，第三D触发器的时钟端elk连接至Z⑶信号，该Z⑶信号为PWM脉冲信号的开启信号。非门U5和开路保护模块相连；与门U6的第一输入端和非门U5相连，第二输入端和第三D触发器的输出Q端相连，该与门的输出端与功率管Ml的栅极相连，通过PWMT控制信号，控制功率管的导通或截止状态。
[0029]当LED驱动电路中，LED没有发生开路时，开路保护模块的输出RS=0，RSB=I,功率管Ml的控制信号PWMT由脉冲信号PWM控制；当LED发生开路时，开路保护模块的输出RS=I, RSB=O,功率管Ml的控制信号PWMT=O,这将直接关断功率管M1，实现了对电容的保护。下面将详细阐述开路保护模块如何通过对输出RS电平的控制，实现对功率管Ml的导通和截止。
[0030]图4是本实用新型实施例的开路保护模块的电路图。其中开路保护模块包括第一比较器U1、第一 D触发器U2、第二 D触发器U3、或非门U4 ;第一比较器Ul输出端耦合至第一 D触发器U2的D端；第二 D触发器U3的Q端连接至或非门U4的第一输入端,脉冲信号PWM作为该第二 D触发器U3的时钟端和或非门U4的第二输入端，第二 D触发器U3的输入D端和输出&端相连；或非门U4输出端连接至第一 D触发器U2时钟端。
[0031]第一 D触发器U2的Reset端(复位端)、第二 D触发器U3的Reset端(复位端)分别接收RS2和RSl信号，且该RS2和RSl信号由芯片内部其他电路来提供，该第一 D触发器U2用于产生RS信号，具体信号波形参见图6，图6是图4电路中各模块输出信号波形关系示意图。
[0032]下面结合图5对图4中开路保护模块的工作过程作具体的描述。图5是开路保护模块的支路电路图。开路保护模块还包括第一支路和第二支路；第一支路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电流产生器、第一开关SI。其中，第一电阻Rl连接至母线电压VM，母线电压VM为市电经过整流桥整形后得到的电压，该第一电阻R1、第二电阻R2相互串联，该连接点作为该第一电流产生器的输入端，第一电流产生器输入端的电压为
[0033]
【权利要求】
1.一种非隔离型LED驱动电路，包括串联的至少一个LED，与至少一个LED并联的电容(Cl)，与至少一个LED和电容串联的电感(LI)，以CCM或CRM模式通过电感(LI)对至少一个LED供电的功率管(M1)，所述功率管(Ml)在具有占空比的脉冲信号的控制下工作；其中还包括开路保护模块，对非隔离型LED驱动电路的母线电压(VM)采样并且利用采样后的电压对第二电容(C2)充电，充电时长和所述脉冲信号的占空比有关，并且当第二电容(C2)的电压满足设定条件的时候关断功率管(Ml )。
2.如权利要求1所述的一种非隔离型LED驱动电路，其特征在于，开路保护模块包括第三电容(C3)，开路保护模块利用基准电压(Vref)在脉冲信号的整个周期导通使第三电容(C3)充电；所述设定条件是第二电容(C2)的电压大于第三电容(C3)的电压。
3.如权利要求2所述的一种非隔离型LED驱动电路，其特征在于，所述开路保护模块包括第一支路和第二支路； 所述第一支路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电流产生器、第一开关(SI);所述第一电阻(Rl)连接至线电压(VM)，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)相互串联，且将该连接点作为该第一电流产生器的输入端；所述第一开关(SI)在脉冲信号有效时导通使第二电容(C2)充电，得到第一支路电压(VD)； 所述第二支路包括第二电流产生器、第二开关(S2)、第三电容(C3)，其中所述第二电流产生器(2)连接至基准电压(Vref);所述第二开关(S2)在脉冲信号的整个周期导通使第三电容(C3)充电，得到第二支路电压(VT); 所述设定条件是指所述第一支路电压(VD)大于第二支路电压(VT)。
4.如权利要求1所述的一种非隔离型LED驱动电路，其特征在于，所述开路保护模块还包括第一比较器(U1)、第一 D触发器(U2)、第二 D触发器(U3)、或非门(U4)； 所述第一比较器(Ul)对第一支路电压(VD)和第二支路电压(VT)进行比较，所述第一比较器(Ul)输出端耦合至第一 D触发器(U2)的输入端； 所述第二 D触发器(U3)的输出端连接至或非门(U4)的第一输入端，所述脉冲信号作为该第二 D触发器(U3)的时钟端和或非门(U4)的第二输入端； 所述或非门(U4)输出端连接至所述第一 D触发器(U2)时钟端。
5.如权利要求1所述的一种非隔离型LED驱动电路，其特征在于，该驱动电路还包括第三电阻(RCS)、第二比较器(U8)、第三D触发器(U7)； 所述第三电阻(Rcs)与所述功率管(Ml)串联，所述第二比较器(U8)对该第三电阻(RCS )两端电压(VCS )和基准电压(Vref )进行比较； 所述第三D触发器(U7 )接收所述第二比较器(U8 )的比较结果，并依据该比较结果复位第三D触发器(U8)。
【文档编号】H05B37/02GK203467020SQ201320500363
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】郭越勇, 胡三亚, 刘柳胜 申请人:美芯晟科技（北京）有限公司