Led恒流源输出检测控制电路及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED恒流源输出检测控制电路及其控制方法，涉及LED驱动电源【技术领域】；包括输出负载、电感L2、芯片U2、功率开关管Q2、电阻R1、电阻R2；电感L2的一端连接在功率开关管Q2的漏极上，且连接的线路上具有一连接节点，芯片U2上具有引脚VCC、引脚VDET以及引脚DRV，功率开关管Q2的栅极连接在引脚DRV上，电阻R2的一端连接至引脚VDET上，电阻R2的另一端连接至连接节点上，电阻R1的一端连接至引脚VCC上，电阻R1的另一端连接至引脚VDET与电阻R2的公共端上；本发明的有益效果是：可以瞬时得到电感去磁时间，对输出电压和输入电压得到了检测，提高了系统恒流效果和系统可靠性。
【专利说明】LED恒流源输出检测控制电路及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LED驱动电源【技术领域】；尤其涉及LED恒流源输出检测控制电路及其 控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着LED驱动电源的大量普及和应用，各种LED驱动芯片的发展也呈现出蓬勃上 升的趋势。LED驱动的发展经历了恒压驱动模式，线性恒流驱动模式，开关电源恒流驱动模 式，以及准线性恒流驱动模式等。而其中以开关电源恒流驱动模式最受市场的青睐，其具有 良好的恒流特性和各种开关架构的多样性，以及良好的可靠度等特性。低端开关结构由其 具有稳定性以及良好的可调性受到广大设计者及客户的普及和使用。
[0003] 传统的低端开关电路架构控制系统，由于电感以及负载电流在开关管关断时未流 过电流取样电阻，因此为得到较好的恒流输出控制，需及时检测电感的去磁时间，即电感电 流的过零点；然后通过芯片检测控制输出电流大小。而检测电感的去磁时间，目前有两种方 法，第一种：通过为电感加一个辅助绕组的办法，即可通过检测辅助绕组的电压信号有效及 时的检测电感的去磁时间；另外一种：通过检测功率开关管的耐高压端（漏极）的信号也 可以得到近似的电感的去磁时间。
[0004] 传统的低端开关电路架构控制系统的缺点是：芯片对于系统中的电感去磁时间检 测均通过辅助绕组间接得到或者通过电容耦合的原理近似得到，均无法直接有效及时的得 到去磁时间检测信号。其中，辅助绕组的方法由于其成本相对较高，做工较复杂，但其对去 磁时间检测及时可靠有效；电容耦合的方法只能近似得到去磁时间，且其对于输出异常的 信号无法得到可靠有效的判断。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种LED恒流源输出检测控制电 路，该控制电路可实现对电感去磁时间的检测、输出电压的检测以及输入线电压的检测。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的，一种LED恒流源输出检测控制电路，包括电连 接交流输入电源的整流模块，整流模块输出端上连接有输出负载和电感L2,其改进之处在 于：它还包括芯片U2、功率开关管Q2、电阻R1以及电阻R2 ;
[0007] 所述电感L2的一端连接在功率开关管Q2的漏极上，且连接的线路上具有一连接 节点，所述芯片U2上具有引脚VCC、引脚VDET以及引脚DRV，功率开关管Q2的栅极连接在 弓丨脚DRV上，
[0008] 所述电阻R2的一端连接至引脚VDET上，电阻R2的另一端连接至上述的连接节点 上，所述电阻R1的一端连接至引脚VCC上，电阻R1的另一端连接至引脚VDET与电阻R2的 公共端上。
[0009] 在上述的电路结构中，所述功率开关管Q2的源极与电阻R3的一端，电阻R3的另 一端接地，所述芯片U2上还具有引脚CS、引脚VSS，引脚CS连接至功率开关管Q2的源极 与电阻R3的公共端上，所述引脚VSS接地；它还包括一电容C1，电容Cl的一端连接在引脚 VCC上，电容C1的另一端接地。
[0010] 在上述的电路结构中，所述输出负载为多个串联的发光LED，多个发光LED形成 LED灯串，该LED灯串上并联着一电容C2。
[0011] 在上述的电路结构中，它还包括一续流二极管D2,续流二极管D2的正极端连接在 所述的连接节点上，续流二极管D2的负极端连接在整流模块输出端上。
[0012] 在上述的电路结构中，它还包括变压器T，所述电感L2为变压器T的主边绕组。
[0013] 在上述的电路结构中，所述变压器T的副边绕组的一端连接至续流二极管D2的正 极端，续流二极管的D2的负极端连接至输出负载上，输出负载的另一端接回至副边绕组的 另一端，该输出负载为多个串联的发光LED,且输出负载上并联着一电容C2。
[0014] 另外，本发明还提供了一种LED恒流源输出检测控制电路，具体的，包括电连接交 流输入电源的整流模块，整流模块输出端上连接有输出负载和电感L2,其改进之处在于： 它还包括芯片U3、功率开关管Q2、电阻R1以及电阻R2 ;
[0015] 所述电感L2的一端同输出负载连接，电感L2的另一端连接在功率开关管Q2的漏 极上，且连接的线路上具有一连接节点，所述芯片U3上具有引脚VCC、引脚VDP、引脚VDN以 及引脚DRV，功率开关管Q2的栅极连接在引脚DRV上，
[0016] 所述电阻R2的一端连接至引脚VDP上，电阻R2的另一端连接至上述的连接节点 上，所述电阻R1的一端连接至引脚VDN上，且电阻R1的另一端连接至输出负载与电感L2 的公共端上。
[0017] 进一步的，所述功率开关管Q2的源极与电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，所 述芯片U3上还具有引脚CS、引脚VSS，引脚CS连接至功率开关管Q2的源极与电阻R3的公 共端上，所述引脚VSS接地；它还包括一电容C1，电容C1的一端连接在引脚VCC上，电容C1 的另一端接地。
[0018] 进一步的，所述输出负载为多个串联的发光LED,输出负载上并联着一电容C2 ;它 还包括一续流二极管D2,续流二极管D2的正极端连接在所述的连接节点上，续流二极管D2 的负极端连接在整流模块输出端上。
[0019] 在此基础上，本发明还提供了一种LED恒流源输出检测控制电路的控制方法，通 过该控制方法可以及时、准确的得出电感去磁时间，并对输出电压作进一步判断，具体的， 该控制方法包括以下的步骤：
[0020] 交流输入电源供电使系统稳定时，输出负载的输出电压为Vm，功率开关管Q2导 通后，连接节点的电压为ijR DS()N，电感L2电流上升斜率为（VAC-〇/L2 ;功率开关管Q2关 断后，电感通过续流二极管D2继续对输出负载放电，此时电感电流的下降斜率为V_/L2 ;
[0021] 当去磁完成瞬间，此时电感L2的另外一端电压稳定为（VAC_〇，且连接节点上电 压仍为V AC，连接节点寄生电容的能量于是通过寄生电容和电感形成LC振荡；在去磁完成 前，电阻R1上压降为
【权利要求】
1. 一种LED恒流源输出检测控制电路，包括电连接交流输入电源的整流模块，整流模 块输出端上连接有输出负载和电感L2,其特征在于：它还包括芯片U2、功率开关管Q2、电阻 R1以及电阻R2 ; 所述电感L2的一端连接在功率开关管Q2的漏极上，且连接的线路上具有一连接节点， 所述芯片U2上具有引脚VCC、引脚VDET以及引脚DRV，功率开关管Q2的栅极连接在引脚 DRV 上， 所述电阻R2的一端连接至引脚VDET上，电阻R2的另一端连接至上述的连接节点上， 所述电阻R1的一端连接至引脚VCC上，电阻R1的另一端连接至引脚VDET与电阻R2的公 共端上。
2. 根据权利要求1所述LED恒流源输出检测控制电路，其特征在于：所述功率开关管 Q2的源极与电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，所述芯片U2上还具有引脚CS、引脚VSS， 引脚CS连接至功率开关管Q2的源极与电阻R3的公共端上，所述引脚VSS接地；它还包括 一电容C1，电容C1的一端连接在引脚VCC上，电容C1的另一端接地。
3. 根据权利要求1所述LED恒流源输出检测控制电路，其特征在于：所述输出负载为 多个串联的发光LED，多个发光LED形成LED灯串，该LED灯串上并联着一电容C2。
4. 根据权利要求1所述LED恒流源输出检测控制电路，其特征在于：它还包括一续流 二极管D2,续流二极管D2的正极端连接在所述的连接节点上，续流二极管D2的负极端连接 在整流模块输出端上。
5. 根据权利要求1或2所述LED恒流源输出检测控制电路，其特征在于：它还包括变 压器T，所述电感L2为变压器T的主边绕组。
6. 根据权利要求5所述LED恒流源输出检测控制电路，其特征在于：所述变压器T的 副边绕组的一端连接至续流二极管D2的正极端，续流二极管的D2的负极端连接至输出负 载上，输出负载的另一端接回至副边绕组的另一端，该输出负载为多个串联的发光LED，且 输出负载上并联着一电容C2。
7. -种LED恒流源输出检测控制电路，包括电连接交流输入电源的整流模块，整流模 块输出端上连接有输出负载和电感L2,其特征在于：它还包括芯片U3、功率开关管Q2、电阻 R1以及电阻R2 ; 所述电感L2的一端同输出负载连接，电感L2的另一端连接在功率开关管Q2的漏极 上，且连接的线路上具有一连接节点，所述芯片U3上具有引脚VCC、引脚VDP、引脚VDN以及 引脚DRV，功率开关管Q2的栅极连接在引脚DRV上， 所述电阻R2的一端连接至引脚VDP上，电阻R2的另一端连接至上述的连接节点上，所 述电阻R1的一端连接至引脚VDN上，且电阻R1的另一端连接至输出负载与电感L2的公共 端上。
8. 根据权利要求7所述的LED恒流源输出检测控制电路，其特征在于：所述功率开关 管Q2的源极与电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，所述芯片U3上还具有引脚CS、引脚 VSS，引脚CS连接至功率开关管Q2的源极与电阻R3的公共端上，所述引脚VSS接地；它还 包括一电容C1，电容C1的一端连接在引脚VCC上，电容C1的另一端接地。
9. 根据权利要求7所述LED恒流源输出检测控制电路，其特征在于：所述输出负载为 多个串联的发光LED，输出负载上并联着一电容C2 ;它还包括一续流二极管D2,续流二极管 D2的正极端连接在所述的连接节点上，续流二极管D2的负极端连接在整流模块输出端上。
10. -种LED恒流源输出检测控制电路的控制方法，其特征在于：包括以下步骤： 交流输入电源供电使系统稳定时，输出负载的输出电压为\ED，功率开关管Q2导通后， 连接节点的电压为i jRDS()N，电感L2电流上升斜率为（VAC-〇/L2 ;功率开关管Q2关断后， 电感通过续流二极管D2继续对输出负载放电，此时电感电流的下降斜率为V_/L2 ; 当去磁完成瞬间，此时电感L2的另外一端电压稳定为（VAC-〇,且连接节点上电压仍 为VAC，连接节点寄生电容的能量于是通过寄生电容和电感形成LC振荡；在去磁完成前，电 阻R1上压降为
去磁完成后，随着连接节点的电压的下降，电阻R1上的压降也开始下降；当芯片U2检 测到此下降时，即当此压降下降至
时，其中VKEF1为芯片内部参 考电压,此时系统去磁完成； 芯片U2通过检测功率开关管Q2关断开始至检测到去磁完成这段时间，即为系统去磁 时间tDIS ;如未检测到系统去磁时间tDIS，则认为系统负载处于短路状态，芯片U2内部通过 设定一固定时间，系统进入重启状态，直至系统输出负载正常带载； 当假设系统连接节点上形成的LC振荡无衰减时，则可认为短路保护电压为
但由于系统中此振荡是肯定处于LC振荡衰减状态的，因此短路保护电 .压 VSH〇RT：
当检测到系统去磁时间后，芯片U2内部则开始计算：
其中tw为系统功率开关管导通时间；当V ra〈VKEF2时， 则芯片U2认为系统此时处于负载开路状态，系统关断且出发芯片U2内部锁存器，直至其复 位； 系统输出负载过压保护电压的推算如下： 令 VQX = VKEF2，则：
所述系统为降压（buck)系统，则： Vac% t〇l， open ;当VAC远大于Vcc时，则可以推出系统的过压保护点为： lDIS lON
由此可以得出系统的正常输出电压范围）
中νΚΕη和vKEF2均为芯片内部基准参考电压。
【文档编号】H05B37/02GK104302053SQ201410527931
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】黄朝刚, 李剑, 吴玉强 申请人:泉芯电子技术(深圳)有限公司