LED恒流驱动温度保护芯片、电路及LED灯的制作方法

本实用新型涉及LED恒流驱动电路，特别是涉及一种LED恒流驱动温度保护芯片、电路及LED灯。

背景技术：

随着人们对照明的认识和对照明要求及质量进一步提升以及近几年原材料的成本不但上涨，普通传统照明方案越来越满足不了市场需求，主要体现在原材料生产厂家为降低成本减小质量裕量，与终端应用客户方案设计追求更高性价比、极限设计以及LED灯具散热等问题上存在对抗，要从根本上解决问题，并提高灯具的使用寿命，需要对灯具的结构、材质、控制方式等方面进行更进一步的改进。

现有的LED灯具用于不同环境的场所的需求，在常规设计的LED球泡被使用于筒灯环境下时，由于室内照明中的筒灯内部空间很小造成LED球泡内环境温度过高超出安全设定值，LED灯具散热不良会导致LED光源因过热而早期光衰，甚至死灯，LED灯具工作时的热量还会因热气流自动向灯头集聚，致使驱动器上的电解电容寿命降低和冒顶漏液等失效，严重影响LED驱动器的寿命，有些灯具通过自带使能IC某一功能引脚外接NTC来实现温度检测，来实现调节输出电流大小来减低功率达到降低温度，但使用NTC或PTC的误差范围较大且成本较高，且取值设置需要反复测试温度，选择不同数值的热敏电阻，由于热敏电阻为非线性元件，加大了实验测试的工作量，并且不同的灯具大小因为环境不一样需要重复实验。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种LED恒流驱动温度保护芯片，其通过外接普通电阻的阻值便能确定LED灯的温度保护基准值，节约成本的同时，能适用于各种不同的应用场景。

本实用新型是通过如下方案实现的：

一种LED恒流驱动温度保护芯片，其特征在于：包括电源输入电路、峰值电流采样电路、峰值电流比较电路、触发电路、功率开关管、和过温度保护电路；

所述功率开关管一端连接在LED灯主回路，由所述触发电路控制导通或关断；

所述峰值电流采样电路与功率开关管以及所述峰值电流比较电路连接，用于检测LED主回路的峰值电流，并输出至所述峰值电流比较电路；

所述峰值电流比较电路与所述触发电路连接，接收所述峰值电流采样电路检测的LED主回路的峰值电流信号，并与预设的阈值比较，在所述峰值电流信号达到阈值时发出复位信号至所述触发电路；

所述触发电路的复位端接收所述峰值电流比较电路的复位信号，控制所述功率开关管关断；

所述过温度保护电路与所述峰值电流比较电路连接，所述过温度保护电路通过外接的第二电阻接地，并通过判断第二电阻的电压值确定温度保护基准值，当所述过温度保护电路检测到温度超过温度保护基准值时发送信号至所述峰值电流比较电路，控制所述峰值电流比较电路发送复位信号至触发电路，使触发电路控制所述功率开关管关断。

本实用新型所述的一种LED恒流驱动温度保护芯片，其通过外接普通电阻的阻值便能确定LED灯的温度保护基准值，成本低，能适用于各种不同的应用场景。

进一步地，所述过温度保护电路输出恒定电流通过第二电阻接地。

进一步地，所述过温度保护电路还包括电流镜像模块，所述电流镜像模块的一端输出恒定电压值通过第三电阻接地，所述电流镜像模块的另一端通过第二电阻接地，流经所述第二电阻的电流值与流经第三电阻的电流值成正比。

进一步地，所述温度保护电路的温度保护基准值与第二电阻的阻值一一对应，不同的温度保护基准值对应第二电阻不同的阻值。可灵活的根据温度保护基准值确定要选取的外接电阻。

进一步地，所述温度保护电路不同温度保护基准值对应所述第二电阻不同的阻值范围。

进一步地，还包括第一逻辑和电路和第一定时器，所述第一定时器设定功率开关管最大导通时间，所述第一逻辑和电路的第一输入端与所述峰值电流比较电路的输出端连接，所述第一逻辑和电路的第二输入端与第一定时器的输出端连接，所述第一逻辑和电路的输出端与所述触发电路的复位端连接。在达到设置的最大导通时间时，若未检测到峰值电流，则第一定时器动作驱动触发器关断功率开关管，实现恒流控制。

进一步地，还包括零电流检测电路，所述零电流检测电路发送置位信号至所述触发电路，控制所述功率开关管导通。

进一步地，还包括第二逻辑和电路和第二定时器，所述第二定时器设定功率开关管最大关断时间，所述第二逻辑和电路的第一输入端与所述零电流检测电路的输出端连接，所述第二逻辑和电路的第二输入端与第二定时器的输出端连接，所述第二逻辑和电路的输出端与所述触发电路的置位端接连接。在达到设置的最大关断时间时，若未检测到零电流，则第二定时器动作驱动触发器导通功率开关管。

进一步地，本实用新型还提供一种LED恒流驱动温度保护电路，包括依次串联的电源电路、输出端子和电感，还包括与输出端子和电感形成的串联电路相并联的二极管，所述输出端子用于连接LED灯板，还包括如上述的任意一种LED恒流驱动温度保护芯片，所述LED 恒流驱动温度保护芯片的功率开关管一端与所述电感连接，另一端与第一电阻连接；所述LED 恒流驱动温度保护芯片的过温度保护电路与第二电阻连接。

进一步地，本实用新型还提供一种LED灯，包括灯罩、光源板、驱动板、外壳和灯头，所述驱动板与光源板连接，所述驱动板与光源板放置于所述灯罩与所述外壳围成的内部空间，所述驱动板上设有上述的任意一种LED恒流驱动温度保护芯片。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型一种LED恒流驱动温度保护电路的结构图；

图2为本实用新型一种LED恒流驱动温度保护芯片的结构图；

图3为本实用新型一种LED恒流驱动温度保护芯片温度保护电路一种结构图；

图4为本实用新型一种LED灯的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1所述的一种LED恒流驱动温度保护电路，能在低成本的条件下，实现对LED灯的恒流控制和温度保护，且能根据外接阻值的不同，设定不同的温度保护基准值。电路的LED主回路包括依次串联的电源电路、输出端子和电感L，还包括LED恒流驱动温度保护芯片IC，其中，电源电路包括整流桥VC和电解电容C1，输入电压AC经桥式整流，由电解电容C1滤波后转变成平滑的脉动直流电压；输出端子与电感L的串联电路与二极管 D1并联，输出端子与电容C2并联，电感L的一端与输出端子连接，另一端连接恒流驱动温度保护芯片IC的DRAIN引脚。

请参阅图2，图2为LED恒流驱动温度保护芯片IC的结构图，LED恒流驱动温度保护芯片IC包括电源输入电路、峰值电流采样电路、峰值电流比较电路、触发电路、功率开关管、零电流检测电路和过温度保护电路，IC包括六个引脚，分别为：DRAIN、ISEN、VIN、RTH、 ROVP和GND引脚。

电源输入电路从LED主回路中接入经整流滤波后的电压，并设有内置的直流稳压管，经直流稳压管稳压后，对芯片的各个电路供电。

功率开关管VG的漏极通过DRAIN引脚与LED主回路的电感L连接，功率开关管VG 的源极与ISEN引脚连接，ISEN引脚通过外接第一电阻R1接地，功率开关管VG导通后， DRAIN引脚与ISEN引脚导通。

ISEN引脚还与比较器连接，形成峰值电流采样电路，当LED主回路回路达到峰值电流时，峰值电流采样电路获取ISEN引脚处的电压，并将电压值发送至峰值电流比较电路。

峰值电流比较电路包括上述与ISEN引脚连接的比较器，比较器的输入端接收峰值电流采样电路所采集的电压值，并与设定阈值电压值相比较，其中，阈值电压值设定为LED主回路达到峰值电流时在第一电阻R1上所形成的电压值，本实施例中，为400mV，采集的电压值大于设定阈值电压值时，比较器输出复位信号至触发电路，驱动功率开关管关断。

触发电路包括RS触发器，RS触发器的复位端接收比较器发送的复位信号，发送信号至功率开关管，驱动功率开关管关断；零电流检测电路ZCD检测到零电流后，发送信号至RS 触发器的置位端，使RS触发器置位，RS触发器置位后驱动功率开关管导通。

过温度保护电路OTP与RTH引脚连接，RTH引脚可输出恒定电流并通过外接第二电阻 R2接地，其中，过温度保护电路OTP检测第二电阻R2两端的电压值，过温度保护电路OTP 内部设有不同的温度保护基准值，优选的，温度保护基准值为4至6组，并通过判断第二电阻R2两端的电压值，来确定保护基准值的具体数值，即过温度保护电路OTP的温度保护基准值与第二电阻R2的电阻值相对应，其中，对应关系可以是线性比例的一一对应，或者其他形式的一一对应关系，使不同的温度保护基准值对应不同的阻值，也可以是通过将温度保护基准值划分为多个不同的温度保护区间，设定一定的阻值范围对应同一的温度保护区间的温度保护基准值，不同的阻值范围对应不同温度保护区间的温度保护基准值；过温度保护电路OTP与比较器连接，当过温度保护电路OTP检测到芯片温度大于温度保护基准值时，发送信号至比较器，使比较器输出信号复位RS触发器，驱动功率开关管关断，并通过增加功率开关管的关断时间，降低LED主回路的电流，减小功率，其中，可根据不同的温度保护基准值设定不同的关断时间，温度保护基准值越高，关断时间越长，降低LED主回路的电流和功率幅度越大。

请参阅图3，在一种实施例中，过温度保护电路OTP的结构还可以是通过一电流镜像模块与RTH引脚连接，电流镜像模块向RTH引脚输出恒定电压值并通过外接电阻R3接地，电流镜像模块还通过第二电阻R2接地，其中，通过第二电阻R2的电流与通过第三电阻R3的电流成正比，即第二电阻R2两端的电压值与第三电阻R3的阻值成正比。在本实施例中，即过温度保护电路OTP的温度保护基准值与第二电阻R2两端的电压值相对应，也即与第三电阻R3的电阻值相对应，相对应，其中，对应关系可以是线性比例的一一对应，或者其他形式的一一对应关系，使不同的温度保护基准值对应不同的阻值，也可以是通过将温度保护基准值划分为多个不同的温度保护区间，设定一定的阻值范围对应同一的温度保护区间的温度保护基准值，不同的阻值范围对应不同温度保护区间的温度保护基准值。

LED恒流驱动温度保护芯片IC内还设有第一定时器和第一逻辑和电路，第一定时器设定值Tonmax为设定功率开关管的最大导通时间，第一逻辑和电路的输入端分别连接比较器的输出端和第一定时器的输出端，第一逻辑和电路的输出端连接RS触发器的复位端，如果功率开关管导通后，在Tonmax时间内峰值电流采样电路没有采集到峰值电流，则第一定时器动作，驱动RS触发器关断功率开关管。

LED恒流驱动温度保护芯片IC内还设有第二定时器和第二逻辑和电路，第二定时器设定值Toffmax为设定功率开关管的最大关断时间，即电感L的最大退磁时间，第二逻辑和电路的输入端分别连接零电流检测电路和第二定时器的输出端，第二逻辑和电路的输出端连接 RS触发器的置位端，如果功率开关管关断后，在Toffmax时间内零电流检测电路没有采集到零电流，则第二定时器动作，驱动RS触发器导通功率开关管。

LED恒流驱动温度保护芯片IC内还设有过压保护模块OVP，过压保护模块OVP与芯片的ROVP引脚连接，通过外接电阻R4接地。

请参阅图4，本实用新型所保护的一种LED灯包括灯头1、弧形外壳2、散热件3、驱动板4、光源板5和灯罩6，驱动板4上设有本实用新型所公开的LED恒流驱动温度保护芯片，驱动板4与光源板5连接，并置于外壳2与灯罩6围成LED灯的内部空间内。

本实用新型所述的一种LED恒流驱动温度保护芯片和电路，能实现对LED灯的恒流控制和温度保护，并可以通过外接不同阻值的电阻来实现对温度保护基准值的设定与改变，解决了使用热敏电阻成本高的同时，使本实用新型的LED恒流驱动温度保护芯片和电路能被方便灵活的应用于各种不同的场合，尤其是LED灯内部空间狭小的场合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。