具有开路负载检测的led驱动器电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体涉及用于驱动发光二极管(LED)的电路，更具体地，涉及具有开路负载检测的LED驱动器电路。
【背景技术】
[0002]由于LED照明技术提供的许多优点，LED照明已经在行业中变得很普及。例如，与其他照明技术相比，诸如与紧凑型荧光灯(CFL)或白炽灯照明技术相比，LED灯通常具有更长的寿命、需要更少的功率、引起更小危险并且提供增加的视觉感染力。由LED照明提供的优点已经使得LED被纳入各种照明技术、电视、监控器和其他应用中。
[0003]通常期望实施具有调光功能的LED灯以提供可变的光输出。用于模拟LED调光的一种已知技术是相角调光，该相角调光技术可以使用前沿或后沿相位控制实施。基于半导体开关的电路(例如，三端双向可控硅(TRIAC)或者M0SFET)通常被用于执行这种类型的相角调光，并且所述电路通过延迟交流(ac)电的每个半循环的开始或修整交流电的每个半循环的结束来运行。通过延迟每个半循环的开始或修整每个半循环的结束，递送至负载(例如，灯)的功率的量减少，从而在灯的光输出中产生调光效果。在大部分应用中，每个半循环的开始时的延迟或每个半循环的结束时的修整中的不一致是察觉不到的，这是因为所导致的相位受控的线路电压中的变化和传送至灯的功率中的变化要么发生得比人眼可感知得更快，要么通过灯的自然慢响应被平均掉。例如，调光器电路在用于对白炽灯泡调光时工作特别好，这是由于具有变化的交流线路电压的相角中的变化通过灯的热时间常数被平均掉。然而，当调光器电路被用于对LED灯进行调光时，可注意到闪烁。
[0004]LED灯中的闪烁会发生是因为这些设备通常由具有稳压电源的LED驱动器驱动，该稳压电源从交流功率线路向LED灯提供经调节的电流和电压。除非驱动LED灯的稳压电源被设计为以合意的方式识别并响应于来自调光器电路的电压信号，否则调光器电路很可能会产生不理想的结果，诸如LED灯中的有限调光范围、闪烁、闪动和/或色移。
[0005]TRICA调光器电路出现困难，是因为TRIAC是像受控的交流开关一样运行的半导体器件。因此，TRIAC对于交流电压表现为断开的开关，直到它在控制端子处接收到一个触发信号，该触发信号引起该开关闭合。只要通过该开关的电流在被称为“保持电流”的一个值以上，该开关就保持闭合。大部分白炽灯从交流电源汲取得多于最小保持电流，以使得TRIAC能够可靠且持续地运行。然而，LED从有效电源汲取的相对低电流可能无法满足在交流输入电压的每个半循环中保持TRIAC开关导通达相同持续时间所要求的最小保持电流。因此，TRIAC会不一致地触发。此外，由于对驱动器的输入电容充电的浪涌电流以及因为LED向输入线路呈现的相对大阻抗，每当TRIAC接通就会出现显著的振荡。此振荡可能引起甚至更不希望的行为，因为TRIAC电流可能下降到零并且关断LED负载，导致闪烁效果。
[0006]为了解决调光器电路中的这些问题，常规LED驱动器设计通常依赖于由功率转换器的虚拟负载或“泄放器电路”汲取的电流来补充由LED汲取的电流从而汲取足够量的电流以在调光器电路触发之后保持该调光器电路可靠地导通。这些泄放器电路通常可包括响应于负载水平受控制器或转换器参数控制的无源器件和/或有源器件。
[0007]在正常运行期间，LED驱动器在被LED负载固定的一个电压下提供具有受控电流的输出。然而，在LED负载从常规LED驱动器的输出断开的情况下，输出电压可升高并且损害驱动器的器件。此外，泄放器电路中的消散可增加到可接收的水平以上。泄放器电路被设计成当LED负载变得断开时帮助维持调光器电路的运行并且不会消散输出电压的增加。因此，期望检测到LED驱动器中的负载断开和开路负载条件。
【附图说明】
[0008]参照下面的附图描述非限制和非穷举性实施方案，其中在各个视图中相同的参考数字指相同的部分，除非另有说明。
[0009]图1A是例示根据多个实施例的具有一个负载断开检测电路的一个示例LED驱动器电路的示意图。
[0010]图1B是例示一个示例泄放器和负载断开检测电路的电路图。
[0011]图2A是例示一个交流输入电压的一个示例电压波形。
[0012]图2B是例示一个经整流的交流输入电压的一个示例电压波形。
[0013]图3A是例示在正常运行期间一个LED驱动器电路的LED负载电流的一个示例电流波形。
[0014]图3B是例示在正常运行期间一个LED驱动器电路的泄放器电流的一个示例电流波形。
[0015]图3C是例示在正常运行期间一个LED驱动器电路的输入电流的一个示例电流波形。
[0016]图4A是例示当LED负载断开时一个LED驱动器电路的输入电流的一个示例电流波形。
[0017]图4B是例示在LED负载断开之后一个LED驱动器电路的输入电流的一个示例电流波形。
[0018]图5是例示用于响应于检测到从一个LED驱动器电路的输出移除一个LED负载来禁用泄放器电路的一个示例过程的流程图。
[0019]图6是例示用于响应于检测到从一个LED驱动器电路的输出移除一个LED负载来禁用泄放器电路的另一个示例过程的流程图。
【具体实施方式】
[0020]在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供透彻理解。然而，本领域普通技术人员将明了，不必需采用这些具体细节。
[0021]公开了针对能够检测LED负载的移除的LED驱动器电路的多个实施例。在一个实施例中，LED驱动器电路可包括泄放器和负载断开检测电路，该负载断开检测电路具有泄放器电路和泄放器控制器，该泄放器控制器被耦合以通过泄放器控制信号控制该泄放器电路。该泄放器控制器可被配置成引起该泄放器电路汲取泄放器电流，该泄放器电流起补充由LED负载所汲取的负载电流的作用以引起LED驱动器电路的输入电流大于该LED驱动器电路的前沿调光器电路的最小保持电流。泄放器控制器可被进一步配置成基于LED驱动器电路的输入电流、泄放器控制信号、和/或泄放器电流来检测LED负载的断开。响应于检测到LED负载的断开，该泄放器控制器可禁用泄放器电路的运行。
[0022]图1A示出根据多个实施例的具有一个泄放器和负载断开检测电路139的一个示例LED驱动器电路100的总体框图。在一个实施方案中，输入电压是交流输入电压Vac 102以产生调光器输出电压Vm 105。该调光器输出电压被整流器106接收以产生经整流的电压Vrect 107。在一个实施例中，整流器106可包括全波整流器电路。
[0023]如所描绘的实施例中所示，经整流的电压Vrect 107在每个半线循环内具有一个由调光器电路104控制的导通相位角。该相位受控的经整流的输入电压Vrect 107通过泄放器和负载断开检测电路139向经整流的直流-直流转换器140提供可调整的平均直流电压。通过使用调光器电路104移除输入交流线路信号VAe 102的每个半循环的一部分，可减少递送到负载175的功率的量并且LED输出的光显得变暗。尽管示出为实施前沿相位控制的调光器电路，应理解，调光器电路104可附加地或替代地实施后沿相位控制。
[0024]泄放器和负载断开检测电路139可包括输入电流感测电路150、泄放器电路130、泄放器控制器142和泄放器电流感测电路125。泄放器控制器142可被配置成基于代表来自泄放器电流感测电路125的泄放器电流IBl 113的电流感测信号和代表来自输入电流感测电路150的输入电流Iin 118的输入电流感测信号用控制信号135控制泄放器电路130。输入电流Iin 118可代表泄放器电流& 113和负载电流Iui 110。下文关于图1B描述用于泄放器和负载断开检测电路139的一个示例电路实施方式，并且下文关于图2-图6描述泄放器和负载断开检测电路139的运行的更详细的说明。
[0025]LED驱动器电路100还可包括经整流的直流-直流转换器140，该经整流的直流-直流转换器140被耦合到泄放器和负载断开检测电路139的输出并且被配置成生成经整流的输出，该经整流的输出可包括到LED负载175的输出电压V。170和/或输出电流I。172。应理解，经整流的直流-直流转换器140可以是隔离转换器或非隔离转换器。隔离转换器的非限制性实施例包括反激转换器和正激转换器，且非隔离转换器的非限制性实施例包括非隔离降压-升压转换器、降压转换器和抽头降压转换器。
[0026]图1B示出用于泄放器和负载断开检测电路139的一个示例电流实施方式。如所示的，泄放器控制器142可包括但不限于，耦合到泄放器控制电路182的控制逻辑块180。泄放器控制电路182可被耦合以接收代表来自泄放器电流感测电路125的泄放器电流&113的泄放器电流感测信号和代表来自输入电流感测电路150的输入电流Iin 118的输入电流感测信号。泄放器控制逻辑块180可被耦合以控制泄放器控制电路182向泄放器电路130输出泄放器控制信号Ubl 135。控制逻辑块180可解释由泄放器控制电路182接收的信号，并且向泄放器控制电路182发送信号以输出泄放器控制信号IV 135。控制逻辑块180可包括数字逻辑门(诸如，与门、或门和非门)以及计数器或定时器。
[0027]泄放器电路130可包括但不限于具有晶体管Q1