一种具有过温缓冲保护功能的led恒流驱动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路，包括恒流驱动模块、滞回和过温缓冲模块、滞回和过温关断模块和延时复位模块，所述滞回和过温关断模块与恒流驱动模块相连，恒流驱动模块与滞回和过温缓冲模块相连，滞回和过温缓冲模块与延时复位模块相连，延时复位模块与恒流驱动模块相连。本实用新型的滞回和过温缓冲模块可实现时域和温度区间的调节，使得电路应用更富有灵活性，提升了电路的工作区间和应用范围；并且本实用新型设计了双温度滞回区间，温度滞回区间的大小可通过外接电阻进行调节，避免了电路发生热振荡。
【专利说明】一种具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED恒流驱动电路，特别涉及一种具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路。
【背景技术】
[0002]随着大功率白光LED在灯光装饰和照明中的普遍应用，大功率白光LED驱动芯片的需求也越来越大，输出功率的增大使得芯片温度上升明显，影响LED的使用寿命。目前过温保护电路存在电路在达到过温点立即关断的缺点，限制了过温保护电路的使用价值和适用范围。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路。
[0004]本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路，包括恒流驱动模块、滞回和过温缓冲模块、滞回和过温关断模块和延时复位模块，所述滞回和过温关断模块与恒流驱动模块相连，恒流驱动模块与滞回和过温缓冲模块相连，滞回和过温缓冲模块与延时复位模块相连，延时复位模块与恒流驱动模块相连。
[0005]所述恒流驱动模块包括带隙基准电压源、运算放大器、第一丽OS管、第二丽OS管、第一电阻和第二电阻，所述带隙基准电压源具有三个输出端，其第一输出端分别与运算放大器的反相输入端、滞回和过温缓冲模块相连，其第二输出端与滞回和过温关断模块相连，其第三输出端依次经第一电阻、第二电阻后与运算放大器的同相输入端相连，所述运算放大器的输出端分别与第一丽OS管的栅极、第二丽OS管的栅极、滞回和过温关断模块相连，第一丽OS管的源极、第二丽OS管的源极均接地，第一丽OS管的漏极与延时复位模块相连，第二丽OS管的漏极与LED灯相连。
[0006]所述滞回和过温关断模块包括第一电压产生电路、第一比较器、第一反向器、第二反相器以及第四丽OS管，所述第一比较器的同相输入端与带隙基准电压源的第二输出端相连，第一比较器的反相输入端与第一电压产生电路相连，第一比较器的输出端依次经第一反相器、第二反相器与第一电压产生电路相连，所述第一比较器的输出端与第四丽OS管的栅极相连，第四丽OS管的源极接地，第四丽OS管的漏极与运算放大器的输出端相连。
[0007]所述滞回和过温缓冲模块包括第二电压产生电路、第二比较器、第三反相器、第四反相器，所述第二比较器的同相输入端与带隙基准电压源的第一输出端相连，第二比较器的反相输入端与第二电压产生电路相连，第二比较器的输出端依次经第三反相器、第四反相器与第二电压产生电路相连，第四反相器的输出端与延时复位模块相连。
[0008]所述延时复位模块包括第五反相器、第六反相器、第七反相器、二输入与非门、二输入或非门、延时电路以及第三丽OS管，所述第五反相器的输入端与第四反相器的输出端相连，第五反相器的输出端分别与延时电路、二输入与非门的一个输入端相连，二输入与非门的另一个输入端与延时电路相连，二输入与非门的输出端与第六反相器的输入端相连，第六反相器的输出端与二输入或非门的一个输入端相连，二输入或非门的另一个输入端与第四反相器的输出端相连，二输入或非门的输出端与第七反相器的输入端相连，第七反相器的输出端与第三丽OS管的栅极相连，第三丽OS管的源极与所述第一丽OS管的漏极相连，第三丽OS管的漏极分别与第一电阻、第二电阻相连。
[0009]本实用新型的有益效果在于:
[0010]I)本实用新型在正常工作达到设定温度控制点时，驱动电流不是立刻变为0，而是降至设定的恒定驱动电流，从而使得电路功耗下降，有利于电路散热，促使电路恢复正常工作，并且驱动电流下降幅度可由外接电阻进行调节，避免了 LED灯具因过热产生大的光衰而导致早期失效，延长了 LED的使用寿命；
[0011]2)本实用新型的滞回和过温缓冲模块可实现时域和温度区间的调节，使得电路应用更富有灵活性，提升了电路的工作区间和应用范围；
[0012]3)本实用新型设计了双温度滞回区间，温度滞回区间的大小可通过外接电阻进行调节，避免了电路发生热振荡。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构框图。
[0014]图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如图1所示，本实用新型包括恒流驱动模块1、滞回和过温缓冲模块3、滞回和过温关断模块2和延时复位模块4，所述滞回和过温关断模块2与恒流驱动模块I相连，恒流驱动模块丨与滞回和过温缓冲模块3相连，滞回和过温缓冲模块3与延时复位模块4相连，延时复位模块4与恒流驱动模块I相连。
[0017]如图2所示，所述恒流驱动模块I包括带隙基准电压源、运算放大器0ΡΑ、丽OS管M1,丽OS管M2、电阻Rsensel和电阻Rsense2，所述带隙基准电压源具有三个输出端，其第一输出端(1.54V)分别与运算放大器OPA的反相输入端、滞回和过温缓冲模块3相连，其第二输出端(2V)与滞回和过温关断模块2相连，其第三输出端(3.28V)依次经电阻Rsensel、电阻Rsense2后与运算放大器OPA的同相输入端相连，所述运算放大器OPA的输出端分别与丽OS管M1的栅极、丽OS管M2的栅极、滞回和过温关断模块2相连，丽OS管M1的源极、丽OS管M2的源极均接地，丽OS管M1的漏极与延时复位模块4相连，丽OS管M2的漏极与LED灯相连。
[0018]所述滞回和过温关断模块2包括电压产生电路PTAT1、比较器C0M1、反向器21、反相器22以及丽OS管M4，所述比较器COMl的同相输入端与带隙基准电压源的第二输出端相连，比较器COMl的反相输入端与电压产生电路PTATl相连，比较器COMl的输出端依次经反向器21、反相器22与电压产生电路PTATl相连，所述比较器COMl的输出端与丽OS管M4的栅极相连，丽OS管M4的源极接地，丽OS管M4的漏极与运算放大器OPA的输出端相连。
[0019]所述滞回和过温缓冲模块3包括电压产生电路PTAT2、比较器COM2、反相器31、反相器32，所述比较器COM2的同相输入端与带隙基准电压源的第一输出端相连，比较器COM2的反相输入端与电压产生电路PTAT2相连，比较器COM2的输出端依次经反相器31、反相器32与电压产生电路PTAT2相连，反相器32的输出端与延时复位模块4相连。
[0020]所述延时复位模块4包括反相器41、反相器42、反相器43、二输入与非门NAND、二输入或非门N0R、延时电路以及丽OS管M3，所述反相器41的输入端与反相器32的输出端相连，反相器41的输出端分别与延时电路、二输入与非门NAND的一个输入端相连，二输入与非门NAND的另一个输入端与延时电路相连，二输入与非门NAND的输出端与反相器42的输入端相连，反相器42的输出端与二输入或非门NOR的一个输入端相连，二输入或非门NOR的另一个输入端与反相器32的输出端相连，二输入或非门NOR的输出端与反相器43的输入端相连，反相器43的输出端与丽OS管M3的栅极相连，丽OS管M3的源极与所述丽OS管M1的漏极相连，丽OS管M3的漏极分别与电阻Rsensel、电阻Rsense2相连。
[0021]本实用新型的工作原理如下:在正常工作温度下所述滞回和过温缓冲模块3的电压产生电路PTAT2产生电压Vptat小于带隙基准电压源提供的1.54V的电压，Vm为高电平使丽OS管M3导通，则取样电阻Rsense2被短接。同样所述滞回和过温关断模块2的迟滞功能关闭，所述滞回和过温缓冲模块3的迟滞功能也处于关闭状态；Vptat也小于带隙基准电压源提供的2.0V的电压，Vp为低电平，使得丽OS管M4关断截止，不影响丽OS管M1的正常工作。
[0022]当温度正向达到第一个设定的保护温度阈值时，此时所述滞回和过温缓冲模块的电压产生电路PTAT2产生电压Vptat大于带隙基准电压源提供的1.54V的电压，Vm为低电平使丽OS管M3关断，则取样电阻Rsense2接入电路工作，Isense及I.下降，同样使得滞回和过温关断模块2的迟滞功能开通， 电路进入缓冲阶段。此时滞回和过温关断模块2产生的电压Vptat仍小于带隙基准电压源提供的2.0V的电压，Vp为低电平，使得丽OS管M4关断截止，不影响丽OS管M1的正常工作。
[0023]温度经过缓冲阶段的缓冲散热后，温度得以下降，也可能受到其他不可抗因素干扰，温度继续上升，于是会出现如下两种状况:
[0024]①若电路温度开始下降，所述丽03管仏仍保持工作，电路处于缓冲区，，由于滞
回和过温缓冲模块3的温度滞回功能已经开启，温度下降至第一个设定的保护温度阈值后继续下降，经过一定的迟滞温度后，Vm为高电平，Rsense2被短接，电路恢复正常工作，滞回和过温缓冲模块3的迟滞功能关闭。在过温缓冲阶段电路一直处于工作状态，实现了滞回过温缓冲保护的功能；
[0025]@若因为其他因素干扰，电路未及时散热降温，电路温度持续上升，为防止电路
失效，滞回和过温关断模块2工作。当温度正向达到第二个设定的保护温度阈值时，此时滞回和过温关断模块2的电压产生电路PTATl产生电压Vptat大于带隙基准电压源提供的2V的电压，比较器COMl输出低电平经反相器21变为高电平，丽OS管M4导通，关闭丽OS管M1输出，进行过温保护。同时Vn为低电平，滞回和过温关断模块2中的迟滞功能开通。温度下降直至经过一定的迟滞温度后，丽OS管M1重新正常工作，驱动电流回归350mA，电路正常工作，实现了过温保护的温度滞回功能。
[0026]在电路进入缓冲区后，避免电路长期处于缓冲区，当电路持续处于缓冲阶段的时间超过设定的时间，延时复位模块4便拉高开关管栅压，使开关管M3导通，电路恢复正常工作，电路的延时时间根据需要设定。
【权利要求】
1.一种具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路，其特征在于:包括恒流驱动模块、滞回和过温缓冲模块、滞回和过温关断模块和延时复位模块，所述滞回和过温关断模块与恒流驱动模块相连，恒流驱动模块与滞回和过温缓冲模块相连，滞回和过温缓冲模块与延时复位模块相连，延时复位模块与恒流驱动模块相连。
2.根据权利要求1所述的具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述恒流驱动模块包括带隙基准电压源、运算放大器、第一丽OS管、第二丽OS管、第一电阻和第二电阻，所述带隙基准电压源具有三个输出端，其第一输出端分别与运算放大器的反相输入端、滞回和过温缓冲模块相连，其第二输出端与滞回和过温关断模块相连，其第三输出端依次经第一电阻、第二电阻后与运算放大器的同相输入端相连，所述运算放大器的输出端分别与第一丽OS管的栅极、第二丽OS管的栅极、滞回和过温关断模块相连，第一丽OS管的源极、第二丽OS管的源极均接地，第一丽OS管的漏极与延时复位模块相连，第二丽OS管的漏极与LED灯相连。
3.根据权利要求2所述的具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述滞回和过温关断模块包括第一电压产生电路、第一比较器、第一反向器、第二反相器以及第四丽OS管，所述第一比较器的同相输入端与带隙基准电压源的第二输出端相连，第一比较器的反相输入端与第一电压产生电路相连，第一比较器的输出端依次经第一反相器、第二反相器与第一电压产生电路相连，所述第一比较器的输出端与第四丽OS管的栅极相连，第四丽OS管的源极接地，第四丽OS管的漏极与运算放大器的输出端相连。
4.根据权利要求3所述的具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述滞回和过温缓冲模块包括第二电压产生电路、第二比较器、第三反相器、第四反相器，所述第二比较器的同相输入端与带隙基准电压源的第一输出端相连，第二比较器的反相输入端与第二电压产生电路相连，第二比较器的输出端依次经第三反相器、第四反相器与第二电压产生电路相连，第四反相器的输出端与延时复位模块相连。
5.根据权利要求4所述的具有过温缓冲保护功能的LED恒流驱动电路，其特征在于:所述延时复位模块包括第五反相器、第六反相器、第七反相器、二输入与非门、二输入或非门、延时电路以及第三丽OS管，所述第五反相器的输入端与第四反相器的输出端相连，第五反相器的输出端分别与延时电路、二输入与非门的一个输入端相连，二输入与非门的另一个输入端与延时电路相连，二输入与非门的输出端与第六反相器的输入端相连，第六反相器的输出端与二输入或非门的一个输入端相连，二输入或非门的另一个输入端与第四反相器的输出端相连，二输入或非门的输出端与第七反相器的输入端相连，第七反相器的输出端与第三丽OS管的栅极相连，第三丽OS管的源极与所述第一丽OS管的漏极相连，第三丽OS管的漏极分别与第一电阻、第二电阻相连。
【文档编号】H05B37/02GK203608424SQ201320768728
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】曾以成, 陶亮, 李志军, 武世明 申请人:湘潭大学