CN102752912B - 一种led驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种LED驱动电路，包括：电源转换模块，其输入端接收一电压，其控制端藉由所接收的控制信号控制其内部占空比信号的调节，其输出端输出电流固定、电压可调的直流电压；过流保护电路，包含开关模块和第一电阻，第一电阻的一端连接于开关模块的第三端，另一端连接于电源转换模块输出端，用以在过流时断开LED负载与电源转换模块间的连接通路；以及过压保护电路，用以在过压时输出控制信号，从而对LED负载进行过压保护。采用本发明，藉由过流保护电路对该LED负载进行过流保护。当应用于LED负载热插拔时，可将该电源转换模块的输出电流限制在LED负载的额定电流之下，防止LED负载在热插拔过程中发生过流情形。

Description

一种LED驱动电路
技术领域
本发明涉及LED负载的电源驱动电路，尤其涉及具有过压保护和过流保护的LED驱动电路。
背景技术
当前，为保持LED负载的灯亮度一致，大部分LED灯具厂商会选用固定流过LED的电流这种控制方式，当电源转换模块未连接LED负载时，其输出端由于没有形成回路而无电流产生。此时，在诸如负反馈电路的作用下，电源转换模块的输出电压会被抬升，并且很有可能会超过LED负载所能承受的最大加载电压。若将LED负载以热插拔方式引入电源驱动电路，所接入的LED负载会因过流而导致LED灯损坏。
为了应对上述LED负载损坏的风险，厂商一般会在醒目位置标示或说明，电源驱动电路在正常工作状态下不允许LED负载和电源转换模块的接口电性脱离。然而，在现有技术中，经常出现用户私自将工作状态下的电源转换模块与LED负载脱离后再重新连接的情形，根据上述电路分析过程，这种违规操作行为无疑会导致LED负载发生过电流损坏，因为电源转换模块的输出电压极有可能抬升到远远超过LED负载所能承受的最大加载电压，在形成电路回路的短时间内将会形成较高的电流峰值。
有鉴于此，如何设计一种LED驱动电路，当电源转换模块处于空载的正常工作状态时，即使用户将LED负载热插拔至电源转换模块的输出端，也不会造成LED负载的过电流损坏，进而对电源转换模块和LED负载进行双重保护，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
针对现有技术中的LED驱动电路在使用时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的LED驱动电路。
依据本发明的一个方面，提供了一种LED驱动电路，包括：
一电源转换模块，具有一输入端、一输出端和一控制端，所述输入端用于接收一输入电压，所述控制端用于接收一控制信号，藉由所述控制信号控制所述电源转换模块内部占空比信号的调节，所述电源转换模块根据所述输入电压和所述控制信号，藉由其输出端输出一电流固定、电压可调的直流电压；
一过流保护电路，包括一开关模块和一第一电阻，所述开关模块具有一第一端、一第二端和一第三端，所述开关模块的第一端连接于一LED负载的第一端；所述第一电阻具有一第一端和一第二端，所述第一电阻的第一端连接于所述开关模块的第三端，所述第一电阻的第二端连接所述开关模块的第二端，所述LED负载的第二端与所述第一电阻的第二端连接于所述电源转换模块输出端，其中过流保护电路检测流经第一电阻的电流是否过流，并且在过流时藉由开关模块来断开LED负载与电源转换模块之间的电连接通路；以及
一过压保护电路，用以检测所述直流电压是否过压，并在过压时输出所述控制信号，藉由所述控制信号对所述LED负载进行过压保护。
在一实施例中，开关模块为一双开关互控型电路，包括：一第一开关，其第一端连接至开关模块的第一端，其第二端连接至开关模块的第三端，其第三端经由一第二电阻连接至所述LED负载的第二端；一第二开关，其第一端连接至第二电阻和第一开关的第三端，其第二端连接至开关模块的第二端，其第三端连接至开关模块的第三端。
开关模块为双开关互控型电路的一实施例中，第一开关为一NMOSFET，第二开关为一NPN晶体管。
开关模块为双开光互控型电路的另一实施例中，第一开关为一PMOSFET，第二开关为一PNP晶体管。
在一实施例中，所述过流保护电路还包括一箝位电路，跨接于所述NMOSFET的栅极与源极之间或所述PMOSFET的栅极与源极之间。
在一实施例中，开关模块为一单开关自控型电路，包括：一第一开关，其第一端连接至开关模块的第一端，其第二端连接至开关模块的第三端；一电源模块，具有一第一端和一第二端，所述电源模块的第一端连接至所述第一开关的第三端，所述电源模块的第二端连接至开关模块的第二端。
开关模块为单开关自控型电路的一实施例中，第一开关为一NPN晶体管或一NMOSFET。在一实施例中，该电源模块包括：一稳压电路，具有一第一端和一第二端，其第一端经由一第二电阻连接于所述LED负载的阳极，其第二端连接于所述开关模块的第二端，其中，所述稳压电路的第一端与所述第二电阻间的连接点连接于所述第一开关的第三端。
开关模块为单开关自控型电路的另一实施例中，第一开关为一PNP晶体管或一PMOSFET。在一实施例中，该电源模块包括：一稳压电路，具有一第一端和一第二端，其第一端连接于所述开关模块的第二端，其第二端经由一第二电阻连接于所述LED负载的阴极，其中，所述稳压电路的第二端与所述第二电阻之间的连接点连接至所述第一开关的第三端。
在一实施例中，该过压保护电路包括：一第一处理单元，其第一端连接至所述电源转换模块输出端的正极端子，其第二端经由一第三电阻耦接至所述电源转换模块输出端的负极端子；以及一第二处理单元，其第一端用以输出所述控制信号，其第二端连接至所述第一处理单元的第二端和所述第三电阻。
在一实施例中，所述第二处理单元为一隔离型电路或一非隔离型电路。
所述非隔离型电路的一实施例中，所述第一处理单元为一稳压二极管，所述第二处理单元为一NPN晶体管，其中，所述稳压二极管的第一端连接至所述电源转换模块输出端的正极端子，第二端经由所述第三电阻连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述NPN晶体管的基极与所述稳压二极管的第二端连接，所述NPN晶体管的发射极连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述NPN晶体管的集电极连接至所述电源转换模块的控制端。
所述非隔离型电路的一实施例中，所述第一处理单元为一运算放大器，所述第二处理单元为一NPN晶体管，其中，所述运算放大器的第一输入端经由第一分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的正极端子且经由第二分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述运算放大器的的第二输入端连接至一参考电压，所述运算放大器的输出端经由一电阻连接至所述NPN晶体管的基极，所述NPN晶体管的发射极连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述NPN晶体管的集电极连接至所述电源转换模块的控制端。
所述隔离型电路的一实施例中，所述第一处理单元为一稳压二极管，所述第二处理单元为一光耦合器，其中，所述稳压二极管的第一端连接至所述电源转换模块输出端的正极端子，所述光耦合器的输入侧连接至一电阻和所述稳压二极管的第二端，所述光耦合器的输出侧输出所述控制信号至所述电源转换模块的控制端。
所述隔离型电路的一实施例中，所述第一处理单元为一运算放大器，所述第二处理单元为一光耦合器，其中，所述运算放大器的第一输入端经由第一分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的正极端子且经由第二分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述运算放大器的的第二输入端连接至一参考电压，所述运算放大器的输出端经由一电阻连接至所述光耦合器的输入侧，所述光耦合器的输出侧输出所述控制信号至所述电源转换模块的控制端。
在一实施例中，LED负载为一个或多个并联连接的LED灯串。在一实施例中，每一LED灯串包括一个或多个串联连接的LED。
采用本发明的LED驱动电路，将过流保护电路设置于LED负载和电源转换模块输出端之间，以便对LED负载进行过流保护，与此同时，藉由过压保护电路来检测直流电压是否过压，并在过压时输出控制信号从而使电源转换模块根据该控制信号和所输入的电压来进行占空比信号的调节，从而对LED负载进行过压保护。当LED驱动电路应用于LED负载热插拔时，可将该电源转换模块的输出电流限制在LED负载的额定电流之下，防止LED负载在热插拔过程中发生过流或过压情形，从而保护电源转换模块和LED负载，提升LED驱动电路运行时的稳定性和可靠性。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1示出LED驱动电路的电源转换模块与LED负载之间的电路连接示意图；
图2为图1的LED负载上的电压-电流特性曲线示意图；
图3示出依据本发明的一具体实施方式的LED驱动电路的电路结构示意图；
图4A示出图3的LED驱动电路中的LED负载热插拔时，采用过流保护之前和之后，电源转换模块的输出端各自的电压-电流特性曲线示意图；
图4B示出图3的LED驱动电路中的LED负载热插拔时，采用过流保护之前和之后，流经LED负载的电流各自随时间变化的曲线示意图；
图5示出图3的LED驱动电路中的过压保护电路和过流保护电路的一具体实施例；
图6示出图5的过流保护电路中的开关模块的一具体实施例；
图7A示出图6中的开关模块采用双开关互控方式时的第一实施例的电路结构图；
图7B示出图6中的开关模块采用双开关互控方式时的第二实施例的电流结构图；
图8示出图5的过流保护电路中的开关模块的另一具体实施例；
图9A示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第一实施例的电路结构图；
图9B示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第二实施例的电路结构图；
图10A示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第三实施例的电路结构图；
图10B示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第四实施例的电路结构图；
图11（a）示出图5的LED驱动电路中的非隔离型过压保护电路的一具体实施例；
图11（b）示出图5的LED驱动电路中的非隔离型过压保护电路的另一具体实施例；
图12（a）示出图5的LED驱动电路中的隔离型过压保护电路的一具体实施例；以及
图12（b）示出图5的LED驱动电路中的隔离型过压保护电路的另一具体实施例。
具体实施方式
为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。
于本申请的具体实施方式部分与权利要求书部分，涉及“耦接(coupledwith)”之描述，其可泛指一组件透过其他组件而间接连接至另一组件，或是一组件无须透过其他组件而直接连接至另一组件。
于本申请的具体实施方式部分与权利要求书部分，除非文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单个或多个。
本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”用以修饰任何可些微变化的数量，但这种些微变化并不会改变其本质。于实施方式中若无特别说明，则代表以“约”、“大约”或“大致”所修饰之数值的误差范围一般是容许在百分之二十以内，较佳地是在百分之十以内，而更佳地则是在百分之五以内。
下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。
图1示出LED驱动电路的电源转换模块与LED负载之间的电路连接示意图。图2为图1的LED负载上的电压-电流特性曲线示意图。
参照图1，电源转换模块100包括一输入端和一输出端，其输入端用来接收一输入电压Vin，其输出端根据所接收的输入电压Vin来输出一直流电压Vo。更具体地，电源转换模块100的输出端包括一正极端子和一负极端子，LED负载的正极电性连接至电源转换模块100的输出端的正极端子，并且LED负载的负极电性连接至电源转换模块100的输出端的负极端子。
例如，LED负载由一组LED灯串构成，该LED灯串包括两个或两个以上串联连接的LED。将LED灯串的首个LED的阳极电性连接至电源转换模块100的输出端的正极端子，而将LED灯串的最后一个LED的阴极电性连接至电源转换模块100的输出端的负极端子。当LED负载处于稳定工作状态时，电源转换模块100输出端的输出电流保持恒定，因而LED负载中的每一LED具有持续不变的灯亮度。
在图2中，V_LED表示加载于LED负载两端的负载电压，I_LED表示流经LED负载的负载电流，不难看出，负载电流I_LED随着负载电压V_LED的增加而增加。例如，负载电压V_LED为V1时所对应的负载电流为I1，负载电压V_LED为V2时所对应的负载电流为I2，当V2大于V1时，对应的负载电流I2大于I1。由前述可知，当电源转换模块100处于空载状态（即LED负载并未接入）时，其输出端的输出电压Vo将会明显抬升。此时，若将LED负载接入到该电源转换模块100的输出端，加载于LED负载两端的该输出电压Vo所对应的负载电流I_LED也会较高，当超出LED负载所能承受的最大电流时，LED负载将会出现过电流损坏情形。
图3示出依据本发明的一具体实施方式的LED驱动电路的电路结构示意图。
请参照图3，本发明的LED驱动电路包括一电源转换模块300、一过流保护电路302和一过压保护电路304。
电源转换模块300具有一输入端、一输出端和一控制端。电源转换模块300的输入端用于接收一输入电压Vin，该输入电压Vin既可以是交流电源，也可以是直流电源。电源转换模块300的控制端用于接收来自过压保护电路304的一控制信号，藉由该控制信号来控制电源转换模块内部占空比信号的调节。电源转换模块300根据输入电压Vin和该控制信号，藉由其输出端输出一电流固定、电压可调的直流电压Vo。
过流保护电路302设置在LED负载与电源转换模块300的输出端之间，检测流经LED负载的电流，用以对LED负载进行过流保护。例如，该过流保护电路302设置在LED负载与电源转换模块300的输出端的正极端子之间，通过检测流经LED负载的电流来判断是否需要进行过流保护。又如，该过流保护电路302设置在LED负载与电源转换模块300的输出端的负极端子之间，通过检测流经LED负载的电流来判断是否需要进行过流保护。当LED负载需要进行过流保护时，该过流保护电路302切断电源转换模块300与LED负载之间的电连接通路。
过压保护电路304并接于电源转换模块300的输出端，用以检测电源转换模块300的输出电压是否过压，并在过压时输出一控制信号，藉由该控制信号来控制电源转换模块300内部占空比信号的调节，抑制电源转换模块300的输出电压Vo的抬升。在一实施例中，该过压保护电路304可为一非隔离型电路。在另一实施例中，该过压保护电路304可为一隔离型电路，诸如利用光耦合器将控制信号的输出与采样电压信号的处理分隔开。
图4A示出图3的LED驱动电路中的LED负载热插拔时，采用过流保护之前和之后，电源转换模块的输出端各自的电压-电流特性曲线示意图。
在图4A中，当LED负载包括一个或多个串联连接的LED时，理想状态下电源转换模块的输出端的电压-电流特性对应于图中的曲线1，即输出电流恒定对应于LED负载的额定工作电流Io_1。当LED负载热插拔于电源转换模块时，采用本发明的过流保护电路之前，电源转换模块的输出端的电压-电流特性对应于图中的曲线3，在较高的输出电压时所对应的输出电流急剧增加至Io_3，这将容易造成LED负载过电流损坏。而采用本发明的过流保护电路之后，电源转换模块的输出端的电压-电流特性对应于图中的曲线2，同样在较高的输出电压时所对应的输出电流限定为Io_2，并逐渐降低至LED负载的额定工作电流Io_1，由于引入了过电流保护机制，因而并不会造成LED负载过电流损坏。
在此，术语“热插拔”是指LED驱动电路中的电源转换模块处于正常工作状态时，在无需断开电源的情形下，将LED负载直接连接到电源转换模块的输出端；或者，在没有断开电源的情形下，将LED负载直接与电源转换模块的输出端相脱离。此外，需要指出的是，本发明的LED驱动电路仅仅以LED负载热插拔作为示例进行示意性说明，并不对本发明构成限制。例如，该过流保护电路还可适用于除了LED负载热插拔情形之外的其他LED驱动电路。
图4B示出图3的LED驱动电路中的LED负载热插拔时，采用过流保护之前和之后，流经LED负载的电流各自随时间变化的曲线示意图。
在图4B中，当LED负载包括一个或多个串联连接的LED时，理想状态下流经该LED负载的电流随时间变化的特性对应于图中的曲线1，即流经该LED负载的额定工作电流Io_1随着时间的延长并不发生改变。当LED负载热插拔于电源转换模块时，在采用本发明的过流保护电路之前，流经该LED负载的电流随时间变化的特性对应于图中的曲线3，在较短的时间内流经该LED负载的电流急剧增加至Io_3，这将容易造成LED负载过电流损坏。而采用本发明的过流保护电路之后，流经该LED负载的电流随时间变化的特性对应于图中的曲线2，流经该LED负载的电流在较长时间内保持为Io_2，并逐渐缓慢降低至LED负载的额定工作电流Io_1，由于引入了过电流保护机制，因而并不会造成LED负载过电流损坏。
图5示出图3的LED驱动电路中的过压保护电路和过流保护电路的一具体实施例。
参照图5，该LED驱动电路包括一过压保护电路404和一过流保护电路402。其中，该过压保护电路404包含一第一处理单元SW3和一第二处理单元SW4。该第一处理单元SW3的第一端连接至电源转换模块输出端的一端（该端既可为正极端子，亦可为负极端子），第二端经由第三电阻R3连接于电源转换模块输出端的另一端（该另一端的极性与该端的极性始终相反）。第二处理单元SW4的第一端连接至第一处理单元SW3的第二端与第三电阻R3，第二端用以输出控制信号FB至电源转换模块300的控制端。电源转换模块300藉由该控制信号FB来控制其内部占空比信号的调节。在本实施例中，该第二处理单元SW4可为一非隔离型电路。在另一实施例中，该第二处理单元SW4可为一隔离型电路，诸如利用光耦合器将控制信号的输出与采样电压信号的处理分隔开。
过流保护电路402包括一开关模块4022和一第一电阻R1。更具体地，该开关模块4022具有一第一端T1、一第二端T2和一第三端T3，其第一端T1连接于LED负载的第一端，其第二端T2连接于第一电阻的第二端，其第三端T3连接于第一电阻R1的第一端，所述开关模块的第二端经由第一电阻R1连接于电源转换模块的输出端。应当理解，术语“LED负载的第一端和第二端”在不同的具体实施例中对应于LED负载的阴极或阳极。更具体地，当开关模块4022采用NPN+NMOSFET的电路结构时，该LED负载的第一端对应于LED负载的阴极，该LED负载的第二端对应于LED负载的阳极；当开关模块4022采用PNP+PMOSFET的电路结构时，该LED负载的第一端对应于LED负载的阳极，该LED负载的第二端对应于LED负载的阴极。
该过流保护电路402检测流经第一电阻R1的电流是否过流，并且在出现过流情形时藉由开关模块4022断开LED负载与电源转换模块300之间的电连接通路。
图6示出图5的过流保护电路中的开关模块的一具体实施例。结合图5和图6，开关模块4022为一双开关互控型电路。该开关模块4022包括一第一开关SW1和一第二开关SW2。第一开关SW1的第一端连接至开关模块4022的第一端T1（亦即，与LED负载的第一端串联连接），第一开关SW1的第二端连接至开关模块4022的第三端T3（亦即，与第一电阻R1的第一端串联连接），第一开关SW1的第三端经由一第二电阻R2连接至LED负载的第二端。第二开关SW2的第一端连接至第二电阻R2和第一开关SW1的第三端，第二开关SW2的第二端连接至开关模块4022的第二端（如，第一电阻R1的第二端），第二开关SW2的第三端连接至开关模块4022的第三端（亦即，连接至第一开关SW1的第二端和第一电阻R1的第一端）。在一实施例中，该第一开关SW1为一NMOSFET，该第二开关SW2为一NPN晶体管。在另一实施例中，该第一开关SW1为一PMOSFET，该第二开关SW2为一PNP晶体管。
为了进一步说明图6中的双开关互控型电路，图7A示出图6中的开关模块采用双开关互控方式时的第一实施例的电路结构图，以及图7B示出图6中的开关模块采用双开关互控方式时的第二实施例的电流结构图。
参照图7A，第一开关SW1与LED负载串联连接，藉由该第一开关SW1的开通或关断对LED负载进行过流保护。例如，该第一开关SW1为一MOSFET（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，金属氧化物半导体场效应管）或一晶体管。当电路出现过流情形时，第一开关SW1关断，从而可切断流经LED负载的电流通路。
在一实施例中，第一开关SW1为一NMOSFET，第二开关SW2为一NPN晶体管。更具体地，该NMOSFET的漏极串联连接至LED负载的负极（亦即，LED负载的第一端），其源极经由一第一电阻R1耦接至电源转换模块输出端的负极端子，其栅极经由一第二电阻R2连接至电源转换模块输出端的正极端子（亦即，LED负载的正极）。该NPN晶体管的集电极连接至NMOSFET的栅极以及第二电阻R2，其发射极连接至电源转换模块输出端的负极端子（亦即，第一电阻R1的第二端），其基极与NMOSFET的源极和第一电阻R1的第一端相连接。此外，为了保护第一开关SW1，还可设置一箝位电路，跨接于NMOSFET的栅极与源极之间。例如，该箝位电路为一稳压二极管。
在另一实施例中，第一开关SW1为一PMOSFET，第二开关SW2为一PNP晶体管。更具体地，该PMOSFET的源极经由一第一电阻R1耦接至电源转换模块输出端的正极端子，其漏极串联连接至LED负载的正极（亦即，LED负载的第一端），其栅极经由一第二电阻R2连接至电源转换模块输出端的负极端子（亦即，LED负载的负极）。该PNP晶体管的集电极连接至PMOSFET的栅极以及第二电阻R2，其发射极连接至电源转换模块输出端的正极端子（亦即，第一电阻R1的第二端），其基极与PMOSFET的源极和第一电阻R1的第一端相连接。类似地，为保护第一开关SW1，还可设置一箝位电路，跨接于PMOSFET的栅极与源极之间。例如，该箝位电路为一稳压二极管。
图8示出图5的过流保护电路的开关模块的另一具体实施例。
参照图8，该开关模块4022为一单开关自控型电路。详细地，该单开关自控型电路包括一第一开关SW1和一电源模块V1。该第一开关SW1的第一端连接至开关模块4022的第一端T1（亦即，串联连接至LED负载第一端），第一开关SW1的第二端连接至开关模块4022的第三端T3（亦即，与第一电阻R1的第一端串联连接）。电源模块V1具有一第一端和一第二端，其中，电源模块V1的第一端连接至第一开关SW1的第三端，电源模块V1的第二端连接至开关模块4022的第二端T2（亦即，与第一电阻R1的第二端连接）。当出现过流情形时，藉由该第一开关SW1的关断来切断电源转换模块输出端与LED负载之间的电流通路，进而达到过流保护的目的。
在一实施例中，第一开关为一NPN晶体管或一NMOSFET。该电源模块还包括一稳压电路，具有一第一端和一第二端，其第一端经由一第二电阻R2连接于所述LED负载的阳极，其第二端连接于所述开关模块4022的第二端（亦即，与第一电阻R1的第二端连接），其中，所述稳压电路的第一端与所述第二电阻之间的连接点连接于所述第一开关的第三端。
在另一实施例中，第一开关为一PNP晶体管或一PMOSFET。该电源模块还包括一稳压电路，具有一第一端和一第二端，其第一端连接于所述开关模块4022的第二端（亦即，与第一电阻R1的第二端连接），其第二端经由一第二电阻R2连接于所述LED负载的阴极，其中，所述稳压电路的第二端与所述第二电阻之间的连接点连接至所述第一开关的第三端。
图9A示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第一实施例的电路结构图。图9B示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第二实施例的电路结构图。
将图9A与图9B进行对比，不难看出，图9A的第一开关SW1为一NPN晶体管，而在图9B的第一开关SW1为一NMOSFET。
请参照图9A和图9B，应当指出，当第一开关SW1为NPN晶体管时，对应于第一开关SW1的基极、集电极和发射极；当第一开关SW1为NMOSFET时，对应于第一开关SW1的栅极、源极和漏极。该单开关自控型电路包括一第一开关SW1，其集电极（或漏极）串联连接至LED负载，其发射极（或源极）经由一第一电阻R1耦接至电源转换模块输出端的负极端子，其基极（或栅极）经由一第二电阻R2耦接至电源转换模块输出端的正极端子。
在一具体实施例中，该单开关自控型过流保护电路还包括一稳压电路，跨接于第一开关SW1的控制端与电源转换模块输出端的负极端子之间。例如，该稳压电路为稳压二极管ZD1。
图10A示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第三实施例的电路结构图。图10B示出图8中的开关模块采用单开关自控方式时的第四实施例的电路结构图。类似于图9A与图9B，在图10A和图10B中的主要区别是在于，图10A的第一开关SW1为一PNP晶体管，而在图10B的第一开关SW1为一PMOSFET。
请参照图10A和图10B，该单开关自控型过流保护电路包括一第一开关SW1，其集电极（或漏极）串联连接至LED负载，其发射极（或源极）经由一第一电阻R1耦接至电源转换模块输出端的正极端子，其基极（或栅极）经由一第二电阻R2耦接至电源转换模块输出端的负极端子。在此，当第一开关SW1为PNP晶体管时，其具有集电极、发射极和基极；当第一开关SW1为PMOSFET时，其具有漏极、源极和栅极。
在一具体实施例中，该单开关自控型电路还包括一稳压电路，跨接于第一开关SW1的控制端与电源转换模块输出端的正极端子之间。例如，该箝位电路为稳压二极管ZD1。
图11（a）示出图5的LED驱动电路中的非隔离型过压保护电路的一具体实施例。
参照图11（a），非隔离型过压保护电路包括一第一处理单元SW3和一第二处理单元SW4。其中，该第一处理单元SW3为稳压二极管，该第二处理单元为一NPN晶体管。详细地，稳压二极管的第一端连接至电源转换模块输出端的正极端子，第二端经由一第三电阻R3连接至电源转换模块输出端的负极端子，NPN晶体管的基极与稳压二极管SW3的第二端连接，NPN晶体管的发射极连接至电源转换模块输出端的负极端子，NPN晶体管的集电极连接至电源转换模块的控制端，用以输出控制信号FB至该电源转换模块的控制端。
应当理解，图11（a）仅仅示意性地描述了第二处理单元为NPN晶体管的情形，然而，在其他一些实施例中，还可基于第二处理单元为PNP晶体管来构建相应的过压保护电路，同样应当包含于本发明的范围内。
图11（b）示出图5的LED驱动电路中的非隔离型过压保护电路的另一具体实施例。
参照图11（b），非隔离型过压保护电路包括一第一处理单元SW3和一第二处理单元SW4。其中，该第一处理单元SW3为运算放大器，该第二处理单元为一NPN晶体管。详细地，运算放大器SW3的第一输入端（如正相输入端）经由第一分压电阻R4连接至电源转换模块输出端的正极端子且经由第二分压电阻R5连接至电源转换模块输出端的负极端子，该运算放大器SW3的第二输入端（如负相输入端）接至一参考电压Vref，该运算放大器的输出端经由一电阻R6连接至NPN晶体管SW4的基极，NPN晶体管SW4的发射极连接至电源转换模块输出端的负极端子，NPN晶体管SW4的集电极连接至电源转换模块的控制端，用以输出控制信号FB。
图12（a）示出图5的LED驱动电路中的隔离型过压保护电路的一具体实施例。
参照图12（a），隔离型过压保护电路包括一第一处理单元SW3和一第二处理单元SW4。其中，该第一处理单元SW3为稳压二极管，该第二处理单元为一光耦合器。详细地，稳压二极管SW3的第一端连接至电源转换模块输出端的正极端子，光耦合器SW4的输入侧连接至一电阻R3和稳压二极管SW3的第二端，光耦合器SW4的输出侧输出控制信号FB至电源转换模块的控制端。
图12（b）示出图5的LED驱动电路中的隔离型过压保护电路的另一具体实施例。
参照图12（b），隔离型过压保护电路包括一第一处理单元SW3和一第二处理单元SW4。其中，该第一处理单元SW3为运算放大器，该第二处理单元为一光耦合器。详细地，运算放大器SW3的正相输入端经由第一分压电阻R4连接至电源转换模块输出端的正极端子，经由第二分压电阻R5连接至电源转换模块输出端的负极端子，该运算放大器SW3的负相输入端接收一参考电压Vref，该运算放大器SW3的输出端经由一电阻R6连接至光耦合器SW4的输入侧，该光耦合器SW4的输出侧输出控制信号FB至电源转换模块的控制端。
采用本发明的LED驱动电路，将过流保护电路设置于LED负载和电源转换模块输出端之间，以便对LED负载进行过流保护，与此同时，藉由过压保护电路来检测直流电压是否过压，并在过压时输出控制信号从而使电源转换模块根据该控制信号和所输入的电压来进行占空比信号的调节，从而对LED负载进行过压保护。当LED驱动电路应用于LED负载热插拔时，可将该电源转换模块的输出电流限制在LED负载的额定电流之下，防止LED负载在热插拔过程中发生过流或过压情形，从而保护电源转换模块和LED负载，提升LED驱动电路运行时的稳定性和可靠性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他组件或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个组件或装置也可以由一个组件或装置通过软件或者硬件来实现。术语“第一”、“第二”等词语仅仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括：
一电源转换模块，具有一输入端、一输出端和一控制端，所述输入端用于接收一输入电压，所述控制端用于接收一控制信号，藉由所述控制信号来控制所述电源转换模块内部占空比信号的调节，所述电源转换模块根据所述输入电压和所述控制信号，藉由其输出端输出一电流固定、电压可调的直流电压；
一过流保护电路，包括：
一开关模块，具有一第一端、一第二端和一第三端，所述开关模块的第一端用以连接于一LED负载的第一端；以及
一第一电阻，具有一第一端和一第二端，所述第一电阻的第一端连接于所述开关模块的第三端，所述第一电阻的第二端连接所述开关模块的第二端，所述LED负载的第二端用以连接所述电源转换模块的输出端的正极端子，所述第一电阻的第二端连接于所述电源转换模块的输出端的负极端子；
其中所述开关模块为一双开关互控型电路，包括：
一第一开关，其第一端连接至所述开关模块的第一端，其第二端连接至所述开关模块的第三端，其第三端经由一第二电阻连接至所述电源转换模块的输出端的正极端子；以及
一第二开关，其第一端连接至所述第二电阻和所述第一开关的第三端，其第二端连接至所述开关模块的第二端，其第三端连接至所述开关模块的第三端
其中，当所述LED负载在所述电源转换模块未断开电源的情况下连接所述过流保护电路和所述电源转换模块时，所述过流保护电路检测流经所述第一电阻的电流是否过流，并且在过流时藉由所述开关模块将所述LED负载的电流逐渐降低至所述LED负载的一额定工作电流藉以对所述LED负载进行过流保护；以及
一过压保护电路，用以检测所述直流电压是否过压，并在过压时输出所述控制信号，藉由所述控制信号对所述LED负载进行过压保护；
其中所述过压保护电路包括：
一第一处理单元，其第一端连接至所述电源转换模块输出端的正极端子，其第二端经由一第三电阻耦接至所述电源转换模块输出端的负极端子；以及
一第二处理单元，其第一端用以输出所述控制信号，其第二端连接至所述第一处理单元的第二端以及所述第三电阻，
其中所述第一处理单元为一稳压二极管，所述第二处理单元为一NPN晶体管，所述稳压二极管的第一端连接至所述电源转换模块输出端的正极端子，第二端经由所述第三电阻连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述NPN晶体管的基极与所述稳压二极管的第二端连接，所述NPN晶体管的发射极连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述NPN晶体管的集电极连接至所述电源转换模块的控制端。
2.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括：
一电源转换模块，具有一输入端、一输出端和一控制端，所述输入端用于接收一输入电压，所述控制端用于接收一控制信号，藉由所述控制信号来控制所述电源转换模块内部占空比信号的调节，所述电源转换模块根据所述输入电压和所述控制信号，藉由其输出端输出一电流固定、电压可调的直流电压；
一过流保护电路，包括：
一开关模块，具有一第一端、一第二端和一第三端，所述开关模块的第一端用以连接于一LED负载的第一端；以及
一第一电阻，具有一第一端和一第二端，所述第一电阻的第一端连接于所述开关模块的第三端，所述第一电阻的第二端连接所述开关模块的第二端，所述LED负载的第二端用以连接所述电源转换模块的输出端的正极端子，所述第一电阻的第二端连接于所述电源转换模块的输出端的负极端子；
其中所述开关模块为一双开关互控型电路，包括：
一第一开关，其第一端连接至所述开关模块的第一端，其第二端连接至所述开关模块的第三端，其第三端经由一第二电阻连接至所述电源转换模块的输出端的正极端子；以及
一第二开关，其第一端连接至所述第二电阻和所述第一开关的第三端，其第二端连接至所述开关模块的第二端，其第三端连接至所述开关模块的第三端
其中，当所述LED负载在所述电源转换模块未断开电源的情况下连接所述过流保护电路和所述电源转换模块时，所述过流保护电路检测流经所述第一电阻的电流是否过流，并且在过流时藉由所述开关模块将所述LED负载的电流逐渐降低至所述LED负载的一额定工作电流藉以对所述LED负载进行过流保护；以及
一过压保护电路，用以检测所述直流电压是否过压，并在过压时输出所述控制信号，藉由所述控制信号对所述LED负载进行过压保护；
其中所述过压保护电路包括：
一第一处理单元，其第一端连接至所述电源转换模块输出端的正极端子，其第二端经由一第三电阻耦接至所述电源转换模块输出端的负极端子；以及
一第二处理单元，其第一端用以输出所述控制信号，其第二端连接至所述第一处理单元的第二端以及所述第三电阻，
其中所述第一处理单元为一运算放大器，所述第二处理单元为一NPN晶体管，所述运算放大器的第一输入端经由第一分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的正极端子且经由第二分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述运算放大器的第二输入端连接一参考电压，所述运算放大器的输出端经由一电阻连接至所述NPN晶体管的基极，所述NPN晶体管的发射极连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述NPN晶体管的集电极连接至所述电源转换模块的控制端。
3.一种LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路包括：
一电源转换模块，具有一输入端、一输出端和一控制端，所述输入端用于接收一输入电压，所述控制端用于接收一控制信号，藉由所述控制信号来控制所述电源转换模块内部占空比信号的调节，所述电源转换模块根据所述输入电压和所述控制信号，藉由其输出端输出一电流固定、电压可调的直流电压；
一过流保护电路，包括：
一开关模块，具有一第一端、一第二端和一第三端，所述开关模块的第一端用以连接于一LED负载的第一端；以及
一第一电阻，具有一第一端和一第二端，所述第一电阻的第一端连接于所述开关模块的第三端，所述第一电阻的第二端连接所述开关模块的第二端，所述LED负载的第二端用以连接所述电源转换模块的输出端的正极端子，所述第一电阻的第二端连接于所述电源转换模块的输出端的负极端子；
其中所述开关模块为一双开关互控型电路，包括：
一第一开关，其第一端连接至所述开关模块的第一端，其第二端连接至所述开关模块的第三端，其第三端经由一第二电阻连接至所述电源转换模块的输出端的正极端子；以及
一第二开关，其第一端连接至所述第二电阻和所述第一开关的第三端，其第二端连接至所述开关模块的第二端，其第三端连接至所述开关模块的第三端
其中，当所述LED负载在所述电源转换模块未断开电源的情况下连接所述过流保护电路和所述电源转换模块时，所述过流保护电路检测流经所述第一电阻的电流是否过流，并且在过流时藉由所述开关模块将所述LED负载的电流逐渐降低至所述LED负载的一额定工作电流藉以对所述LED负载进行过流保护；以及
一过压保护电路，用以检测所述直流电压是否过压，并在过压时输出所述控制信号，藉由所述控制信号对所述LED负载进行过压保护；
其中所述过压保护电路包括：
一第一处理单元，其第一端连接至所述电源转换模块输出端的正极端子，其第二端经由一第三电阻耦接至所述电源转换模块输出端的负极端子；以及
一第二处理单元，其第一端用以输出所述控制信号，其第二端连接至所述第一处理单元的第二端以及所述第三电阻，其中所述第一处理单元为一运算放大器，所述第二处理单元为一光耦合器，所述运算放大器的第一输入端经由第一分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的正极端子且经由第二分压电阻连接至所述电源转换模块输出端的负极端子，所述运算放大器的第二输入端连接一参考电压，所述运算放大器的输出端经由一电阻连接至所述光耦合器的输入侧，所述光耦合器的输出侧输出所述控制信号至所述电源转换模块的控制端。
4.根据权利要求1、2或3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一开关为一NMOSFET，所述第二开关为一NPN晶体管。
5.根据权利要求1、2或3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一开关为一PMOSFET，所述第二开关为一PNP晶体管。
6.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括一箝位电路，跨接于所述NMOSFET或所述PMOSFET各自的栅极与源极之间。
7.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述过流保护电路还包括一箝位电路，跨接于所述NMOSFET或所述PMOSFET各自的栅极与源极之间。
8.根据权利要求1、2或3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED负载为一个或多个并联连接的LED灯串。
9.根据权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，每一LED灯串包括一个或多个串联连接的LED。
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