CN102324719A - 一种led输出短路保护方法、电路和led照明电路 - Google Patents

一种led输出短路保护方法、电路和led照明电路 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种LED输出短路保护方法、电路和LED照明电路，所述方法包括检测LED线路导通的最小占空比对应时间；比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，则启动短路保护，本发明实施例通过检测最小占空比对应时间，并将最小占空比对应时间与前沿消隐时间LEB时间对比，连续数个周期后最小占空比对应时间小于前沿消隐LEB时间，再启动短路保护，该种保护机制可设定较短的LEB时间即可有效避免短路误动，并在实际出现短路启动准确的保护，进而，由于设定的最小占空比的缩小，使得整个电路的串联LED灯数减少，节省了电路成本。

Description

一种LED输出短路保护方法、电路和LED照明电路
技术领域
本发明涉及LED短路保护技术领域，更具体地说，涉及一种LED输出短路保护方法、电路和LED照明电路。
背景技术
发光二极管LED，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，LED可直接将光能转换为电能，由于其耗能低和光效高的优点在照明和装饰等领域得到广泛应用。
如图1所示，LED照明典型线路图在LED灯短路时，负责控制所述LED灯的触发器仍然在发出驱动点亮LED灯的脉冲，电感中的能量持续加大，所述LED照明系统处于持续导通状态，输出电流激增而造成线路器件的损坏。为了避免上述损坏，现有的LED输出短路保护方式，是通过检测控制器中RS触发器上的电流超过二极管设定电流阈值则实行闭锁。
然而上述在检测RS触发器上的电流(实际检测的参量是电压)后再进行锁定二极管的操作至少存在如下缺点：由于控制器触发MOS管会出现触发尖刺电压，实际的电路设计为了屏蔽该尖刺电压，在完全开启MOS管前需要设定前沿消隐LEB时间，即，不论检测到的RS触发器上的电流是否超出电流阈值都不会关闭选通(即闭锁)，设定该LEB时间的目的在于防止由于尖刺电压的出现而导致短路保护误动作，因此为了保证该防护措施安全有效，则需要将LEB时间加长，从而导致最小占空比较大，进而出现LED照明电路中的串联LED的数量增加的问题，从技术节省的角度讲增加了电路成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种LED输出短路保护方法、电路和LED照明电路，通过增加最小占空比检测电路，以缩小照明电路LEB时间，保证LED照明电路串联灯数量减少，节省了电路成本。
一种LED输出短路保护方法，包括：
检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，则启动短路保护。
优选地，所述设定前沿消隐LEB时间具体为原始前沿消隐LEB时间与选定时延时间之和。
为了完善上述方案，检测LED线路导通的最小占空比时间具体为：
检测由CLK时钟信号发生单元生成的参考最小脉冲宽度。
为了完善上述方案，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，则启动短路保护具体为：
当检测到所述RS触发器的脉冲输出下降沿连续数个周期仍有尖脉冲信号产生，则启动短路保护，所述尖脉冲信号由所述选定时延的脉冲生成。
一种LED短路输出保护电路，包括：
占空比检测电路，用于检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较及计数电路，用于比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，触发所述LED短路输出保护启动。
作为优选，LED照明电路由RS触发器触发，所述占空比检测电路的时钟输入端与所述RS触发器的S输入端通过时钟CLK控制连接。
该输出保护电路还包括：与所述占空比检测电路输出端连接的脉冲计数电路，用于在比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间后，当检测到所述RS触发器的脉冲输出下降沿连续数个周期所产生的尖脉冲个数达到预设个数时，触发所述LED短路输出保护启动，所述设定前沿消隐LEB时间具体为原始前沿消隐LEB时间与选定时延时间之和，所述尖脉冲信号由所述选定时延的脉冲生成。
一种LED照明电路，包括：LED照明部分和短路输出保护电路部分，所述短路输出保护电路部分包括：占空比检测电路，用于检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较及计数电路，用于比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，触发所述LED短路输出保护启动。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例通过检测最小占空比对应时间，并将最小占空比对应时间与前沿消隐时间LEB时间对比，连续数个周期后最小占空比对应时间小于前沿消隐LEB时间，再启动短路保护，该种保护机制可设定较短的LEB时间即可有效避免短路误动，并在实际出现短路启动准确的保护，进而，由于设定的最小占空比的缩小，使得整个电路的串联LED灯数减少，节省了电路成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种现有典型LED照明线路结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种LED短路输出保护方法流程图；
图3a为本发明实施例公开的一种LED短路输出保护电路结构示意图；
图3b为本发明又一实施例公开的一种LED短路输出保护电路结构示意图；
图3c为本发明实施例公开的一种LED短路输出保护方法时序示意图；
图4为本发明实施例公开的一种LED照明电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在进行实施例的描述前，需要对典型LED照明线路的工作原理进行说明，以便理解，参考图1：
每个周期开始的时候，在CLK的上升沿，RS触发器的输出Q高，也就是PWM-INTER为高，在正常情况下(fault为高电平)，PWM-OUT信号也为高，LED DRIVER GATE输出高，当CS电压升高到内部基准的情况下，则RS触发器RESET，PWM-OUT(IC的GATE端)信号为低，GATE输出也为低。
现有技术中为了保证短路防护措施安全有效，则需要将开启MOS管时屏蔽尖刺电压的LEB时间加长，从而导致最小占空比较大，进而出现LED照明电路中的串联LED的数量增加的问题，以计算式：N*VLED/VIN＝D，对于固定的输入电压VIN，D(可与最小占空比等同)越小，N(串联的灯个数)可以越小可知，从技术节省的角度讲增加了电路成本。
而本发明实施例公开了一种LED输出短路保护方法、电路和LED照明电路，通过增加最小占空比检测电路，以缩小照明电路LEB时间，从而减小最小占空比，保证LED照明电路串联灯数量减少，节省了电路成本。
以下结合实施例进行说明：
图2示出了一种LED输出短路保护方法，包括：
S21：检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
最小占空比对应时间实际是保证LED线路导通最小脉冲宽度，该最小占空比根据实际的LEB线路而设定，不做局限。
S22：比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，执行步骤S23，否则执行步骤S24；
作为更具体的实现形式，所述LED由RS触发器触发，而所检测的最小占空比为由所述CLK时钟信号发生单元生成的参考最小脉冲宽度，在正常的情况下，所述参考最小脉冲宽度要比LEB脉冲宽度(即所述前沿消隐LEB时间)宽；在LED灯出现短路情况后，整个电路的输出电压为0，理论上检测到的最小占空比也为0，由于设定LEB时间的存在，门槛输出为高的时间为设定LEB的时间，当在数个检测周期后，在上述分析的情况下，所检测出的最小占空比对应时间将比LEB时间短，为了防止个别周期有尖脉冲的干扰，则在检测了连续数个周期后，最小占空比对应时间仍然比LEB时间短，则判定为LED线路出现短路。
需要说明的是：
所述检测LED线路导通的最小占空比对应时间可由最小占空比检测电路执行，所述连续数个周期的计数可由计数电路实现；
所述设定前沿消隐LEB时间是原始前沿消隐LEB时间与选定的时延时间之和，作为优选，该实现形式是为了防止出现干扰。
S23：启动短路保护；
启动短路保护，所述RS触发器输出信号FAULT锁定为0，从而关闭IC的门槛输出信号。
S24：正常LED照明；
S25：低压保护电路UVLO重新启动后电路解锁。
图3a示出了一种LED短路输出保护电路，包括：
占空比检测电路31，用于检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较及计数电路32，用于比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，则触发所述LED短路输出保护电路33启动。
图3b示出了一种LED短路输出保护电路的具体实现形式，如图所示：
所述LED照明电路由RS触发器触发，所述占空比检测电路的时钟输入端与所述RS触发器的S输入端通过时钟CLK控制连接。
与所述占空比检测电路输出端连接的脉冲计数电路Counter，用于在比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间后，当检测到所述RS触发器的脉冲输出下降沿连续数个周期所产生的尖脉冲个数达到预设个数时，触发所述LED短路输出保护启动。
该设定前沿效应时间可由T1表示，由于T1比原始前沿消隐时间长，则在RS触发器的脉冲输出(即图中输入至Duty detect电路的PWM_INTER)的下降沿边沿产生一个尖脉冲信号S，S作为Counter的输入，当连续预设周期后仍有所述尖脉冲出现时，则图中FAULT信号翻转启动短路保护。
需要指出的是：
上述LED短路输出保护电路的实现形式作为优选，在该实施例中列举出，而并不局限于该种实现形式，凡是能够实现检测线路导通最小占空比对应时间，并与设定前沿消隐LEB时间做比较的电路实现形式均是本申请文件保护的方案。
图3c为本发明实施例公开的一种LED短路输出保护方法时序示意图，该时序图与图3b中的输出保护电路相对应。
图4示出了一种LED照明电路，包括：LED照明部分41和短路输出保护电路部分42，所述短路输出保护电路部分42包括：
占空比检测电路421，用于检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较及计数电路422，用于比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，则触发所述LED短路输出保护电路423启动。
LED照明电路部分41由RS触发器触发，所述占空比检测电路421的时钟输入端与所述RS触发器的S输入端通过时钟CLK控制连接；
以及：
与所述占空比检测电路输出端连接的脉冲计数电路，用于在比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间后，检测所述RS触发器的脉冲输出下降沿连续数个周期所产生的尖脉冲个数，触发所述LED短路输出保护启动，所述尖脉冲信号由所述选定时延的脉冲生成。该实现形式可参见图3b图示及其对应说明，此处不再重复图示及赘述。
综上所述：
本发明实施例通过检测最小占空比对应时间，并将最小占空比对应时间与前沿消隐时间LEB时间对比，在连续数个周期后最小占空比对应时间小于前沿消隐LEB时间，再启动短路保护，该种保护机制可设定较短的LEB时间即可有效避免短路误动，并在实际出现短路启动准确的保护，进而，由于设定的最小占空比的缩小，使得整个电路的串联LED灯数减少，节省了电路成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种LED输出短路保护方法，其特征在于，包括：
检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，则启动短路保护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定前沿消隐LEB时间具体为原始前沿消隐LEB时间与选定时延时间之和。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，检测LED线路导通的最小占空比时间具体为：
检测由CLK时钟信号发生单元生成的参考最小脉冲宽度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，则启动短路保护具体为：
当检测到所述RS触发器的脉冲输出下降沿连续数个周期仍有尖脉冲信号产生，则启动短路保护，所述尖脉冲信号由所述选定时延的脉冲生成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当重启所述LED低压保护电路UVLO后解除所述短路保护。
6.一种LED短路输出保护电路，其特征在于，包括：
占空比检测电路，用于检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较及计数电路，用于比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，触发所述LED短路输出保护启动。
7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，LED照明电路由RS触发器触发，所述占空比检测电路的时钟输入端与所述RS触发器的S输入端通过时钟CLK控制连接。
8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，还包括：与所述占空比检测电路输出端连接的脉冲计数电路，用于在比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间后，当检测到所述RS触发器的脉冲输出下降沿连续数个周期所产生的尖脉冲个数达到预设个数时，触发所述LED短路输出保护启动，所述设定前沿消隐LEB时间具体为原始前沿消隐LEB时间与选定时延时间之和，所述尖脉冲信号由所述选定时延的脉冲生成。
9.一种LED照明电路，其特征在于，包括：LED照明部分和短路输出保护电路部分，所述短路输出保护电路部分包括：占空比检测电路，用于检测LED线路导通的最小占空比对应时间；
比较及计数电路，用于比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间，当所述最小占空比对应时间连续数个周期仍短于所述设定前沿消隐LEB时间，触发所述LED短路输出保护启动。
10.根据权利要求9所述的照明电路，其特征在于，LED照明电路部分由RS触发器触发，所述占空比检测电路的时钟输入端与所述RS触发器的S输入端通过时钟CLK控制连接；
以及：
与所述占空比检测电路输出端连接的脉冲计数电路，用于在比较所述最小占空比对应时间与设定前沿消隐LEB时间后，当检测到所述RS触发器的脉冲输出下降沿连续数个周期所产生的尖脉冲个数达到预设个数时，触发所述LED短路输出保护启动，所述设定前沿消隐LEB时间具体为原始前沿消隐LEB时间与选定时延时间之和，所述尖脉冲信号由所述选定时延的脉冲生成。
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