CN103260287A - 负载驱动电路 - Google Patents

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张玉平
康宁波
林丹
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Abstract

本发明公开了一种负载驱动电路，包括：负载驱动模块，用于驱动负载；电容器，连接在负载驱动模块的输出端与地之间，用于储存能量；负载电流感测器，与负载串联连接，用于感测流过负载的电流；以及二极管，与负载电流感测器并联连接，用于在负载驱动模块的输出短路时保护负载电流感测器。根据本发明，能够以简化的电路结构和较低的成本实现对负载电流感测器的保护。

Description

负载驱动电路
技术领域
本发明涉及一种负载驱动电路，更具体地，涉及一种能够以简单且低成本的电路实现对负载电流感测器的保护的负载驱动电路以及包括该负载驱动电路的发光装置。
背景技术
在负载驱动电路中，当负载驱动电路的输出短路时，来自储能电容器的能量将以大电流脉冲的形式通过负载电流感测器，从而会损坏负载电流感测器，因此，需要实现在负载驱动电路的输出短路时对负载电流感测器的保护。以发光二极管(LED)驱动电路为例，在现有技术中，如图1所示，通常采用与一个或多个发光二极管串联连接的输出电流感测电阻器来感测输出电流。当LED驱动电路的输出短路时，取决于输出电压的幅值和储能电容器的大小，输出电流会出现非常大的电流脉冲，例如，在2ms内达到100A，这会损坏输出电流感测电阻器。因此，为了防止驱动电路的输出短路时的大电流脉冲损坏输出电流感测电阻器，通常需要并联连接多个输出电流感测电阻器，以对大电流脉冲进行分流，从而实现对输出电流感测电阻器的保护。然而，这样的解决方案成本较高并且需要占用较大的电路板空间，因此不利于产品成本的降低以及产品体积的小型化。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图用来确定本发明的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本发明的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。
因此，鉴于上述情形，本发明的目的是提供一种能够以简单且低成本的电路实现对负载电流感测器的保护的负载驱动电路。该负载驱动电路通过使用便宜的二极管与负载电流感测器并联连接，实现了对负载电流感测器的保护，同时大大简化了电路结构，降低了电路成本，并且减小了电路的尺寸。
根据本发明的实施例的一方面，提供了一种负载驱动电路，其包括：负载驱动模块，用于驱动负载；电容器，连接在负载驱动模块的输出端与地之间，用于储存能量；负载电流感测器，与负载串联连接，用于感测流过负载的电流；以及二极管，与负载电流感测器并联连接，用于在负载驱动模块的输出短路时保护负载电流感测器。
根据本发明的实施例的另一方面，负载可以是一个或多个发光二极管。
根据本发明的实施例的又一方面，电容器可以是电解电容器。
根据本发明的实施例的再一方面，负载电流感测器可以是电阻器。
根据本发明的另一实施例，提供了一种发光装置，其包括如上所述的负载驱动电路。
附图说明
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。其中：
图1是示出根据现有技术的负载驱动电路的示例的框图；
图2是示出根据本发明的实施例的负载驱动电路的示例的框图；
图3是示出现有技术的产品中所使用的用于输出电流感测电阻器的保护电路的电路图；
图4是示出应用了本发明的用于输出电流感测电阻器的保护电路的电路图；
图5A是示出在负载驱动电路的输出短路的情况下，现有技术的负载驱动电路中的电流的示意波形图；以及
图5B是示出在负载驱动电路的输出短路的情况下，根据本发明的负载驱动电路中的电流的示意波形图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构，而省略了与本发明关系不大的其它细节。
以下将参照附图1-5B，以LED驱动电路为例对本发明进行描述。应理解，此处的LED驱动电路仅为示例而非限制，本领域技术人员可以容易地想到将本发明应用于其它的负载驱动电路，以在负载驱动电路的输出短路时保护负载电流感测器。
首先，将参照图2描述根据本发明的负载驱动电路的示例。如图2所示，示例性LED驱动电路200可以包括LED驱动模块201，储能电容器C，串联连接的一个或多个LED、输出电流感测电阻器R以及二极管D。接下来将详细描述图2所示的示例LED驱动电路的工作原理。
LED驱动模块201可以是本领域技术人员公知的任意LED驱动模块，用于驱动一个或多个LED负载，在此不再对其进行描述。
储能电容器C连接在LED驱动模块201的输出端与地电势之间，其可以是电解电容器，用于在LED驱动电路200正常工作时储存能量。
输出电流感测电阻器R与一个或多个LED串联连接，用于感测通过一个或多个LED负载的输出电流。由于大部分电阻器R仅可以通过不超过10A的电流，而LED驱动模块201的输出短路时的电流脉冲通常在30A至150A之间，因此如此大的电流可能会损坏电阻器R。此外，感测电阻器通常非常昂贵。
二极管D与输出电流感测电阻器R并联连接，用于在LED模块201的输出短路时保护输出电流感测电阻器R。如本领域技术人员所公知的，二极管的特性为：其正向导通电压一般高于0.7V，并且可以在8ms内通过大约100A的大电流。由于在LED驱动电路200正常工作时，输出电流感测电阻器R上的电压一般低于0.5V，因此在正常情况下二极管D不工作，从而不会影响整个电路的正常工作。而当LED驱动模块201的输出短路时，储存在电容器C中的能量以大电流脉冲的形式通过一个或多个LED负载、感测电阻器R以及二极管D而释放，如此产生的大电压使得二极管D导通，从而使得大部分电流脉冲通过二极管D，以避免感测电阻器R由于通过较大的电流脉冲而被损坏。
根据以上工作原理的分析可知，二极管D由于其自身的工作特性以及低廉的价格优势而非常适合用于保护输出电流感测电阻器R，并且同时简化了保护电路的电路结构，降低了电路成本。
本发明可应用于多种负载驱动电路，在此仅以LED驱动电路为例进行描述。图3和图4分别示出了应用于欧司朗公司的型号为OTe9、OTe15以及OTe20的产品中的、现有技术的LED驱动电路的示例以及应用了本发明的LED驱动电路的示例的电路图。其中，以粗实线框表示的部分为输出电流感测电阻器的保护电路。
图5A和5B分别示出了在应用于欧司朗公司的型号为OTe9/220-240/700PC的产品中的LED驱动电路的输出短路的情况下，现有技术中的输出电流感测电阻器保护电路和根据本发明的输出电流感测电阻器保护电路中的电流脉冲的波形图。
如图5A所示，在现有技术的LED驱动电路中，当LED驱动电路的输出短路时，短路电流脉冲的峰值为大约23.8A。为了避免短路电流脉冲损坏输出电流感测电阻器，需要至少三个电阻器来进行分流。如图3所示，短路电流脉冲通过LED驱动电路中的三个输出电流感测电阻器。
如图5B所示，在根据本发明的LED驱动电路中，当LED驱动电路的输出短路时，短路电流脉冲的峰值为大约51.6A，其中，大约43.4A的电流通过二极管，而剩余的电流大约8.2A通过输出电流感测电阻器。由此，实现了对输出电流感测电阻器的保护。
通过对应用于同一产品的两种LED驱动电路的测试比较可以看出，当驱动电路的输出短路时，根据本发明，大部分短路电流脉冲通过二极管，仅小部分电流脉冲通过感测电阻器，从而以简单且低成本的方法实现了对感测电阻器的保护。
尽管以上结合图2描述了根据本发明的优选实施例的负载驱动电路的具体实现，但是应理解，图2所示的电路结构及所使用的电子部件仅是示例性的而非限制，本领域技术人员可根据本发明所教导的原理而根据实际需要对以上电路结构进行各种变型、替换等。
本领域技术人员应理解，在不背离本发明的范围的情况下，除了这里具体描述的之外，本发明能够进行变化和修改。对于本领域技术人员来说明显的所有这种变化和修改应被视为落入本发明的精神和范围内。应理解，本发明包括所有这样的变化和修改。本发明还单独地或共同包括说明书中引用的或指出的所有特征、以及所述特征的任意两个或更多的任意和所有组合。

Claims (5)

1.一种负载驱动电路，包括：
负载驱动模块，用于驱动所述负载；
电容器，连接在所述负载驱动模块的输出端与地之间，用于储存能量；
负载电流感测器，与所述负载串联连接，用于感测流过所述负载的电流；以及
二极管，与所述负载电流感测器并联连接，用于在所述负载驱动模块的输出短路时保护所述负载电流感测器。
2.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其中，所述负载是一个或多个发光二极管。
3.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其中，所述电容器是电解电容器。
4.根据权利要求1所述的负载驱动电路，其中，所述负载电流感测器是电阻器。
5.一种发光装置，包括如权利要求1至4中任一项所述的负载驱动电路。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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