CN103857102A - 发光模组保护电路及电子装置 - Google Patents

Abstract

一种发光模组保护电路，用于保护一发光模组，发光模组包括及通过该PWM控制芯片、桥式切换电路以及至少一对变压器驱动的至少两个发光元件。保护电路包括比较电路以及调节触发电路。该比较电路与该至少一对变压器的初级线圈连接节点连接，用于侦测连接节点的电压而得到一侦测电压，并将侦测电压与一参考电压值进行比较，并在侦测电压大于参考电压值时输出一侦测信号。调节触发电路用于在接收到侦测信号时，输出一触发电压至该PWM控制芯片，触发PWM控制芯片调低所输出的PWM电压信号的占空比。本发明还提供一种具有该保护电路的电子装置。本发明的发光模组保护电路以及电子装置，可对发光模组进行保护，结构简单且成本低廉。

Description

发光模组保护电路及电子装置

技术领域

本发明涉及一种保护电路，特别涉及一种发光模组保护电路及具有该保护电路的电子装置。

背景技术

目前，照明装置以及电子装置的背光/发光模组通常包括LED（light-emitting diode，发光二极管）或冷阴极灯管等发光元件以及相应的驱动电路。如图1所示，目前的发光模组200通常包括由PWM（脉宽调制）控制芯片210、一桥式切换电路（桥式变换电路）220以及至少一对变压器VF组成的驱动电路产生PWM电压信号去驱动发光元件发光。具体的，PWM控制芯片210产生的PWM电压信号通过桥式切换电路220转换成交流形式的PWM电压信号。该至少一对变压器VF构成的1推1变压器将交流形式的PWM电压信号的电压转换成合适大小的电压后再驱动每一对变压器VF连接的串联的发光元件L。其中，该对变压器VF的初级线圈FC串联后分别与桥式切换电路220的两个输出端OT1、OT2连接，每一变压器VF的次级线圈SC的一端接地，每一变压器VF的次级线圈的未接地的端子与一发光元件L连接，且该两个发光元件L相互连接而使得该两个发光元件L串联于该两个变压器VF的次级线圈SC未接地的端子之间。在现有技术中，为了防止由于至少一个发光元件L没有点亮而造成的电压异常，例如升高而损坏变压器，通常在每一变压器VF的次级线圈SC的非接地端以及接地端之间还连接有一高压电容C。当某一发光元件L没有点亮时，与该发光元件L所在的次级线圈SC连接的高压电容的电压升高。该PWM控制芯片预存有一安全电压值，当比较该高压电容的电压超过该安全电压时，则控制降低输出的PWM电压信号的占空比，降低输出的电压，从而避免对变压器或发光元件的损坏。

然而，现有的高压电容通常比较昂贵。

发明内容

有鉴于此，提供一种发光模组保护电路，能够以简单的价格、低廉的成本对发光模组进行保护。此外，本发明还提供一种具有该发光模组保护电路的电子装置。

一种发光模组保护电路，用于保护一发光模组，该发光模组包括PWM控制芯片、桥式切换电路、至少一对变压器以及通过该PWM控制芯片、桥式切换电路以及至少一对变压器驱动的至少两个发光元件，其中，该保护电路包括一比较电路以及一调节触发电路。该比较电路与该至少一对变压器的初级线圈连接节点连接，用于侦测该至少一对变压器的初级线圈连接节点的电压而得到一侦测电压，并将该侦测电压与一参考电压值进行比较，在该侦测电压大于该参考电压值时输出一侦测信号。该调节触发电路与该比较电路以及该PWM控制芯片连接，用于在接收到该侦测信号时，输出一触发电压至该PWM控制芯片，触发该PWM控制芯片调低所输出的PWM电压信号的占空比。

一种电子装置，包括电源接口、发光模组以及发光模组保护电路，其中，电源接口用于提供一直流电压，发光模组包括一PWM控制芯片、一桥式切换电路、至少一对变压器以及至少两个发光元件，该PWM控制芯片包括输入端、受控端以及输出端，该PWM控制芯片通过输入端与该电源接口连接，并接收该电源接口的电源电压而产生一PWM电压信号通过该输出端输出，该桥式切换电路包括一输入端以及两个输出端，该桥式切换电路的输入端与该PWM控制芯片的输出端连接，该桥式切换电路用于将PWM控制芯片输出的PWM电压信号转换成交流PWM电压信号并通过该两个输出端输出；至少一对变压器分别连接于桥式切换电路的两个输出端以及该至少两个发光元件之间，用于将桥式切换电路输出的交流PWM电压信号转换成合适大小的电压信号而驱动发光元件进行发光。其中，该发光模组保护电路包括一比较电路以及一调节触发电路。该比较电路与该至少一对变压器的初级线圈连接节点连接，用于侦测该至少一对变压器的初级线圈连接节点的电压而得到一侦测电压，并将该侦测电压与一参考电压值进行比较，在该侦测电压大于该参考电压值时输出一侦测信号。该调节触发电路，与该比较电路以及该PWM控制芯片的受控端连接，用于在接收到该侦测信号时，输出一触发电压至该PWM控制芯片的受控端，触发该PWM控制芯片调低所输出的PWM电压信号的占空比。

本发明发光模组保护电路以及具有该保护电路的电子装置结构简单且成本低廉，通过侦测每对变压器初级线圈的连接节点的电压，则可判断是否有发光元件处于异常，并相应的降低PWM控制芯片输出的PWM电压信号的占空比，对变压器或发光元件进行保护。

附图说明

图1为现有技术中发光模组的电路图。

图2为本发明一实施方式中具有发光模组保护电路的电子装置的电路模块图。

图3为本发明一实施方式中发光模组中发光元件工作正常与异常时保护电路侦测到的侦测电压大小的示意图。

图4为本发明第一实施方式中具有发光模组保护电路的电子装置的电路图。

图5为本发明第二实施方式中具有发光模组保护电路的电子装置的电路图。

图6为本发明另一实施方式中具有发光模组保护电路的电子装置的电路模块图。

主要元件符号说明

电子装置	1
		保护电路	100
电源接口	300
		PWM控制芯片	210
桥式切换电路	220
		变压器	VF1、VF2、VF
发光元件	L
		输入端	IN、IN1
受控端	CP
		输出端	OT1、OT2、OT
初级线圈	FC1、FC2、FC
		次级线圈	SC1、SC2、SC
比较电路	10
		调节触发电路	20
连接节点	N
		比较器	101
参考电压点	Vref
		NMOS管	Q1、Q2
电阻	R1～R3
		电压端	Vad
PMOS管	Q3
		齐纳二极管	ZD
二极管	D
		高压电容	C

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图2，为本发明一实施方式中具有发光模组保护电路100（以下称为：保护电路100）的电子装置1的电路模块图。该电子装置1包括一保护电路100、一电源接口300、一PWM（脉宽调制）控制芯片210、一桥式切换电路220、至少一对/两个变压器VF1、VF2以及至少两个发光元件L。

其中，电源接口300用于提供直流电压。该PWM控制芯片210包括输入端IN、受控端CP以及输出端OT。该PWM控制芯片210通过输入端IN与该电源接口300连接，并接收该电源接口300的电源电压而产生一PWM电压信号通过该输出端OT输出。该桥式切换电路220包括一输入端IN1以及两输出端OT1、OT2与该PWM控制芯片，该输入端IN1与PWM控制芯片210的输出端OT连接，该桥式切换电路220将PWM控制芯片210输出的PWM电压信号转换成交流PWM电压信号。该至少一对变压器VF1以及VF2分别连接于桥式切换电路220的输出端OT1、OT2以及该至少两个发光元件L之间，用于将桥式切换电路220的输出的交流PWM电压信号转换成合适大小的电压信号而驱动发光元件L进行发光。该至少一对变压器VF1以及VF2构成一个一推一变压器对。在本实施方式中，该电源接口300输出的为直流电压，例如24V的直流电压。该电源接口可与电子装置1的电源管理模块连接而获得该直流电压或与电池连接而获得该直流电压。

其中，变压器VF1的初级线圈FC1以及变压器VF2的初级线圈FC2串联于该桥式切换电路220的两个输出端OT1、OT2之间。变压器VF1的次级线圈SC1以及变压器VF2的次级线圈SC2各有一端接地，该至少两个发光元件L串联于该变压器VF1的次级线圈SC1以及变压器VF2的次级线圈SC2中未接地的端子之间。

如图2所示，本发明中该保护电路100连接于该至少一对变压器VF1、VF2的初级线圈连接点以及该PWM控制芯片210之间。该比较电路100包括一比较电路10以及一调节触发电路20。该比较电路10连接于该调节触发电路20与该至少一对变压器VF1、VF2的初级线圈连接节点N之间，该调节触发电路20还与该PWM控制芯片210连接。该比较电路10用于侦测该至少一对变压器VF1、VF2的初级线圈连接节点N的电压而得到一侦测电压，并将该侦测电压与一参考电压值进行比较，当比较该侦测电压大于该参考电压值时产生一侦测信号至该调节触发电路20。该调节触发电路20接收该侦测信号后输出一高于安全电压值的触发电压至该PWM控制芯片210。该PWM控制芯片210接收到该触发电压后，比较该触发电压高于PWM控制芯片210存储的安全电压值时，控制调低输出的PWM电压信号的占空比，从而调低PWM电压电压信号的电压。具体的，在本发明中，该PWM控制芯片210直接控制将PWM电压信号的占空比调低至一预定范围内。

请一并参阅图3，其中，当该至少两个发光元件L均正常发光时，该至少两个变压器VF1、VF2的负载值相等，设PWM电压信号的电压为24V(伏特)，从而连接节点N的电压为如图3a所示的该PWM电压信号电压的一半，即12V。而当一个发光元件L断开时，例如发光元件L损坏不发光等，该两个变压器VF1、VF2的负载值不相等。由于PWM控制芯片210输出的PWM电压信号为交流信号，为交替从输出端OT1以及OT2输出，从而连接节点N的电压在高于该12V以及低于该12V之间交替变化，例如为如图3b所示的在16V以及10V之间交替变化。在本实施方式中，设该参考电压值为14V，从而，当发光元件L均正常工作发光时，比较电路10比较该侦测电压低于该参考电压值，当其中一个发光元件L断开时，该比较电路10将会在某一时刻比较该侦测电压高于该参考电压值而产生该侦测信号。

请一并参阅图4，为本发明第一实施方式中电子装置1的电路图。在本实施方式中，该比较电路10包括一比较器101，该比较器101包括一正相输入端（图中未标号）以及一反相输入端（图中未标号）。该反相输入端与一参考电压点Vref连接，该参考电压点Vref用于提供该参考电压值。该正相输入端与该至少两个变压器VF1以及VF2的初级线圈连接节点N连接。如前所述，该参考电压点Vref的参考电压值设置为略高于该PWM电压信号的电压值的一半，且小于一发光元件L异常时该连接节点N的电压中的较大值。

该调节触发电路20包括一NMOS管Q1以及一电阻R1，该NMOS管Q1以及电阻R1串联于一电压端Vad以及地之间。其中，该NMOS管Q1的栅极与该比较器101的输出端（图中未标号）连接，该NMOS管Q1的源极与该电压端Vad连接，该NMOS管Q1的漏极与该电阻R1连接。该NMOS管Q1以及电阻R1的连接点（图中未标号）与该PWM控制芯片210的受控端CP连接。其中，该电压端Vad用于提供该触发电压，该触发电压大于或等于该PWM控制芯片210中预存的安全电压值。显然，该电压端Vad的大小可根据该PWM控制芯片210中预存的安全电压值进行调整。

其中，当比较器101比较该侦测电压大于该参考电压值时，则输出一高电平信号至NMOS管Q1的栅极，从而导通该NMOS管Q1。从而，该电压端Vad通过该导通的NMOS管Q1提供该触发电压至该PWM控制芯片210的受控端CP。该PWM控制芯片210的受控端CP接收该触发电压后控制调低输出的PWM电压信号的占空比，从而避免损坏变压器VF1、VF2或发光元件L。显然，在其他实施方式中，该NMOS管Q1可以为NPN三极管等高电平导通开关替代。其中，该电压端Vad以及该参考电压点可通过连接至一电源而获得相应的电压值。

请参阅图5，为本发明第二实施方式中电子装置100的具体电路图。在本实施方式中，该比较电路10包括一齐纳二极管ZD、一电阻R2以及一NMOS管Q2。该齐纳二极管ZD以及电阻R2串联于该至少两个变压器VF1、VF2的初级线圈连接节点N以及地之间。该NMOS管Q2的栅极与该齐纳二极管ZD以及电阻R2的连接点（图中未标示）连接，NMOS管Q2的源极接地。该齐纳二极管ZD的击穿电压的大小等于该参考电压值。

该调节触发电路20包括一PMOS管Q3以及电阻R3，该PMOS管Q3以及电阻R3串联于电压端Vad以及地之间。其中，该PMOS管Q3的栅极与该比较电路10的NMOS管Q2的漏极连接，该PMOS管Q3的源极与该电压端Vad连接，该PMOS管Q3的漏极与该电阻R3连接。该PMOS管Q3以及电阻R3的连接点与该PWM控制芯片210的受控端CP连接。其中，如前所述，该电压端Vad用于提供该触发电压，该触发电压大于或等于该PWM控制芯片210中预存的安全电压值。

其中，当侦测电压即该至少两个变压器VF1、VF2的连接点的电压大于该齐纳二极管ZD的击穿电压，即该参考电压值时，该齐纳二极管ZD导通，从而有电流流过该电阻R2，使得该齐纳二极管ZD与电阻R2的连接点处于高电平。从而NMOS管Q2导通，该PMOS管Q3的栅极通过该导通的NMOS管Q2与地连接而处于低电平，从而该PMOS管相应导通。该电压端Vad通过该导通的PMOS管Q3提供该触发电压至该PWM控制芯片210的受控端CP。该PWM控制芯片210的受控端CP接收该触发电压后控制调低输出的PWM电压信号的占空比。显然，在其他实施方式中，该NMOS管Q2可以为NPN三极管等高电平导通开关替代，该PMOS管Q3可以为PNP三极管等低电平导通开关替代。

请一并参阅图6，为本发明一实施方式中包括多对变压器的电子装置100的电路模块图。如图6所示，当电子装置1包括多对变压器VF时，每对变压器VF的初级线圈均串联于该桥式切换电路220的输出端OT1、OT2之间。在本实施方式中，该保护电路还包括至少一个二极管D，每对变压器VF的初级线圈的连接节点N通过一二极管D正向连接至该比较电路10，即该二极管D正向连接于该每对变压器VF的初级线圈的连接节点N以及该比较电路10之间。该些二极管D用于避免每对变压器VF之间的电压干扰。显然，当电子装置1只包括一对变压器VF时，该保护电路100也可包括该二极管D。

其中，该电子装置1可为路灯、室内灯等照明装置，也可为手机、电子书、数码相机、平板电脑等需要发光模块作为背光的电子装置。该发光元件L可为LED(发光二极管)、冷阴极灯管等。

本发明的发光模组保护电路100以及具有该保护电路100的电子装置1结构简单且成本低廉。通过侦测每对变压器VF初级线圈的连接节点N的电压，则可判断是否有发光元件L处于异常，并相应的降低PWM控制芯片210输出的PWM电压信号的占空比，对变压器VF或发光元件L进行保护。

Claims (10)

1.一种发光模组保护电路，用于保护一发光模组，该发光模组包括PWM控制芯片、桥式切换电路、至少一对变压器以及通过该PWM控制芯片、桥式切换电路以及至少一对变压器驱动的至少两个发光元件，其特征在于，该保护电路包括：

一比较电路，与该至少一对变压器的初级线圈连接节点连接，用于侦测该至少一对变压器的初级线圈连接节点的电压而得到一侦测电压，并将该侦测电压与一参考电压值进行比较，在该侦测电压大于该参考电压值时输出一侦测信号；以及

一调节触发电路，与该比较电路以及该PWM控制芯片连接，用于在接收到该侦测信号时，输出一触发电压至该PWM控制芯片，触发该PWM控制芯片调低所输出的PWM电压信号的占空比。

2.如权利要求1所述的发光模组保护电路，其特征在于，该比较电路包括一比较器，该比较器的反相输入端与一用于提供该参考电压值的参考电压点连接，该比较器的正相输入端与该至少一对变压器的初级线圈连接节点连接；该调节触发电路包括一NMOS管以及一电阻，该NMOS管以及电阻串联于一用于提供该触发电压的电压端以及地之间，其中，该NMOS管的栅极与该比较器的输出端连接，该NMOS管的源极与该电压端连接，该NMOS管的漏极与该电阻连接，该NMOS管以及电阻的连接节点与该PWM控制芯片连接。

3.如权利要求1所述的发光模组保护电路，其特征在于，该比较电路包括一齐纳二极管、一第一电阻以及一NMOS管，该齐纳二极管以及第一电阻串联于该至少两个变压器的初级线圈连接节点以及地之间，该NMOS管的栅极与该齐纳二极管以及第一电阻的连接点连接，NMOS管的源极接地，该齐纳二极管的击穿电压的大小等于该参考电压值；该调节触发电路包括一PMOS管以及第二电阻，该PMOS管以及第二电阻串联于一用于提供该触发电压的电压端以及地之间；该PMOS管的栅极与该比较电路的NMOS管的漏极连接，该PMOS管的源极与该电压端连接，该PMOS管的漏极与该第二电阻连接，该PMOS管以及第二电阻的连接点与该PWM控制芯片连接。

4.如权利要求1所述的发光模组保护电路，其特征在于，该保护电路还包括至少一个二极管，该至少一个二极管正向连接于每对变压器的初级线圈连接节点以及该比较电路之间。

5.一种电子装置，包括电源接口、发光模组以及发光模组保护电路，其中，电源接口用于提供一直流电压，发光模组包括一PWM控制芯片、一桥式切换电路、至少一对变压器以及至少两个发光元件，该PWM控制芯片包括输入端、受控端以及输出端，该PWM控制芯片通过输入端与该电源接口连接，并接收该电源接口的电源电压而产生一PWM电压信号通过该输出端输出，该桥式切换电路包括一输入端以及两个输出端，该桥式切换电路的输入端与该PWM控制芯片的输出端连接，该桥式切换电路用于将PWM控制芯片输出的PWM电压信号转换成交流PWM电压信号并通过该两个输出端输出；至少一对变压器分别连接于桥式切换电路的两个输出端以及该至少两个发光元件之间，用于将桥式切换电路输出的交流PWM电压信号转换成合适大小的电压信号而驱动发光元件进行发光，其特征在于，该发光模组保护电路包括：

一比较电路，与该至少一对变压器的初级线圈连接节点连接，用于侦测该至少一对变压器的初级线圈连接节点的电压而得到一侦测电压，并将该侦测电压与一参考电压值进行比较，在该侦测电压大于该参考电压值时输出一侦测信号；以及

一调节触发电路，与该比较电路以及该PWM控制芯片的受控端连接，用于在接收到该侦测信号时，输出一触发电压至该PWM控制芯片的受控端，触发该PWM控制芯片调低所输出的PWM电压信号的占空比。

6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该比较电路包括一比较器，该比较器的反相输入端与一用于提供该参考电压值的参考电压点连接，该比较器的正相输入端与该至少一对变压器的初级线圈连接节点连接；该调节触发电路包括一NMOS管以及一电阻，该NMOS管以及电阻串联于一用于提供该触发电压的电压端以及地之间，其中，该NMOS管的栅极与该比较器的输出端连接，该NMOS管的源极与该电压端连接，该NMOS管的漏极与该电阻连接，该NMOS管以及电阻的连接节点与该PWM控制芯片的受控端连接。

7.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该比较电路包括一齐纳二极管、一第一电阻以及一NMOS管，该齐纳二极管以及第一电阻串联于该至少两个变压器的初级线圈连接节点以及地之间，该NMOS管的栅极与该齐纳二极管以及第一电阻的连接点连接，NMOS管的源极接地，该齐纳二极管的击穿电压的大小等于该参考电压值；该调节触发电路包括一PMOS管以及第二电阻，该PMOS管以及第二电阻串联于一用于提供该触发电压的电压端以及地之间；该PMOS管的栅极与该比较电路的NMOS管的漏极连接，该PMOS管的源极与该电压端连接，该PMOS管的漏极与该第二电阻连接，该PMOS管以及第二电阻的连接点与该PWM控制芯片的受控端连接。

8.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该保护电路还包括至少一个二极管，该至少一个二极管正向连接于每对变压器的初级线圈连接节点以及该比较电路之间。

9.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该电子装置为包括路灯、室内灯在内的照明装置。

10.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，该电子装置为包括手机、电子书、数码相机、平板电脑在内的电子装置。

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