CN104093254A - Led过压检测电路和驱动电路以及led照明系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种LED过压检测电路和驱动电路以及LED照明系统，LED过压检测电路，应用于LED驱动电路中，LED驱动电路包括功率级电路、供电电路、控制电路以及过压保护电路，LED过压检测电路包括：控制开关Sa、二极管Da和开关控制电路，在功率级电路的功率开关管处于断开状态时通过开关控制电路来控制所述控制开关Sa导通和断开，即可得到功率级电路的输出电压，可见相比于现有技术中的LED过压检测电路，本申请公开的LED过压检测电路并不需要辅助绕组来检测LED驱动电路的输出电压，因此，成本较低。

Description

LED过压检测电路和驱动电路以及LED照明系统

技术领域

本申请涉及发光二极管(LED)驱动控制技术领域，更具体地说，涉及一种LED过压检测电路和驱动电路。

背景技术

在LED照明系统中，通常通过LED驱动电路驱动LED负载工作。并且，在LED照明系统正常工作时，所述LED驱动电路需要时刻检测LED负载的运行状态，若未能及时检测到LED负载过压，则可能会导致LED负载损坏，使得LED驱动电路不能正常工作。因此，通常会在LED驱动电路中加入过压检测电路，以避免LED负载损坏。

目前，所述LED驱动电路通常采用辅助绕组作为LED过压检测电路，来检测LED负载是否处于过压状态，以所述LED驱动电路的功率级电路为Buck型功率级电路为例，所述Buck型功率级电路的输出端与LED负载连接，由于所述Buck型功率级电路的功率开关管关断时，所述Buck型功率级电路的输出电压等于电感电压，且所述辅助绕组的电压与所述电感电压成比例，所以可通过辅助绕组采样电感电压的大小，来确定LED负载是否过压，若LED负载过压，则触发过压保护电路来保护LED驱动电路。

但由于辅助绕组的制作复杂，导致了LED驱动电路的制作成本增加，因此，如何降低所述LED驱动电路的生产成本，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种LED过压检测电路和驱动电路以及LED照明系统，以解决现有技术中LED驱动电路成本较高的问题。

一种LED过压检测电路，应用于LED驱动电路中，所述LED驱动电路包括功率级电路、供电电路、控制电路以及过压保护电路，所述供电电路用于通过偏置电容向所述控制电路提供供电电压Vcc，所述控制电路用于通过PWM信号控制所述功率级电路中的功率开关管的通断，所述过压保护电路用于当LED负载过压时对所述LED驱动电路进行保护，其特征在于，包括控制开关Sa、二极管Da和开关控制电路；

所述控制开关Sa的一端与所述功率级电路中的电感和所述功率开关管的公共端相连，另一端与所述二极管Da的阳极相连，所述控制开关Sa受所述开关控制电路控制；

所述二极管Da的阴极与所述偏置电容的非接地端相连；

所述开关控制电路的第一输入端接收所述功率级电路中的电感电流，第二输入端接收基准电压，第三输入端接收所述供电电压Vcc，第一输出端与所述控制开关Sa的控制端相连，第二输出端与所述过压保护电路相连。

优选的，上述LED过压检测电路中，所述控制电路控制所述功率开关管关断时，所述电感电流减小；

所述开关控制电路控制所述控制开关Sa闭合为第一工作状态，所述电感电流以第一斜率线性下降，并由第一电感电流峰值下降到第二电感电流峰值，获取所述电感电流从所述第一电感电流峰值下降到所述第二电感电流峰值的时间，记为第一工作时间，并获取所述第一工作状态下的电感电压，记为第一电感电压，

所述开关控制电路控制所述控制开关Sa关断为第二工作状态，所述电感电流以第二斜率线性下降，并由所述第一电感电流峰值下降到所述第二电感电流峰值，获取所述电感电流从所述第一电感电流峰值下降到所述第二电感电流峰值的时间，记为第二工作时间，并获取所述第二工作状态下的电感电压，记为第二电感电压，

根据所述第一、二工作时间以及第一、二电感电压，判断所述功率级电路的输出电压与所述功率级电路的输出电压理论值的大小，当所述输出电压大于所述输出电压理论值时，控制所述过压保护电路工作。

优选的，上述LED过压检测电路中，根据所述第一、二工作时间以及第一、二电感电压，判断所述功率级电路的输出电压与所述输出电压理论值的大小，具体包括：

依据公式Vo*(t1-t2)＝Vcc*t2计算所述功率级电路的输出电压Vo的值，并判断所述功率级电路输出电压Vo与所述基准电压的大小；

其中，所述t1为所述第一工作时间，t2为所述第二工作时间。

优选的，上述LED过压检测电路中，当所述第一工作状态和第二工作状态处于所述功率开关管的相邻两个开关周期的各自关断工作时间时，所述开关控制电路包括：

反相输入端获取所述电感电流的比较器A1，所述比较器A1的同相输入端用于获取所述第一电感电流峰值；

同相输入端获取所述电感电流的比较器A2，所述比较器A2的反相输入端用于获取所述第二电感电流峰值；

第一输入端与所述比较器A1的输出端相连、第二输入端与所述比较器A2的输出端相连的与门；

第一端与所述与门的输出端相连的控制开关Sc3；

所述控制开关Sc3的控制端用于获取第一开关周期信号，所述第一开关周期信号等于所述功率开关管的前一个开关周期，所述第一开关周期信号用于控制所述控制开关Sc3闭合；

控制端与所述控制开关Sc3的第二端相连的控制开关Sc1，所述控制开关Sc1的第一端通过第一电容C1接地；

输出端与所述控制开关Sc1的第二端相连、输入端输入有所述基准电压信号的第一电压-电流转换器；

第二端与所述与门的输出端相连的控制开关Sc4；

所述控制开关Sc4的控制端用于获取第二开关周期信号，所述第二开关周期信号等于所述功率开关管的后一个开关周期，所述第二开关周期信号用于控制所述控制开关Sc4闭合；

控制端与所述控制开关Sc4的第一端相连的控制开关Sc2，所述控制开关Sc2的第一端通过第二电容C2接地；

输出端与所述控制开关Sc2第二端相连、第一输入端通过第二电压-电流转换器获取所述供电电压Vcc、第二输入端与所述控制开关Sc1的第二端相连的加法器；

第一输入端用于获取所述第二开关周期信号、第二输入端与所述与门的输出端相连、第三输入端用于获取PWM互补信号的与非门，所述与非门的输出端与所述控制开关Sa的控制端相连；

第一输入端与所述第一电容C1非接地端相连、第二输入端与第二电容C2非接地端相连，输出端与所述过压保护电路相连的触发电路；

所述触发电路用于当所述第二工作时间结束时，比较所述第一电容C1两端的第一电压值与所述第二电容C2两端的第二电压值的大小，当所述第二电压值大于所述第一电压值时输出触发信号，触发所述过压保护电路动作。

优选的，上述LED过压检测电路中，当所述第一工作状态和第二工作状态处于所述功率开关管的同一个开关周期的关断工作时间时，所述开关控制电路包括：

反相输入端获取所述电感电流的比较器A3，所述比较器A3的同相输入端用于获取所述第二电感电流峰值；

同相输入端获取所述电感电流的比较器A4，所述比较器A4的反相输入端与用于获取第三电感电流峰值；

第一输入端与所述比较器A3的输出端相连、第二输入端与所述比较器A4的输出端相连的与门；

第一端与所述与门输出端相连、第二端用于获取所述PWM互补信号的与非门，所述与非门的输出端与所述控制开关Sa的控制端相连；

第一端通过所述第一电容C1接地、第二端通过所述第一电压-电流转换器获取所述基准电压信号的控制开关S1；

所述控制开关S1的控制端用于获取所述第一工作时间，所述第一工作时间用于控制所述控制开关S1闭合；

第一端通过所述第二电容C2接地的控制开关S2；

所述控制开关S2的控制端用于获取所述第二工作时间，所述第二工作时间用于控制所述控制开关S2闭合；

输出端与所述控制开关S2的第二端相连、第一输入端通过所述第二电压-电流转换器获取所述供电电压Vcc、第二输入端与所述控制开关S1的第二端相连的加法器；

第一输入端与所述第一电容C1非接地端相连、第二输入端与所述第二电容C2非接地端相连、输出端与所述过压保护电路相连的触发电路；

所述触发电路用于当所述第二工作时间结束时，比较所述第一电容C1两端的第一电压值与所述第二电容C2两端的第二电压值的大小，当所述第二电压值大于所述第一电压值时输出触发信号，触发所述过压保护电路动作。

优选的，上述LED过压检测电路中，所述触发电路包括：

反相输入端与所述第一电容C1非接地端相连、同相输入端与所述第二电容C2非接地端相连的比较器A5；

第一输入端与所述比较器A5输出端相连、第二输入端接收所述第二工作时间、输出端与所述过压保护电路相连的触发器，当所述第二工作时间结束时，所述触发器被触发；

一种LED驱动电路，包括功率级电路、供电电路、控制电路以及过压保护电路，所述供电电路用于通过偏置电容向所述控制电路提供供电电压Vcc，所述控制电路用于通过PWM信号控制功率级电路中的功率开关管的通断，所述过压保护电路用于当LED负载过压时对所述LED驱动电路进行保护，包括上述任意一项公开的LED过压检测电路。

优选的，上述LED驱动电路中，所述控制电路与所述LED过压检测电路集成在同一个芯片中。

优选的，上述LED驱动电路中，所述LED驱动电路的功率级电路的拓扑结构包括：降压型或降压-升压型。

一种LED照明系统，包括电源、LED负载，还可以包括上述任意一项公开的LED驱动电路。

通过上述技术方案可知相比于现有技术中的LED过压检测电路，本申请公开的LED过压检测电路并不需要辅助绕组来检测所述LED驱动电路的输出电压，因此，成本较低。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种LED过压检测电路的结构图；

图2为应用图1的LED驱动电路的电感电流波形图；

图3为当第一工作状态和第二工作状态在所述功率开关管的相邻两个开关周期的各自关断工作时间时，开关控制电路的结构图；

图4为应用图3的LED驱动电路的电感电流波形图；

图5为当第一工作状态和第二工作状态在所述功率开关管的同一个开关周期的关断工作时间时，开关控制电路的结构图；

图6为应用图5的LED驱动电路的电感电流波形图；

图7为本申请实施例公开的触发电路的结构图；

图8为所述功率级电路为Buck型时，LED驱动电路的结构图；

图9为所述功率级电路为Buck-Boost型时，LED驱动电路的结构图。

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做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。

图1为本申请实施例公开的一种LED过压检测电路的结构图。

参见图1，本申请实施例公开了一种LED过压检测电路，该过压检测电路应用于LED驱动电路中，所述LED驱动电路包括功率级电路1、供电电路3和控制电路2以及过压保护电路4，所述供电电路3用于通过偏置电容Cbias向所述控制电路2提供供电电压Vcc，所述控制电路2用于通过PWM信号控制功率级电路1中的功率开关管Q的通断，所述过压保护电路4用于当LED负载过压时对所述LED驱动电路进行保护，所述LED过压检测电路可以包括：控制开关Sa、二极管Da和开关控制电路501；

所述控制开关Sa的第一端与所述功率开关管Q和所述电感L的公共端相连，另一端与所述二极管Da的阳极相连，所述控制开关Sa受所述开关控制电路501控制；

所述二极管Da的阴极与所述偏置电容Cbias的非接地端相连；

所述开关控制电路501的第一输入端接收所述功率级电路1中的电感电流，第二输入端接收基准电压Vref，第三输入端接收所述供电电压Vcc，第一输出端与所述控制开关Sa的控制端相连，第二输出端与所述过压保护电路4相连；

在这里需要指明的是，本实施例中的所述功率级电路1和供电电路3可以采用现有技术中已经公开的功率级电路和供电电路，并且现有技术中公开的功率级电路和供电电路也不仅仅包含上述提到的元件，还包括其他元件，本实施例只是为了方便对所述LED过压检测电路进行说明，并只对所述功率级电路和供电电路的部分器件进行了介绍，并未对所述功率级电路和供电电路的具体结构进行详细说明。

当将本申请公开的所述LED过压检测电路应用于LED驱动电路中时，用户在所述功率开关管Q处于断开状态时，通过开关控制电路来控制所述控制开关Sa闭合和断开，即可得到所述功率级电路的输出电压，通过比较功率级电路的输出电压与所述LED驱动电路正常工作时的输出电压理论值的大小，当所述功率级电路的输出电压大于所述LED驱动电路正常工作时的输出电压理论值时，即可认为输出电压过压，需要触发过压保护电路对LED驱动电路进行保护，其中所述输出电压理论值为已知条件，本申请中采用基准电压Vref来表征输出电压理论值。

通过上述技术方案可知相比于现有技术中的LED过压检测电路，本申请公开的LED过压检测电路并不需要用现有技术中常用的辅助绕组来测量所述LED驱动电路的输出电压，因此，成本较低。

具体的，上述实施例中在测量所述功率级电路输出电压的实际值时，可以采用下述方案进行操作：

当将本申请公开的所述LED过压检测电路应用于LED驱动电路中时，所述功率开关管Q在一个开关周期内，当功率开关管Q导通时，电感电流iL线性上升到最大值；当功率开关管Q关断时，续流二极管Df续流，电感电流iL开始线性下降，并分为第一工作状态和第二工作状态。其中，所述功率开关管Q关断且控制开关Sa导通时，为第一工作状态，所述功率开关管Q关断且控制开关Sa断开时，为第二工作状态。

图2为应用图1的LED驱动电路的电感电流波形图。

参见图2，在第一工作状态时，控制开关Sa导通，结合图1，电感L、输出电容C0、LED负载、续流二极管Df和控制开关Sa形成回路，所述电感电流iL以第一斜率线性下降，测量电感电流iL下降第一幅值(由第一电感电流峰值ipk1下降到第二电感电流峰值ipk2)所用的时间为第一工作时间t1，此时由于控制开关Sa导通，所以电感电压VL等于所述功率级电路的输出电压Vo，即VL＝Vo。

根据VL＝L*di/dt可得：

Vo＝L*(ipk1-ipk2)/t1     (1)

在第二工作状态时，控制开关Sa断开，结合图1，电感L、输出电容C0、LED负载、续流二极管Df、二极管Da和偏置电容Cbias形成回路，所述电感电流以第二斜率线性下降，测量电感电流iL下降第一幅值(由第一电感电流峰值ipk1下降到第二电感电流峰值ipk2)所用的时间为第二工作时间t2，此时由于控制开关Sa关断，所以电感电压VL等于所述功率级电路输出电压Vo与供电电压Vcc之和，即VL＝Vo+Vcc。

根据VL＝L*di/dt可得：

Vo+Vcc＝L*(ipk1-ipk2)/t2     (2)

由表达式(1)和(2)可得：

Vo*(t1-t2)＝Vcc*t2     (3)

由于供电电压Vcc是一个比较稳定的电压，根据表达式(3)可知，当计算得到的功率级电路输出电压实际值Vo比输出电压理论值大时，即可认为输出电压过压，需要触发过压保护电路对LED驱动电路进行保护，其中所述输出电压理论值为已知条件，本申请中采用基准电压Vref来表征输出电压理论值。

在这里需要指明的是，所述开关控制电路的第一工作状态和第二工作状态可以在所述功率开关管的相邻两个开关周期的各自关断工作时间，也可以在所述功率开关管的同一个开关周期的关断工作时间。

本申请还针对当所述开关控制电路的第一工作状态和第二工作状态处于不同的工作情况下，分别公开了两种开关控制电路。

图3为当第一工作状态和第二工作状态在所述功率开关管的相邻两个开关周期的各自关断工作时间时，开关控制电路的结构图。

图4为应用图3中的LED驱动电路的电感电流波形图。

参见图3，当所述第一工作状态和第二工作状态在所述功率开关管的相邻两个开关周期的各自关断工作时间时，所述开关控制电路的具体结构包括：

反相输入端获取所述电感电流iL的比较器A1，所述比较器A1的同相输入端用于获取所述第一电感电流峰值ipk1；

同相输入端获取所述电感电流iL的比较器A2，所述比较器A2的反相输入端用于获取所述第二电感电流峰值ipk2；

第一输入端与所述比较器A1的输出端相连、第二输入端与所述比较器A2的输出端相连的与门；

第一端与所述与门的输出端相连的控制开关Sc3；

所述控制开关Sc3的控制端用于获取第一开关周期信号，所述第一开关周期信号等于所述功率开关管Q的前一个开关周期记为Ts1，所述第一开关周期信号用于控制所述控制开关Sc3闭合；

控制端与所述控制开关Sc3的第二端相连的控制开关Sc1，所述控制开关Sc1的第一端通过第一电容C1接地；

输出端与所述控制开关Sc1的第二端相连、输入端输入有所述基准电压信号Vref的第一电压-电流转换器5011；

第二端与所述与门的输出端相连的控制开关Sc4；

所述控制开关Sc4的控制端用于获取第二开关周期信号，所述第二开关周期信号等于所述功率开关管Q的后一个开关周期记为Ts2，所述第二开关周期信号用于控制所述控制开关Sc4闭合；

控制端与所述控制开关Sc4的第一端相连的控制开关Sc2，所述控制开关Sc2的第一端通过第二电容C2接地；

第一输入端用于获取所述第二开关周期信号Ts2、第二输入端与所述与门的输出端相连、第三输入端用于获取PWM互补信号的与非门，所述与非门的输出端与所述控制开关Sa的控制端相连，用于输出控制所述控制开关Sa通断的控制信号Tsa；

输出端与所述控制开关Sc2第二端相连、第一输入端通过第二电压-电流转换器5012获取所述供电电压Vcc、第二输入端与所述控制开关Sc1的第二端相连的加法器5013；

第一输入端与所述第一电容C1非接地端相连，用于获取第一电压值v1，第二输入端与第二电容C2非接地端相连，用于获取第二电压值v2，输出端与所述过压保护电路4相连的触发电路5014；

所述触发电路5014用于当所述第二工作时间t2结束时，比较所述第一电压值v1与所述第二电压值v2的大小，当所述第二电压值v2大于所述第一电压值v1时输出触发信号ovp，使所述过压保护电路4对所述LED驱动电路进行保护。

如图3所示，所述第一电压-电流转换器5011接收基准电压Vref，Vref表征所述LED驱动电路的输出电压理论值，第二电压-电流转换器5012接收供电电压Vcc，并分别将基准电压Vref转换为第一电流2*i1、供电电压Vcc转换为第二电流i2。其中，i1＝k1*Vref，i2＝k2*Vcc，k1、k2大于0，为所述第一、第二电压-电流转换器的转换系数。第一电流2*i1分别流进加法器5013的第一输入端和由控制开关Sc1与第一电容C1组成的支路，第二电流i2流进加法器5013的第二输入端。加法器的输出端输出第三电流i3，其中i3＝i1+i2。第三电流i3流进由控制开关Sc2与第一电容C2组成的支路。

如图3和图4所示，假设在第一工作状态时，电感电流iL沿第一斜率线性下降，由第一电感电流峰值ipk1下降到第二电感电流峰值ipk2的时间记为第一工作时间t1；在第二工作状态时，电感电流iL沿第二斜率线性下降，由第一电感电流峰值ipk1下降到第二电感电流峰值ipk2的时间记为第二工作时间t2。

当iL>ipk1或iL<ipk2时，第一比较器A1或第二比较器A2输出低电平，则与门输出为低电平，此时所述控制开关Sa处于导通状态，则无论控制开关Sc3、控制开关Sc4导通或关断，所述控制开关Sc1、控制开关Sc2均关断，所述LED过压检测电路不工作。

当ipk2<iL<ipk1时，第一比较器A1和第二比较器A2均输出高电平，当第一开关周期信号Ts1到来时，所述控制开关Sc3导通，进而控制开关Sc1导通，第一电流i1对第一电容C1充电，第一电压v1增加，当第一开关周期信号Ts1结束时，控制开关Sc1关断，第一电压v1达到最大值。然后，第二开关周期信号Ts2到来，所述控制开关Sc4导通，进而控制开关Sc2导通，第三电流i3对第二电容C2充电，第二电压v2增加，当第二开关周期信号Ts2结束时，控制开关Sc2关断，第二电压v2达到最大值。

此时，第二工作时间已t2结束，表示时钟信号的上升沿到来，比较器A5比较第一电容电压v1和第二电容电压v2，当v2>v1时，比较器A5输出高电平，触发电路5014被触发，控制过压保护电路4保护LED驱动电路。

图5为当第一工作状态和第二工作状态在所述功率开关管的同一个开关周期的关断工作时间时，开关控制电路的结构图。

图6为应用图5的LED驱动电路的电感电流波形图。

参见图5和图6，当所述第一工作状态和第二工作状态在所述功率开关管的同一个开关周期的关断工作时间时，所述开关控制电路的具体结构包括：

反相输入端获取所述电感电流iL的比较器A3，所述比较器A3的同相输入端用于获取所述第二电感电流峰值ipk2；

同相输入端获取所述电感电流iL的比较器A4，所述比较器A4的反相端入端与用于获取第三电感电流峰值ipk3；

第一输入端与所述比较器A3的输出端相连、第二输入端与所述比较器A4的输出端相连的与门；

第一端与所述与门输出端相连、第二端用于获取所述PWM互补信号的与非门，所述与非门的输出端与所述控制开关Sa的控制端相连，用于输出控制所述控制开关Sa通断的控制信号Tsa；

第一端通过所述第一电容C1接地、第二端通过所述第一电压-电流转换器5021获取所述基准电压信号Vref的控制开关S1；

所述控制开关S1的控制端用于获取所述第一工作时间t1’，所述第一工作时间t1’用于控制所述控制开关S1闭合；

第一端通过所述第二电容C2接地的控制开关S2；

所述控制开关S2的控制端用于获取所述第二工作时间t2’，所述第二工作时间t2’用于控制所述控制开关S2闭合；

输出端与所述控制开关S2的第二端相连、第一输入端通过所述第二电压-电流转换器5022获取所述供电电压Vcc、第二输入端与所述控制开关S1的第二端相连的加法器5023；

第一输入端与所述第一电容C1非接地端相连，用于获取第一电压值v1，第二输入端与所述第二电容C2非接地端相连，用于获取第二电压值v2，输出端与所述过压保护电路4相连的触发电路5024；

所述触发电路5024用于当所述第二工作时间t2’结束时，比较所述第一电压值v1与所述第二电压值v2的大小，当所述第二电压值v2大于所述第一电压值v1时输出触发信号ovp，使所述过压保护电路4保护所述LED驱动电路。

可以理解的是，本申请上述实施例中的所述控制开关Sc3和/或控制开关Sc4和/或控制开关S1和/或控制开关S2的控制端均可以由所述开关控制电路501输出，例如当所述开关控制电路501控制所述控制开关Sa闭合时，控制所述控制开关Sc3或控制开关Sc4闭合，当所述控制开关Sa断开时，控制所述控制开关S1或控制开关S2闭合；需要指出的是，同一时刻，所述控制开关Sc3或Sc4只能闭合一个，所述控制开关S1和S2也只能闭合一个。

如图6所示，假设第一工作状态和第二工作状态在功率开关管Q的同一个开关周期Ts的关断工作时间时，电感电流iL由第一电感电流峰值ipk1下降到第二电感电流峰值ipk2的下降幅值为iz，在该实施例中所述幅值iz即为第一幅值，对应的第一工作时间为t1’，由第二电感电流峰值ipk2下降到第三电感电流峰值ipk3的下降幅值也为iz，其对应的第二工作时间为t2’。

如图5所示，所述第一电压-电流转换器5021接收基准电压Vref，第二电压-电流转换器5022接收供电电压Vcc，并分别将基准电压Vref转换为第一电流2*i1、供电电压Vcc转换为第二电流i2。其中，i1＝k1*Vref，i2＝k2*Vcc，k1、k2大于0。第一电流2*i1分别流进加法器的第一输入端和由控制开关S1与电容C3组成的支路，第二电流i2流进加法器5023的第二输入端，加法器5023的输出端输出第三电流i3，其中i3＝i1+i2。第三电流i3流进由控制开关S2与电容C4组成的支路。

当第一工作时间t1’到来时，控制开关S1导通，第一电流i1对第一电容C1充电，第一电压值v1增加，当第一工作时间t1’结束时，控制开关S1关断，第一电压值v1达到最大值。然后，第二工作时间t2’到来，控制开关S2导通，第三电流i3对第二电容C2充电，第二电压值v2增加，当第二工作时间t2’结束时，控制开关S2关断，第二电容电压v2达到最大值。

此时，第二工作时间t2’已结束，表示时钟信号的上升沿到来，比较器A5比较第一电压值v1和第二电压值v2，当v2>v1时，比较器A5输出高电平，触发电路5024输出触发信号ovp，使所述过压保护电路4保护所述LED驱动电路。

图7为本申请实施例公开的触发电路的结构图。

可以理解的是，本申请还公开了一种触发电路的具体结构。

所述触发电路包括：反相输入端与所述第一电容C1非接地端相连、同相输入端与所述第二电容C2非接地端相连的比较器A5；

第一输入端与所述比较器A5输出端相连、第二输入端用于接收所述第二工作时间t2、输出端与所述过压保护电路4相连的触发器，当所述第二工作时间t2结束时，所述触发器的时钟信号CLK到来；

当第二工作时间t2结束时，时钟信号CLK的上升沿到来，比较器A5比较第一电压值v1和第二电压值v2，当v2>v1时，比较器A5输出高电平，触发器被触发，输出高电平，该高电平状态被保持，表示输出电压过压，因而控制过压保护电路4进行过压保护动作。

可以理解的是，对应于所述LED过压检测电路，本申请还公开了一种LED驱动电路，其结构图可参见图1，所述LED驱动电路可以包括功率级电路1、供电电路3和控制电路2以及过压保护电路4，所述供电电路3用于通过偏置电容Cbias向所述控制电路2提供供电电压Vcc，所述控制电路2用于通过PWM信号控制功率级电路1中的功率开关管Q的通断，所述过压保护电路4用于当LED负载过压时对所述LED驱动电路进行保护，还可以包括上述任意一实施例公开的LED过压检测电路。

可以理解的是，本申请上述实施例中的所述控制电路2可以与所述LED过压检测电路5集成在同一芯片中。

可以理解的是，本申请实施例公开的所述开关电源的功率级电路1可以包括多种设计方案，例如：可以为降压(Buck)型或降压-升压型(Buck-Boost)型或其他类型的功率级电路。所述功率级电路中设置有功率开关管Q，所述功率开关管可以为一场效应晶体管。

图8为所述功率级电路为Buck型时，LED驱动电路的结构图。

当所述功率级电路为降压型时，所述功率级电路包括：漏极与电源Vin正极相连、栅极与所述控制电路2的输出端相连、源极通过电感L与LED负载的阳极相连的功率开关管Q；

LED负载的阴极接地；

并联在LED负载两端的输出电容C0；

阳极与输出电容C0的接地端相连、阴极与二极管Da的阳极相连的续流二极管Df。

图9为所述功率级电路为Buck-Boost型时，LED驱动电路的结构图。

当所述功率级电路为降压-升压型时，所述功率级电路包括：漏极与电源Vin正极相连、栅极与所述控制电路2的输出端相连、源极通过电感L接地的功率开关管Q；

LED负载的阳极接地；

并联在LED负载两端的输出电容C0；

阳极与LED负载的阴极相连、阴极与二极管Da的阳极相连的续流二极管Df。

可以理解的是，对应于所述LED驱动电路，本申请还公开了一种LED照明系统，包括电源、LED负载，还包括上述任意一项实施例公开的LED驱动电路。

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或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过压检测电路，应用于LED驱动电路中，所述LED驱动电路包括：功率级电路、供电电路、控制电路以及过压保护电路，所述供电电路用于通过偏置电容向所述控制电路提供供电电压Vcc，所述控制电路用于通过PWM信号控制所述功率级电路中的功率开关管的通断，所述过压保护电路用于当LED负载过压时对所述LED驱动电路进行保护，其特征在于，包括控制开关Sa、二极管Da和开关控制电路；

所述控制开关Sa的一端与所述功率级电路中的电感和所述功率开关管的公共端相连，另一端与所述二极管Da的阳极相连，所述控制开关Sa受所述开关控制电路控制；

所述二极管Da的阴极与所述偏置电容的非接地端相连；

所述开关控制电路的第一输入端接收所述功率级电路中的电感电流，第二输入端接收基准电压，第三输入端接收所述供电电压Vcc，第一输出端与所述控制开关Sa的控制端相连，第二输出端与所述过压保护电路相连。

2.根据权利要求1中的LED过压检测电路，其特征在于，所述控制电路控制所述功率开关管关断时，所述电感电流减小；

所述开关控制电路控制所述控制开关Sa闭合为第一工作状态，所述电感电流以第一斜率线性下降，并由第一电感电流峰值下降到第二电感电流峰值，获取所述电感电流从所述第一电感电流峰值下降到所述第二电感电流峰值的时间，记为第一工作时间，并获取所述第一工作状态下的电感电压，记为第一电感电压；

所述开关控制电路控制所述控制开关Sa关断为第二工作状态，所述电感电流以第二斜率线性下降，并由所述第一电感电流峰值下降到所述第二电感电流峰值，获取所述电感电流从所述第一电感电流峰值下降到所述第二电感电流峰值的时间，记为第二工作时间，并获取所述第二工作状态下的电感电压，记为第二电感电压；

根据所述第一、二工作时间以及第一、二电感电压，判断所述功率级电路的输出电压与所述功率级电路的输出电压理论值的大小，当所述输出电压大于所述输出电压理论值时，控制所述过压保护电路工作。

3.根据权利要求2中的LED过压检测电路，其特征在于，根据所述第一、二工作时间以及第一、二电感电压，判断所述功率级电路的输出电压与所述基准电压的大小，具体包括：

依据公式Vo*(t1-t2)＝Vcc*t2计算所述功率级电路的输出电压Vo的值，并判断所述功率级电路输出电压Vo与所述输出电压理论值的大小；

其中，所述t1为所述第一工作时间，t2为所述第二工作时间。

4.根据权利要求3中的LED过压检测电路，其特征在于，当所述第一工作状态和第二工作状态处于所述功率开关管的相邻两个开关周期的各自关断工作时间时，所述开关控制电路包括：

反相输入端获取所述电感电流的比较器A1，所述比较器A1的同相输入端用于获取所述第一电感电流峰值；

同相输入端获取所述电感电流的比较器A2，所述比较器A2的反相输入端用于获取所述第二电感电流峰值；

第一输入端与所述比较器A1的输出端相连、第二输入端与所述比较器A2的输出端相连的与门；

第一端与所述与门的输出端相连的控制开关Sc3；

所述控制开关Sc3的控制端用于获取第一开关周期信号，所述第一开关周期信号等于所述功率开关管的前一个开关周期，所述第一开关周期信号用于控制所述控制开关Sc3闭合；

控制端与所述控制开关Sc3的第二端相连的控制开关Sc1，所述控制开关Sc1的第一端通过第一电容C1接地；

输出端与所述控制开关Sc1的第二端相连、输入端输入有所述基准电压信号的第一电压-电流转换器；

第二端与所述与门的输出端相连的控制开关Sc4；

所述控制开关Sc4的控制端用于获取第二开关周期信号，所述第二开关周期信号等于所述功率开关管的后一个开关周期，所述第二开关周期信号用于控制所述控制开关Sc4闭合；

控制端与所述控制开关Sc4的第一端相连的控制开关Sc2，所述控制开关Sc2的第一端通过第二电容C2接地；

输出端与所述控制开关Sc2第二端相连、第一输入端通过第二电压-电流转换器获取所述供电电压Vcc、第二输入端与所述控制开关Sc1的第二端相连的加法器；

第一输入端用于获取所述第二开关周期信号、第二输入端与所述与门的输出端相连、第三输入端用于获取PWM互补信号的与非门，所述与非门的输出端与所述控制开关Sa的控制端相连；

第一输入端与所述第一电容C1非接地端相连、第二输入端与第二电容C2非接地端相连，输出端与所述过压保护电路相连的触发电路；

所述触发电路用于当所述第二工作时间结束时，比较所述第一电容C1两端的第一电压值与所述第二电容C2两端的第二电压值的大小，当所述第二电压值大于所述第一电压值时输出触发信号，触发所述过压保护电路动作。

5.根据权利要求3中的LED过压检测电路，其特征在于，当所述第一工作状态和第二工作状态处于所述功率开关管的同一个开关周期的关断工作时间时，所述开关控制电路包括：

反相输入端获取所述电感电流的比较器A3，所述比较器A3的同相输入端用于获取所述第二电感电流峰值；

同相输入端获取所述电感电流的比较器A4，所述比较器A4的反相输入端与用于获取第三电感电流峰值；

第一输入端与所述比较器A3的输出端相连、第二输入端与所述比较器A4的输出端相连的与门；

第一端与所述与门输出端相连、第二端用于获取所述PWM互补信号的与非门，所述与非门的输出端与所述控制开关Sa的控制端相连；

第一端通过所述第一电容C1接地、第二端通过所述第一电压-电流转换器获取所述基准电压信号的控制开关S1；

所述控制开关S1的控制端用于获取所述第一工作时间，所述第一工作时间用于控制所述控制开关S1闭合；

第一端通过所述第二电容C2接地的控制开关S2；

所述控制开关S2的控制端用于获取所述第二工作时间，所述第二工作时间用于控制所述控制开关S2闭合；

输出端与所述控制开关S2的第二端相连、第一输入端通过所述第二电压-电流转换器获取所述供电电压Vcc、第二输入端与所述控制开关S1的第二端相连的加法器；

第一输入端与所述第一电容C1非接地端相连、第二输入端与所述第二电容C2非接地端相连、输出端与所述过压保护电路相连的触发电路；

所述触发电路用于当所述第二工作时间结束时，比较所述第一电容C1两端的第一电压值与所述第二电容C2两端的第二电压值的大小，当所述第二电压值大于所述第一电压值时输出触发信号，触发所述过压保护电路动作。

6.根据权利要求4或5中的LED过压检测电路，其特征在于，所述触发电路包括：

反相输入端与所述第一电容C1非接地端相连、同相输入端与所述第二电容C2非接地端相连的比较器A5；

第一输入端与所述比较器A5输出端相连、第二输入端接收所述第二工作时间、输出端与所述过压保护电路相连的触发器，当所述第二工作时间结束时，所述触发器被触发。

7.一种LED驱动电路，包括功率级电路、供电电路、控制电路以及过压保护电路，所述供电电路用于通过偏置电容向所述控制电路提供供电电压Vcc，所述控制电路用于通过PWM信号控制功率级电路中的功率开关管的通断，所述过压保护电路用于当LED负载过压时对所述LED驱动电路进行保护，其特征在于，包括：权利要求1-6任意一项公开的LED过压检测电路。

8.根据权利要求7中的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路与所述LED过压检测电路集成在同一个芯片中。

9.根据权利要求7中的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路的功率级电路的拓扑结构包括：降压型或降压-升压型。

10.一种LED照明系统，包括电源、LED负载，其特征在于，还包括权利要求7-9任意一项公开的LED驱动电路。