CN105898918A - 一种用于线性恒流驱动led的过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子电路技术领域,涉及一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路。本发明器件的电路,包括串联LED灯组模块、恒流模块,其特征在于,还包括电压采样模块、调光模块;其中,串联LED灯组的正极接输入电源,负极接恒流模块和电压采样模块的输入端;恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定;电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压,电压采样模块的输出端接调光模块的输入端;调光模块的输出端接恒流模块的使能端,用于控制恒流模块的关断。本发明的有益效果为,能有效降低芯片功耗和温度,保护LED灯珠和器件,提升芯片对电压波动的适应范围。
Description
技术领域
本发明属于电子电路技术领域,涉及一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路。
背景技术
发光二极管LED现在被广泛应用于各个领域,它主要的优点在于体积小,功耗低,成本低。作为一种新的光源,需要对其进行专门的电驱动设计,目前主要的驱动方法有线性驱动和开关电源驱动。线性驱动的方式比较简单,具有电磁干扰EMI小、成本低等优势,在市面上占有很大的份额。但是在电源电压波动的情况下,芯片的输入电压会升高,导致驱动芯片功耗增加,造成芯片发烫甚至烧毁等问题。因此,对于恒流驱动的LED而言,具有过压保护电路可以很好地调节芯片的功耗以及保护驱动芯片。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路。
本发明的技术方案为:一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路,包括串联LED灯组模块、恒流模块,其特征在于,还包括电压采样模块、调光模块;其中,串联LED灯组的正极接输入电源,负极接恒流模块和电压采样模块的输入端;恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定;电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压,电压采样模块的输出端接调光模块的输入端;调光模块的输出端接恒流模块的使能端,用于控制恒流模块的关断。
进一步的,所述恒流模块由具有使能端的误差放大器EA、驱动管NM1、电阻Rs构成;其中,误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref,反向输入端接驱动管NM1的源极,输出端接驱动管的栅级,使能端EN接调光模块的输出端;驱动管NM1的源极通过电阻Rs接到地GND,漏极接串联LED灯组模块的输出端。
进一步的,电压采样模块由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、齐纳二极管Zener、第一反相器、第二反相器、功率MOS管NM2构成;其中,第一电阻R1的一端接串联LED灯组模块的输出端,另一端通过第二电阻R2接到地GND;齐纳二极管Zener的正极接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点,其负极接到地GND;第一反相器的输入端接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点,第一反相器的输出端接第二反相器的输入端,第二反相器的输出端接功率MOS管NM2的栅极;功率MOS管NM2的源极接地,其漏极依次通过第四电阻R4和第三电阻R3后接电源;第四电阻R4和第三电阻R3的连接点为电压采样模块的输出端。
进一步的,调光模块由第一比较器、第三反相器、第二比较器、斜坡发生器、或门构成;其中,第一比较器的同相输入端接参考电位Vr,反相输入端接电压采样模块的输出端,第一比较器的输出端同时接到斜坡发生器的使能端EN1和第三反相器的输入端;第三反相器的输出端接到或门的一个输入端;斜坡发生器的输出端接第二比较器的反向输入端;第二比较器的同向输入端接电压采样模块的输出端,其输出端接或门的另一个输入端;或门的输出端恒流模块的使能端。
本发明的有益效果为,本发明器件电路中芯片输入电源电压升高,芯片功耗增大,芯片不会立即关断LED灯组,而是调节调光模块输出信号的占空比,改变恒流模块中驱动管的导通时间,以降低电流的平均值,进而降低芯片功耗和温度,保护了LED灯珠和器件,提升了芯片对电压波动的适应范围。
附图说明
图1是本发明的用于线性恒流驱动LED的过压保护电路的结构示意图;
图2是电压采样模块的具体电路结构示意图;
图3是图2所示电压采样模块输入输出电压示意图;
图4是调光模块结构示意图;
图5是调光模块输入端电压Vin与串联LED灯组模块输出端电压VD的关系,以及调光模块EN输出端输出信号的占空比与调光模块输入端电压Vin的关系。
具体实施方式
下面结合附图,详细描述本发明的技术方案:
本发明的一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路,如图1所示,包括串联LED灯组模块、恒流模块,其特征在于,还包括电压采样模块、调光模块;其中,串联LED灯组的正极接输入电源,负极接恒流模块和电压采样模块的输入端;恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定;电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压,电压采样模块的输出端接调光模块的输入端;调光模块的输出端接恒流模块的使能端,用于控制恒流模块的关断。所述恒流模块由具有使能端的误差放大器EA、驱动管NM1、电阻Rs构成;其中,误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref,反向输入端接驱动管NM1的源极,输出端接驱动管的栅级,使能端EN接调光模块的输出端;驱动管NM1的源极通过电阻Rs接到地GND,漏极接串联LED灯组模块的输出端。
如图2所示,电压采样模块由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、齐纳二极管Zener、第一反相器、第二反相器、功率MOS管NM2构成;其中,第一电阻R1的一端接串联LED灯组模块的输出端,另一端通过第二电阻R2接到地GND;齐纳二极管Zener的正极接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点,其负极接到地GND;第一反相器的输入端接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点,第一反相器的输出端接第二反相器的输入端,第二反相器的输出端接功率MOS管NM2的栅极;功率MOS管NM2的源极接地,其漏极依次通过第四电阻R4和第三电阻R3后接电源;第四电阻R4和第三电阻R3的连接点为电压采样模块的输出端。电压采样模块采样功率管NM1的漏端电压VD,其输出V1信号连接调光模块的输入端。随着功率管NM1的漏端电压VD的上升到一定值时,电压采样模块的输出V1电压由VDD下降到特定值。
如图4所示,调光模块由第一比较器、第三反相器、第二比较器、斜坡发生器、或门构成;其中,第一比较器的同相输入端接参考电位Vr,反相输入端接电压采样模块的输出端,第一比较器的输出端同时接到斜坡发生器的使能端EN1和第三反相器的输入端;第三反相器的输出端接到或门的一个输入端;斜坡发生器的输出端接第二比较器的反向输入端;第二比较器的同向输入端接电压采样模块的输出端,其输出端接或门的另一个输入端;或门的输出端恒流模块的使能端。随着VD电压上升,调光模块输出方波信号占空比下降。
本发明的工作原理是:
当输入电源电压正常时,串联LED灯组输出电压为VD,VD经过电压采样模块中的R1、R2分压作为反相器1的输入,经反相器1、反相器2控制NM2关断,从而得到电压采样模块的输出端电压V1,电压采样模块的输出端电压V1=VDD,其中VDD为电压采样模块的电源端电压;调光模块的输入电压为V1,即调光模块中比较器1的反向输入端Vin=V1,调光模块中比较器1的同向输入端电压为参考电压Vr,此时Vr<Vin,则比较器1的输出端EN1输出低电平,EN1经过反相器3后变为高电平到达或门的输入端,则或门的输出端EN输出高电平;或门的输出端与恒流模块的使能端相连,此时恒流模块的使能端为高电平,恒流模块正常工作;
当输入电源电压升高时,串联LED灯组的输出端电压VD升高;于恒流模块,NM1管工作于饱和区,升高的电压降在恒流模块中驱动管NM1的漏源两极间,流过NM1管的电流不变;VD升高,VD经过电压采样模块后输出端电压V1减小,其中电压采样模块中的齐纳二极管Zener用来防止反相器1的输入电压过大,VD增大控制NM2管导通,电压采样模块的输出电压调光模块的输入电压为V1,即调光模块中比较器1的反向输入端电压Vin=V1减小,有比较器1同向输入端参考电压Vr>Vin,则比较器1的输出端EN1输出高电平,经过反相器3后变为低电平到达或门的一个输入端。同时,EN1使能斜坡发生器,调光模块中比较器2的同向输入端为Vin,反向输入端输入斜坡信号,则比较器2输出端信号为方波信号;比较器2输出的方波信号输入到或门的输入端,则或门输出信号为方波信号,即调光模块的输出信号为方波信号。当调光模块输出的方波信号为高电平时使能恒流模块,串联LED灯组模块工作。如图4所示,设定一个参考电压Vset,当VD>Vset时,调光模块输出方波信号,则一个周期内串联LED灯组模块工作时间变短,降低了电流平均值,进而降低功耗和芯片温度。
Claims (4)
1.一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路,包括串联LED灯组模块、恒流模块,其特征在于,还包括电压采样模块、调光模块;其中,串联LED灯组的正极接输入电源,负极接恒流模块和电压采样模块的输入端;恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定;电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压,电压采样模块的输出端接调光模块的输入端;调光模块的输出端接恒流模块的使能端,用于控制恒流模块的关断。
2.根据权利要求1所述的一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路,其特征在于,所述恒流模块由具有使能端的误差放大器EA、驱动管NM1、电阻Rs构成;其中,误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref,反向输入端接驱动管NM1的源极,输出端接驱动管的栅级,使能端EN接调光模块的输出端;驱动管NM1的源极通过电阻Rs接到地GND,漏极接串联LED灯组模块的输出端。
3.根据权利要求2所述的一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路,其特征在于,电压采样模块由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、齐纳二极管Zener、第一反相器、第二反相器、功率MOS管NM2构成;其中,第一电阻R1的一端接串联LED灯组模块的输出端,另一端通过第二电阻R2接到地GND;齐纳二极管Zener的正极接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点,其负极接到地GND;第一反相器的输入端接第一电阻R1和第二电阻R2的连接点,第一反相器的输出端接第二反相器的输入端,第二反相器的输出端接功率MOS管NM2的栅极;功率MOS管NM2的源极接地,其漏极依次通过第四电阻R4和第三电阻R3后接电源;第四电阻R4和第三电阻R3的连接点为电压采样模块的输出端。
4.根据权利要求3所述的一种用于线性恒流驱动LED的过压保护电路,其特征在于,调光模块由第一比较器、第三反相器、第二比较器、斜坡发生器、或门构成;其中,第一比较器的同相输入端接参考电位Vr,反相输入端接电压采样模块的输出端,第一比较器的输出端同时接到斜坡发生器的使能端EN1和第三反相器的输入端;第三反相器的输出端接到或门的一个输入端;斜坡发生器的输出端接第二比较器的反向输入端;第二比较器的同向输入端接电压采样模块的输出端,其输出端接或门的另一个输入端;或门的输出端恒流模块的使能端。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107529251A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-12-29 | 上海源微电子科技有限公司 | 一种具有过压保护电路的led线性恒流驱动电路 |
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US20070247450A1 (en) * | 2006-04-24 | 2007-10-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | LED driving device of overvoltage protection and duty control |
CN200997700Y (zh) * | 2007-01-09 | 2007-12-26 | 李江淮 | Led灯大功率驱动芯片 |
CN202750281U (zh) * | 2012-07-12 | 2013-02-20 | 西北工业大学 | 非隔离式led电源 |
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