CN110191546A - 一种led短路保护电路及发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED短路保护电路及发光装置，包括：与LED线性电路中LED所在支路上预设检测位置连接的电压检测电路，用于检测预设检测位置的电压信号；短路判定电路，用于当LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，判断此时的电压信号是否大于预设第一电压阈值，若是，则判定LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定LED线性电路中不存在短路的LED；短路保护电路，用于在短路判定电路判定LED线性电路中存在短路的LED时，对LED线性电路进行LED短路保护。可见，本申请的LED短路保护电路可在存在短路的LED时对LED线性电路进行LED短路保护，从而提高了LED线性电路的安全性和可靠性。

Description

一种LED短路保护电路及发光装置

技术领域

本发明涉及LED线性电路保护领域，特别是涉及一种LED短路保护电路及发光装置。

背景技术

目前，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)因抗震性能好、可靠性高及寿命长等优点而得到广泛地应用，比如，很多发光装置中均包含如图1所示的LED线性电路(多个LED串联连接)。但是，像图1这类的LED线性电路在工作的过程中，易发生一个或多个LED短路的情况，当LED短路时，会导致LED线性电路中LED所在的那条支路上其余元器件两端的电压升高，甚至超过其安全电压，从而降低了LED线性电路的安全性和可靠性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED短路保护电路及发光装置，可基于LED短路时其所在支路的其余元器件两端的电压升高的原理，检测出LED线性电路中是否存在短路的LED，从而在LED线性电路中存在短路的LED时对LED线性电路进行LED短路保护，进而提高了LED线性电路的安全性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种LED短路保护电路，包括：

与LED线性电路中LED所在支路上预设检测位置连接的电压检测电路，用于检测所述预设检测位置的电压信号；

与所述电压检测电路的输出端连接的短路判定电路，用于当所述LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，判断此时的所述电压信号是否大于预设第一电压阈值，若是，则判定所述LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定所述LED线性电路中不存在短路的LED；

与所述短路判定电路的输出端连接的短路保护电路，用于在所述短路判定电路判定所述LED线性电路中存在短路的LED时，对所述LED线性电路进行LED短路保护。

优选地，所述电压检测电路包括第一比较电路，其中：

所述第一比较电路的第一端与所述预设检测位置连接，所述第一比较电路的第二端接入所述预设第一电压阈值，所述第一比较电路的输出端作为所述电压检测电路的输出端；

第一比较电路用于判断所述预设检测位置的电压信号是否大于所述预设第一电压阈值，若是，则生成高电平信号；若否，则生成低电平信号。

优选地，所述短路判定电路包括：

第一端与所述总电压波形的分压电路连接、第二端接入预设第二电压阈值的第二比较电路，用于判断所述分压电路的分压信号是否大于所述预设第二电压阈值，若是，则生成高电平信号；若否，则生成低电平信号；

分别与所述第一比较电路的输出端和所述第二比较电路的输出端连接的短路检测电路，用于在所述第二比较电路输出波形的上升沿和/或下降沿所在的时刻，检测所述第一比较电路输出的电平是否为高电平，若是，则判定所述LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

优选地，所述短路检测电路包括非门、第一D类型触发器、第二D类型触发器、与门及第一或非门；其中：

所述非门的输入端分别与所述第二比较电路的输出端和所述第一D类型触发器的D端连接，所述非门的输出端分别与所述第二D类型触发器的D端和所述与门的第一输入端连接，所述第一D类型触发器的CK端分别与所述第一比较电路的输出端和所述第二D类型触发器的CK端连接，所述第一D类型触发器的Q端与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第一或非门的第一输入端连接，所述第一或非门的第二输入端与所述第二D类型触发器的Q端连接，所述第一或非门的输出端作为所述短路检测电路的输出端；其中，所述第一D类型触发器和所述第二D类型触发器均用于当D端输入上升沿信号时，将Q端输出的电平信号与CK端输入的电平信号保持一致；

所述短路检测电路具体用于当所述第一或非门输出低电平时，判定所述LED线性电路中存在短路的LED；当所述第一或非门输出高电平时，判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

优选地，所述短路判定电路还包括：

与所述短路检测电路的输出端连接的误触发预防电路，用于从所述LED线性电路进入工作开始，在所述LED所在支路输入的总电压波形经预设周期数后才检测所述第一或非门输出的电平，并在所述第一或非门输出低电平时判定所述LED线性电路中存在短路的LED、所述第一或非门输出高电平时判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

优选地，所述误触发预防电路包括计数器和第二或非门；其中：

所述计数器的计数端与所述第二比较电路的输出端连接，所述计数器的输出端与所述第二或非门的第一输入端连接，所述第二或非门的第二输入端与所述第一或非门的输出端连接，所述第二或非门的输出端作为误触发预防电路的输出端；其中，所述计数器用于默认输出高电平；从所述LED线性电路进入工作开始，累计所述第二比较电路输出的上升沿信号或下降沿信号的个数，当所述个数到达预设个数阈值时，从高电平转为低电平输出；

所述误触发预防电路具体用于当所述第二或非门输出高电平时，判定所述LED线性电路中存在短路的LED；当所述第二或非门输出低电平时，判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

优选地，所述短路保护电路具体用于在所述短路判定电路判定所述LED线性电路中存在短路的LED时，控制所述LED线性电路在每N个工作周期内只工作M个工作周期，以对所述LED线性电路进行LED短路保护；其中，1≤M＜N且M、N均为整数。

优选地，所述短路保护电路包括第三或非门和第四或非门；其中：

所述第三或非门的第一输入端与所述短路判定电路的输出端连接，所述第三或非门的第二输入端与所述第四或非门的输出端连接，所述第三或非门的输出端与所述第四或非门的第一输入端连接，所述第四或非门的第二输入端接入信号设定器；其中，所述信号设定器用于默认所述第四或非门的输出不起作用；从所述短路判定电路判定所述LED线性电路中存在短路的LED开始，在所述LED线性电路的每N个工作周期内的N-M个工作周期，控制所述第四或非门的输出起作用；

所述LED线性电路具体用于当所述第四或非门的输出不起作用时正常工作；当所述第四或非门的输出起作用时停止工作。

优选地，所述第一比较电路和所述第二比较电路均为比较器，其中：

所述比较器的输入正端作为所述第一比较电路和所述第二比较电路的第一端，所述比较器的输入负端作为所述第一比较电路和所述第二比较电路的第二端，所述比较器的输出端作为所述第一比较电路和所述第二比较电路的输出端。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种发光装置，包括LED线性电路，还包括上述任一种LED短路保护电路。

本发明提供了一种LED短路保护电路，包括：与LED线性电路中LED所在支路上预设检测位置连接的电压检测电路，用于检测预设检测位置的电压信号；与电压检测电路的输出端连接的短路判定电路，用于当LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，判断此时的电压信号是否大于预设第一电压阈值，若是，则判定LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定LED线性电路中不存在短路的LED；与短路判定电路的输出端连接的短路保护电路，用于在短路判定电路判定LED线性电路中存在短路的LED时，对LED线性电路进行LED短路保护。

可见，本申请的LED短路保护电路可基于LED短路时其所在支路的其余元器件两端的电压升高的原理，检测出LED线性电路中是否存在短路的LED，从而在LED线性电路中存在短路的LED时对LED线性电路进行LED短路保护，进而提高了LED线性电路的安全性和可靠性。

本发明还提供了一种发光装置，与上述LED短路保护电路具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为现有技术中的一种LED线性电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种LED短路保护电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种LED短路保护电路的具体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种LED短路保护电路的应用示意图；

图5为本发明实施例提供的一种LED线性电路正常工作时LED短路保护电路的波形曲线图；

图6为本发明实施例提供的一种LED线性电路发生LED短路时LED短路保护电路的波形曲线图；

图7为本发明实施例提供的第一种LED线性电路发生LED短路时在线电压分压Vdivide下降时触发短路保护的波形曲线图；

图8为本发明实施例提供的第二种LED线性电路发生LED短路时在线电压分压Vdivide下降时触发短路保护的波形曲线图；

图9为本发明实施例提供的一种LED线性电路发生LED短路时Pro波形曲线图；

图10为本发明实施例提供的一种LED线性电路正常工作启动时防止进入LED短路保护的波形曲线图；

图11为本发明实施例提供的一种LED线性电路发生LED短路时开关管Gate_M1波形曲线图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种LED短路保护电路及发光装置，可基于LED短路时其所在支路的其余元器件两端的电压升高的原理，检测出LED线性电路中是否存在短路的LED，从而在LED线性电路中存在短路的LED时对LED线性电路进行LED短路保护，进而提高了LED线性电路的安全性和可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种LED短路保护电路的结构示意图。

该LED短路保护电路包括：

与LED线性电路中LED所在支路上预设检测位置连接的电压检测电路1，用于检测预设检测位置的电压信号；

与电压检测电路1的输出端连接的短路判定电路2，用于当LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，判断此时的电压信号是否大于预设第一电压阈值，若是，则判定LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定LED线性电路中不存在短路的LED；

与短路判定电路2的输出端连接的短路保护电路3，用于在短路判定电路2判定LED线性电路中存在短路的LED时，对LED线性电路进行LED短路保护。

需要说明的是，本申请的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。

具体地，本申请的LED短路保护电路包括电压检测电路1、短路判定电路2及短路保护电路3，其工作原理为：

首先对图1的LED线性电路的工作原理进行说明。图1中，交流电源输出的交流电经整流桥整流成馒头波(Vbus)，馒头波分别输入至分压支路(由第一电阻R1和第二电阻R2组成)和LED所在支路(由多个串联的LED、开关管M1及分压电阻Rcs组成)。当LED线性电路准备进入工作时，LED线性电路会控制开关管M1导通，LED得以上电发光。若在LED线性电路工作过程中，LED所在支路上出现短路的LED，则会导致LED所在支路上其余元器件两端的电压升高，比如，当LED所在支路输入的总电压波形处于同一波形位置时，LED所在支路(不存在短路的LED)上的分压电阻Rcs两端的电压Vcs＜LED所在支路(存在短路的LED)上的分压电阻Rcs两端的电压Vcs。

需要说明的是，本申请的LED短路保护电路是针对像图1这类的LED线性电路(图1只是其中一种LED线性电路)所提供的一种短路保护电路，本申请的LED短路保护电路也可以基于相同保护原理应用于其它LED线性电路。

详细地，本申请在LED线性电路中LED所在支路上提前设置一个检测位置(比如，图1的LED线性电路可选用开关管M1和分压电阻Rcs二者的连接点)。在LED线性电路工作的过程中，本申请采用电压检测电路1对所设检测位置的电压进行检测，从而得到所设检测位置对应的电压信号。

考虑到在LED所在支路上出现短路的LED前后，所设检测位置的电压会发生一定变化，所以基于LED所在支路输入的总电压波形(如馒头波)，本申请可提前设置一个LED所在支路输入的总电压波形所处的波形位置，以在LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时观察所设检测位置的电压发生的变化。

基于此，本申请提前设置一个第一电压阈值，设置原理为：当LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，若此时所设检测位置对应的电压信号大于所设第一电压阈值，则说明LED线性电路中存在短路的LED；否则，则说明LED线性电路中不存在短路的LED。所以本申请采用短路判定电路2在LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，判断此时所设检测位置对应的电压信号是否大于所设第一电压阈值，若大于所设第一电压阈值，则判定LED线性电路中存在短路的LED；若不大于所设第一电压阈值，则判定LED线性电路中不存在短路的LED，从而在LED所在支路上出现短路的LED时及时检测到LED短路状况。然后，本申请采用短路保护电路3在短路判定电路2检测到LED短路状况时对LED线性电路进行LED短路保护(比如可以直接控制LED线性电路停止工作)，从而防止LED所在支路上其余元器件两端的电压超过自身安全电压，进而提高了LED线性电路的安全性和可靠性。

本发明提供了一种LED短路保护电路，包括：与LED线性电路中LED所在支路上预设检测位置连接的电压检测电路，用于检测预设检测位置的电压信号；与电压检测电路的输出端连接的短路判定电路，用于当LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，判断此时的电压信号是否大于预设第一电压阈值，若是，则判定LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定LED线性电路中不存在短路的LED；与短路判定电路的输出端连接的短路保护电路，用于在短路判定电路判定LED线性电路中存在短路的LED时，对LED线性电路进行LED短路保护。

可见，本申请的LED短路保护电路可基于LED短路时其所在支路的其余元器件两端的电压升高的原理，检测出LED线性电路中是否存在短路的LED，从而在LED线性电路中存在短路的LED时对LED线性电路进行LED短路保护，进而提高了LED线性电路的安全性和可靠性。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种LED短路保护电路的具体结构示意图。该LED短路保护电路在上述实施例的基础上：

作为一种可选地实施例，电压检测电路1包括第一比较电路，其中：

第一比较电路的第一端与预设检测位置连接，第一比较电路的第二端接入预设第一电压阈值，第一比较电路的输出端作为电压检测电路1的输出端；

第一比较电路用于判断预设检测位置的电压信号是否大于预设第一电压阈值，若是，则生成高电平信号；若否，则生成低电平信号。

具体地，本申请的电压检测电路1可以选用第一比较电路，目的是采用第一比较电路将预设检测位置对应的电压信号与预设第一电压阈值(Vref1)作比较，从而判断出预设检测位置对应的电压信号是否大于预设第一电压阈值。

第一比较电路会在预设检测位置对应的电压信号大于预设第一电压阈值时生成高电平信号，在预设检测位置对应的电压信号不大于预设第一电压阈值时生成低电平信号，从而使短路判定电路2在LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，基于第一比较电路输出的高低电平信号判定LED线性电路中是否存在短路的LED。

作为一种可选地实施例，短路判定电路2包括：

第一端与总电压波形的分压电路连接、第二端接入预设第二电压阈值的第二比较电路，用于判断分压电路的分压信号是否大于预设第二电压阈值，若是，则生成高电平信号；若否，则生成低电平信号；

分别与第一比较电路的输出端和第二比较电路的输出端连接的短路检测电路，用于在第二比较电路输出波形的上升沿和/或下降沿所在的时刻，检测第一比较电路输出的电平是否为高电平，若是，则判定LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定LED线性电路中不存在短路的LED。

具体地，本申请的短路判定电路2包括第二比较电路和短路检测电路，其工作原理为：

考虑到若在LED所在支路输入的总电压波形上选出一个波形位置(由于总电压波形是周期变化的波形，所以本申请的总电压波形在每个周期内均对应一个相同的波形位置)，则总电压波形中的电压既包含大于总电压波形在预设波形位置的电压，又包含小于总电压波形在预设波形位置的电压，所以确定总电压波形处于所设波形位置的方式可以为：提前获取总电压波形处于所设波形位置时的目标电压；在LED线性电路工作的过程中，将总电压波形的波形电压与目标电压作比较，若在总电压波形的上升波形中选择一个波形位置，则当波形电压上升至目标电压时，认为此时总电压波形处于所设波形位置；若在总电压波形的下降波形中选择一个波形位置，则当波形电压下降至目标电压时，认为此时总电压波形处于所设波形位置。

基于此原理，本申请同样可以利用LED线性电路中的分压电路(对LED所在支路输入的总电压波形进行分压，如图1中的第一电阻R1和第二电阻R2)，将分压电路的分压信号(缩小后的总电压波形)与预设第二电压阈值(Vref2)作比较，认为：若在总电压波形的上升波形中选择一个波形位置，则分压电路的分压信号上升至预设第二电压阈值时，总电压波形处于所设波形位置；若在总电压波形的下降波形中选择一个波形位置，则分压电路的分压信号下降至预设第二电压阈值时，总电压波形处于所设波形位置。所以本申请采用第二比较电路将分压电路的分压信号与预设第二电压阈值作比较，并在分压电路的分压信号大于预设第二电压阈值时生成高电平信号、在分压电路的分压信号不大于预设第二电压阈值时生成低电平信号，从而根据第二比较电路输出方波的上升沿或下降沿确定总电压波形处于所设波形位置。

考虑到在总电压波形处于所设波形位置时，若第一比较电路输出高电平信号，则说明LED线性电路中存在短路的LED；若第一比较电路输出低电平信号，则说明LED线性电路中不存在短路的LED，所以本申请采用短路检测电路在第二比较电路输出波形的上升沿或下降沿所在的时刻，检测第一比较电路输出的电平是否为高电平，若为高电平，则判定LED线性电路中存在短路的LED；若为低电平，则判定LED线性电路中不存在短路的LED。可以理解的是，本申请的短路检测电路也可以既在第二比较电路输出波形的上升沿所在的时刻检测第一比较电路输出的电平是否为高电平，又在第二比较电路输出波形的下降沿所在的时刻检测第一比较电路输出的电平是否为高电平，并在二者均为高电平时判定LED线性电路中存在短路的LED，否则判定LED线性电路中不存在短路的LED。

作为一种可选地实施例，短路检测电路包括非门INV、第一D类型触发器DFF1、第二D类型触发器DFF2、与门AND及第一或非门NOR1；其中：

非门INV的输入端分别与第二比较电路的输出端和第一D类型触发器DFF1的D端连接，非门INV的输出端分别与第二D类型触发器DFF2的D端和与门AND的第一输入端连接，第一D类型触发器DFF1的CK端分别与第一比较电路的输出端和第二D类型触发器DFF2的CK端连接，第一D类型触发器DFF1的Q端与与门AND的第二输入端连接，与门AND的输出端与第一或非门NOR1的第一输入端连接，第一或非门NOR1的第二输入端与第二D类型触发器DFF2的Q端连接，第一或非门NOR1的输出端作为短路检测电路的输出端；其中，第一D类型触发器DFF1和第二D类型触发器DFF2均用于当D端输入上升沿信号时，将Q端输出的电平信号与CK端输入的电平信号保持一致；

短路检测电路具体用于当第一或非门NOR1输出低电平时，判定LED线性电路中存在短路的LED；当第一或非门NOR1输出高电平时，判定LED线性电路中不存在短路的LED。

具体地，本申请的短路检测电路包括非门INV、第一D类型触发器DFF1、第二D类型触发器DFF2、与门AND及第一或非门NOR1，其工作原理为：

第二比较电路输出的电平信号Out1A经非门INV得到Out1A的反相信号Out1B，当Out1A中上升沿到来时，第一D类型触发器DFF1会检测CK端输入的第一比较电路的电平信号Out2，使自身Q端输出与Out2相同的电平信号。第一D类型触发器DFF1的Q端输出的电平信号和Out1B经与门AND进行与运算，同时当Out1B中上升沿到来时，第二D类型触发器DFF2会检测CK端输入的第一比较电路的电平信号Out2，使自身Q端输出与Out2相同的电平信号，然后与门AND输出的电平信号和第二D类型触发器DFF2的Q端输出的电平信号经或非门INV进行运算，输出相应电平信号。

基于此，在LED线性电路中存在短路的LED的情况下：当Out1A中上升沿到来时，第一D类型触发器DFF1的Q端会输出高电平信号；当Out1B中上升沿到来时，与门AND会输出高电平信号，且第二D类型触发器DFF2的Q端会输出高电平信号，第一或非门NOR1会输出低电平信号。在LED线性电路中不存在短路的LED的情况下：当Out1A中上升沿到来时，第一D类型触发器DFF1的Q端会输出低电平信号，与门AND会输出低电平信号；当Out1B中上升沿到来时，第二D类型触发器DFF2的Q端会输出低电平信号，第一或非门NOR1会输出高电平信号。所以本申请的短路检测电路在第一或非门NOR1输出低电平时判定LED线性电路中存在短路的LED、在第一或非门NOR1输出高电平时判定LED线性电路中不存在短路的LED。

作为一种可选地实施例，短路判定电路2还包括：

与短路检测电路的输出端连接的误触发预防电路，用于从LED线性电路进入工作开始，在LED所在支路输入的总电压波形经预设周期数后才检测第一或非门NOR1输出的电平，并在第一或非门NOR1输出低电平时判定LED线性电路中存在短路的LED、第一或非门NOR1输出高电平时判定LED线性电路中不存在短路的LED。

进一步地，本申请的短路判定电路2还包括误触发预防电路，其工作原理为；

考虑到LED线性电路在工作初期因波形不稳定易导致短路LED的误判，所以本申请在短路检测电路后增设误触发预防电路，目的是使短路检测电路在LED线性电路工作初期默认为LED线性电路中不存在短路的LED，并将短路LED的判定权交由误触发预防电路。而误触发预防电路从LED线性电路进入工作开始，在LED所在支路输入的总电压波形经预设周期数后才检测第一或非门NOR1输出的电平(即此时才进入短路LED的判定)，然后依据上述判定原理，在第一或非门NOR1输出低电平时判定LED线性电路中存在短路的LED，在第一或非门NOR1输出高电平时判定LED线性电路中不存在短路的LED，从而防止在LED线性电路工作初期对短路LED误判，进而防止后续短路保护的误触发。

作为一种可选地实施例，误触发预防电路包括计数器CT和第二或非门NOR2；其中：

计数器CT的计数端与第二比较电路的输出端连接，计数器CT的输出端与第二或非门NOR2的第一输入端连接，第二或非门NOR2的第二输入端与第一或非门NOR1的输出端连接，第二或非门NOR2的输出端作为误触发预防电路的输出端；其中，计数器CT用于默认输出高电平；从LED线性电路进入工作开始，累计第二比较电路输出的上升沿信号或下降沿信号的个数，当个数到达预设个数阈值时，从高电平转为低电平输出；

误触发预防电路具体用于当第二或非门NOR2输出高电平时，判定LED线性电路中存在短路的LED；当第二或非门NOR2输出低电平时，判定LED线性电路中不存在短路的LED。

具体地，本申请的误触发预防电路包括计数器CT和第二或非门NOR2，其工作原理为：

已知LED线性电路中存在短路的LED时第一或非门NOR1输出低电平、LED线性电路中不存在短路的LED时第一或非门NOR1输出高电平，根据第二或非门NOR2的工作原理得知：第一或非门NOR1输出高电平时，无论计数器CT输出高电平或低电平，第二或非门NOR2均输出低电平；第一或非门NOR1输出低电平时，第二或非门NOR2输出电平的高低取决于计数器CT输出电平的高低(计数器CT输出高电平，第二或非门NOR2输出低电平；计数器CT输出低电平，第二或非门NOR2输出高电平)，所以本申请若想第一或非门NOR1在LED线性电路中存在短路的LED时的输出有效，计数器CT应输出低电平。

由于误触发预防电路的目的是在LED线性电路工作初期使第一或非门NOR1在LED线性电路中存在短路的LED时的输出无效，所以本申请的计数器CT在LED线性电路开始进入工作后默认输出高电平，表示在LED线性电路工作初期默认为LED线性电路中不存在短路的LED。然后，计数器CT从LED线性电路进入工作开始，累计第二比较电路输出的上升沿信号或下降沿信号的个数(相邻上升沿或相邻下降沿之间间隔一个工作周期)，当上升沿信号或下降沿信号的个数到达预设个数阈值时，计数器CT会从高电平转为低电平输出，从而使第一或非门NOR1在LED线性电路中存在短路的LED时的输出有效，即进入正常短路判定工作。

作为一种可选地实施例，短路保护电路3具体用于在短路判定电路2判定LED线性电路中存在短路的LED时，控制LED线性电路在每N个工作周期内只工作M个工作周期，以对LED线性电路进行LED短路保护；其中，1≤M＜N且M、N均为整数。

具体地，本申请的短路保护电路3保护LED线性电路的方式可以为：当LED线性电路中存在短路的LED时，控制LED线性电路在每N个工作周期内只工作M个工作周期(M＜N)，比如，在每5个工作周期内只工作1个工作周期，从而对LED线性电路起到保护作用。

作为一种可选地实施例，短路保护电路3包括第三或非门NOR3和第四或非门NOR4；其中：

第三或非门NOR3的第一输入端与短路判定电路2的输出端连接，第三或非门NOR3的第二输入端与第四或非门NOR4的输出端连接，第三或非门NOR3的输出端与第四或非门NOR4的第一输入端连接，第四或非门NOR4的第二输入端接入信号设定器；其中，信号设定器用于默认第四或非门NOR4的输出不起作用；从短路判定电路2判定LED线性电路中存在短路的LED开始，在LED线性电路的每N个工作周期内的N-M个工作周期，控制第四或非门NOR4的输出起作用；

LED线性电路具体用于当第四或非门NOR4的输出不起作用时正常工作；当第四或非门NOR4的输出起作用时停止工作。

具体地，本申请的短路保护电路3包括第三或非门NOR3和第四或非门NOR4，其工作原理为：

基于第三或非门NOR3和第四或非门NOR4的连接可知，信号设定器输出的电平信号Reset的高低决定第四或非门NOR4输出的电平信号Pro的高低(二者输出电平信号的高低相反)，由于第四或非门NOR4输出的电平信号Pro的高低决定LED线性电路是否工作(本申请对电平信号Pro的高低与否和LED线性电路的工作与否之间的一一对应关系不作限定，统一认为：第四或非门NOR4的输出起作用(对应高电平或低电平)，LED线性电路不工作；第四或非门NOR4的输出不起作用(对应低电平或高电平)，LED线性电路可正常工作)，所以本申请的信号设定器在LED线性电路开始进入工作后默认第四或非门NOR4的输出不起作用，使LED线性电路可正常工作。然后，信号设定器从LED线性电路中存在短路的LED开始，在LED线性电路的每N个工作周期内的N-M个工作周期，控制第四或非门NOR4的输出起作用，使LED线性电路在每N个工作周期内只工作M个工作周期。

作为一种可选地实施例，第一比较电路和第二比较电路均为比较器，其中：

比较器的输入正端作为第一比较电路和第二比较电路的第一端，比较器的输入负端作为第一比较电路和第二比较电路的第二端，比较器的输出端作为第一比较电路和第二比较电路的输出端。

具体地，本申请的第一比较电路和第二比较电路均可以选用比较器(第一比较电路选用第一比较器D1，第二比较电路选用第二比较器D2)，第一比较器D1接入的第一电压阈值Vref1和第二比较器D2接入的第二电压阈值Vref2均可以通过直流电源分压得到。

请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种LED短路保护电路的应用示意图。图4是将本申请的LED短路保护电路应用于图1的LED线性电路中，下面对图4实施例的工作原理进行说明：

请参照图5，图5为本发明实施例提供的一种LED线性电路正常工作时LED短路保护电路的波形曲线图。线电压分压Vdivide通过第二比较器D2得到输出信号Out1A和Out1A的反相信号Out1B；检测电压Vcs通过第一比较器D1得到输出信号Out2。Out1A的上升沿或Out1B的上升沿分别检测到Out2所对应的电平都是低电平，则Pro不起作用，为低电平。

请参照图6，图6为本发明实施例提供的一种LED线性电路发生LED短路时LED短路保护电路的波形曲线图。Out1A上升沿和Out1B上升沿均检测到Out2所对应的电平为高电平，则Pro起作用，为高电平(也可是Out1A上升沿或Out1B上升沿任一上升沿进行检测)。

请参照图7，图7为本发明实施例提供的第一种LED线性电路发生LED短路时在线电压分压Vdivide下降时触发短路保护的波形曲线图。Out1A的第1个上升沿检测到Out2所对应的电平为高电平，则输出DFF1_Out为高电平；Out1A的第2个上升沿检测到Out2所对应的电平为低电平，则DFF1_Out由高电平转为低电平。将DFF1_Out和Out1B做“与”处理，得到AND_Out信号，AND_Out高电平触发Pro为高电平，目的是将Pro在Vdivide下降时才触发为高电平。

请参照图8，图8为本发明实施例提供的第二种LED线性电路发生LED短路时在线电压分压Vdivide下降时触发短路保护的波形曲线图。Out1B的第1个上升沿检测到Out2所对应的电平为高电平，则输出DFF2_Out为高电平；Out1B的第2个上升沿检测到Out2所对应的电平为低电平，则DFF2_Out由高电平转为低电平。DFF2_Out高电平触发Pro为高电平。

请参照图9，图9为本发明实施例提供的一种LED线性电路发生LED短路时Pro波形曲线图。Out1A的上升沿或Out1B上升沿检测到Out2所对应的电平为高电平，则Pro为高电平，可设置每N-1个周期为高电平、1个周期为低电平。

请参照图10，图10为本发明实施例提供的一种LED线性电路正常工作启动时防止进入LED短路保护的波形曲线图。在LED线性电路正常工作启动时，前n个周期计数器CT的输出信号Counter_Out为高电平，保证NOR1_Out在前n个周期不能对Pro起作用，使Pro恒为低电平(n为正整数)。

请参照图11，图11为本发明实施例提供的一种LED线性电路发生LED短路时开关管Gate_M1波形曲线图。Out1A上升沿或Out1B上升沿任一上升沿检测到Out2所对应的电平为高电平，则Pro为高电平，通过Driver模块，输出Gate为低电平，开关管M1关闭。Gate连续N-1个周期为低电平，使M1关闭，接着出现1个周期高电平，使M1开启，M1会以这种状态循环工作。

本发明还提供了一种发光装置，包括LED线性电路，还包括上述任一种LED短路保护电路。

本发明提供的发光装置的介绍请参考上述LED短路保护电路的实施例，本发明在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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，在其他实施例中实现。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短路保护电路，其特征在于，包括：

与LED线性电路中LED所在支路上预设检测位置连接的电压检测电路，用于检测所述预设检测位置的电压信号；

与所述电压检测电路的输出端连接的短路判定电路，用于当所述LED所在支路输入的总电压波形处于预设波形位置时，判断此时的所述电压信号是否大于预设第一电压阈值，若是，则判定所述LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定所述LED线性电路中不存在短路的LED；

与所述短路判定电路的输出端连接的短路保护电路，用于在所述短路判定电路判定所述LED线性电路中存在短路的LED时，对所述LED线性电路进行LED短路保护。

2.如权利要求1所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述电压检测电路包括第一比较电路，其中：

所述第一比较电路的第一端与所述预设检测位置连接，所述第一比较电路的第二端接入所述预设第一电压阈值，所述第一比较电路的输出端作为所述电压检测电路的输出端；

第一比较电路用于判断所述预设检测位置的电压信号是否大于所述预设第一电压阈值，若是，则生成高电平信号；若否，则生成低电平信号。

3.如权利要求2所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述短路判定电路包括：

第一端与所述总电压波形的分压电路连接、第二端接入预设第二电压阈值的第二比较电路，用于判断所述分压电路的分压信号是否大于所述预设第二电压阈值，若是，则生成高电平信号；若否，则生成低电平信号；

分别与所述第一比较电路的输出端和所述第二比较电路的输出端连接的短路检测电路，用于在所述第二比较电路输出波形的上升沿和/或下降沿所在的时刻，检测所述第一比较电路输出的电平是否为高电平，若是，则判定所述LED线性电路中存在短路的LED；若否，则判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

4.如权利要求3所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述短路检测电路包括非门、第一D类型触发器、第二D类型触发器、与门及第一或非门；其中：

所述非门的输入端分别与所述第二比较电路的输出端和所述第一D类型触发器的D端连接，所述非门的输出端分别与所述第二D类型触发器的D端和所述与门的第一输入端连接，所述第一D类型触发器的CK端分别与所述第一比较电路的输出端和所述第二D类型触发器的CK端连接，所述第一D类型触发器的Q端与所述与门的第二输入端连接，所述与门的输出端与所述第一或非门的第一输入端连接，所述第一或非门的第二输入端与所述第二D类型触发器的Q端连接，所述第一或非门的输出端作为所述短路检测电路的输出端；其中，所述第一D类型触发器和所述第二D类型触发器均用于当D端输入上升沿信号时，将Q端输出的电平信号与CK端输入的电平信号保持一致；

所述短路检测电路具体用于当所述第一或非门输出低电平时，判定所述LED线性电路中存在短路的LED；当所述第一或非门输出高电平时，判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

5.如权利要求4所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述短路判定电路还包括：

与所述短路检测电路的输出端连接的误触发预防电路，用于从所述LED线性电路进入工作开始，在所述LED所在支路输入的总电压波形经预设周期数后才检测所述第一或非门输出的电平，并在所述第一或非门输出低电平时判定所述LED线性电路中存在短路的LED、所述第一或非门输出高电平时判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

6.如权利要求5所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述误触发预防电路包括计数器和第二或非门；其中：

所述计数器的计数端与所述第二比较电路的输出端连接，所述计数器的输出端与所述第二或非门的第一输入端连接，所述第二或非门的第二输入端与所述第一或非门的输出端连接，所述第二或非门的输出端作为误触发预防电路的输出端；其中，所述计数器用于默认输出高电平；从所述LED线性电路进入工作开始，累计所述第二比较电路输出的上升沿信号或下降沿信号的个数，当所述个数到达预设个数阈值时，从高电平转为低电平输出；

所述误触发预防电路具体用于当所述第二或非门输出高电平时，判定所述LED线性电路中存在短路的LED；当所述第二或非门输出低电平时，判定所述LED线性电路中不存在短路的LED。

7.如权利要求4或6任一项所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述LED短路保护电路还包括：

所述短路保护电路具体用于在所述短路判定电路判定所述LED线性电路中存在短路的LED时，控制所述LED线性电路在每N个工作周期内只工作M个工作周期，以对所述LED线性电路进行LED短路保护；其中，1≤M＜N且M、N均为整数。

8.如权利要求7所述LED短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路包括第三或非门和第四或非门；其中：

所述第三或非门的第一输入端与所述短路判定电路的输出端连接，所述第三或非门的第二输入端与所述第四或非门的输出端连接，所述第三或非门的输出端与所述第四或非门的第一输入端连接，所述第四或非门的第二输入端接入信号设定器；其中，所述信号设定器用于默认所述第四或非门的输出不起作用；从所述短路判定电路判定所述LED线性电路中存在短路的LED开始，在所述LED线性电路的每N个工作周期内的N-M个工作周期，控制所述第四或非门的输出起作用；

所述LED线性电路具体用于当所述第四或非门的输出不起作用时正常工作；当所述第四或非门的输出起作用时停止工作。

9.如权利要求7所述LED短路保护电路，其特征在于，所述第一比较电路和所述第二比较电路均为比较器，其中：

所述比较器的输入正端作为所述第一比较电路和所述第二比较电路的第一端，所述比较器的输入负端作为所述第一比较电路和所述第二比较电路的第二端，所述比较器的输出端作为所述第一比较电路和所述第二比较电路的输出端。

10.一种发光装置，其特征在于，包括LED线性电路，还包括如权利要求1-9任一项所述的LED短路保护电路。