CN205622924U - 一种改善led调光性能的开路保护控制电路及led驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种改善LED调光性能的开路保护控制电路及LED驱动系统。所述改善LED调光性能的开路保护控制电路包括：LED开路保护模块用于对系统退磁时间信号与参考基准时间信号进行比较，当系统退磁时间小于参考基准时间时，输出一个有效的初始开路保护信号；电感电流控制模块，用于检测系统的电感电流值，当所述电感电流值大于设定阈值时，输出一个电流控制信号；同步控制模块，用于当接收到系统退磁结束信号时，在经过设定时间后，控制开路使能信号无效；当接收到所述电流控制信号，控制所述开路使能信号有效；当所述初始开路保护信号和所述开路使能信号同时有效时，输出一个开路保护信号。本实用新型能避免LED闪灯。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED控制领域，特别是涉及一种改善LED调光性能的开路保护控制电路及LED驱动系统。
背景技术
随着国家对节能环保的大力提倡，LED照明作为一种新技术，具有绿色，节能，环保的特点而被广泛推广。随着LED照明技术的深入发展，各种智能照明控制的需求越来越多，包括墙壁开关调光，或是采用2.4G，蓝牙，zigbee，wifi，红外等无线控制的智能照明正处于爆发式发展的前夕。这些智能照明需求的发展同时也要求用于LED照明的LED驱动控制电路能够兼容这些无线控制模块，能够实现各种智能调光的需求。目前现有的LED驱动控制电路很难能够兼容各种无线智能控制器的控制，在调光的过程中，容易造成LED闪灯，对客户造成非常不好的调光体验。
鉴于此，如何确定造成LED闪光的原因并找到解决LED闪光的有效方案就成了本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种改善LED调光性能的开路保护控制电路及LED驱动系统，用于解决现有技术中在各种无线智能控制器的控制调光的过程中，容易造成LED闪灯的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种改善LED调光性能的开路保护控制电路，所述改善LED调光性能的开路保护控制电路包括：LED开路保护模块，所述LED开路保护模块用于对系统退磁时间信号与参考基准时间信号进行比较，当系统退磁时间小于参考基准时间时，输出一个有效的初始开路保护信号；电感电流控制模块，用于检测系统的电感电流值，当所述电感电流值大于设定阈值时，输出一个电流控制信号；同步控制模块，用于当接收到系统退磁结束信号时，在经过设定时间后，控制开路使能信号无效；当接收到所述电流控制信号，控制所述开路使能信号有效；当所述初始开路保护信号和所述开路使能信号同时有效时，输出一个开路保护信号。
可选地，所述同步控制模块包括一个高电平触发的RS触发器，所述系统退磁结束信号经过延时电路后输入到所述RS触发器的R端，所述电流控制信号输入到所述RS触发器的S 端，所述RS触发器的Q端输出开路使能信号。
可选地，所述同步控制模块包括一个与门，所述初始开路保护信号和所述开路使能信号分别输入所述与门的两个输入端，所述与门的输出端输出开路保护信号。
可选地，所述设定阈值为峰值电流值的K倍，0<K<＝1。
本实用新型提供一种LED驱动系统，所述LED驱动系统包括如上所述的改善LED调光性能的开路保护控制电路。
可选地，所述LED驱动系统还包括LED恒流控制模块，所述LED恒流控制模块用于当接收到所述开路保护控制电路输出的开路保护信号时，所述LED驱动系统的电源重启。
可选地，所述LED驱动系统还用于接收脉冲宽度调制信号，当接收到的脉冲宽度调制信号为高电平时，LED驱动系统正常工作；当接收到的脉冲宽度调制信号为低电平时，LED驱动系统停止工作。
可选地，所述脉冲宽度调制信号通过无线控制系统生成。
如上所述，本实用新型的一种改善LED调光性能的开路保护控制电路以及LED驱动系统，具有以下有益效果：可以有效的减小或是避免LED驱动系统中的LED开路保护信号被误触发，从而避免因LED开路保护信号错误触发导致的LED闪灯。
附图说明
图1显示为现有技术的LED驱动系统的一实施例的模块示意图。
图2显示为现有技术的LED驱动系统的一实施例的信号波形示意图。
图3显示为本实用新型的改善LED调光性能的开路保护控制电路的一实施例的模块示意图。
图4显示为本实用新型的改善LED调光性能的开路保护控制电路的一实施例的同步控制模块的电路原理示意图。
图5显示为本实用新型的LED驱动系统的一实施例的模块示意图。
图6显示为本实用新型的LED驱动系统的一实施例的信号波形示意图。
元件标号说明
1 改善LED调光性能的开路
保护控制电路
11 LED开路保护模块
12 电感电流控制模块
13 同步控制模块
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，一个典型的带有无线控制器的智能LED照明系统包括：无线控制系统和LED驱动系统两大模块，其中无线控制系统根据用户的控制，输出脉冲宽度调制控制信号(PWM)到LED驱动系统，对LED进行调光。脉冲宽度调制控制信号(PWM)实现调光的原理是：当PWM为高电平时，LED驱动系统正常工作，当PWM为低电平时，PWM关闭栅驱动信号Ngate，LED驱动系统停止工作。
LED驱动系统包括连接交流电压的整流桥滤波模块、储能模块、LED负载、功率控制开关模块、电感峰值电流控制模块、LED开路保护模块、零电流检测模块以及LED恒流控制模块。
其中整流桥滤波模块将交流电压整形成一个近似的直流电压，储能模块和功率控制开关模块形成整个系统的功率管控制级，其中可以包括多种功率级架构，包括Buck，Buck-Boost，或是flyback等，其中储能模块中的电感电流信号为IL。电感峰值电流控制模块的功能是控制电感的峰值电流，通过检测电感峰值电流控制模块中的电流检测电阻上的电压信号Vcs，并反馈一个峰值电流信号CS_Peak。零电检测模块的功能是检测系统的退磁点，当电感电流下降为零达到退磁点时，输出退磁结束信号ZXC和系统退磁时间信号Tdmeg。
LED开路保护模块的功能是将零电检测模块输出的系统退磁时间(Tdmeg)与参考基准时间(Tovp)比较来实现LED开路保护，主要输出信号为开路保护信号OVP。LED恒流控制模块的功能是接收退磁结束信号ZXC，峰值电流信号CS_Peak，开路保护信号OVP，以及脉冲宽度调制信号PWM，输出功率控制开关模块的控制信号Ngate，实现LED的恒流控制和开关调光控制。同时LED恒流控制模块比较开路保护参考时间信号Tovp和退磁时间信号Tdemg，进行系统的开路保护。在正常工作时候，工作在电感电流临界模式或是断续模式的LED驱动系统的退磁时间Tdmeg＝(L*Ipk)/Vled。其中Vled表示负载电压，Ipk表示储能模块中的电感的峰值电流，L表示储能模块中的电感量。负载电压Vled不变时，系统的退磁时间也是保持不变，负载电压Vled升高时，系统的退磁时间(Tdmeg)将同步变小，因此LED恒流控制模块可以通过比较系统的退磁时间(Tdmeg)与参考基准时间(Tovp)比较来实现LED开路保护。
上述LED驱动系统中的信号波形如图2所示，其中，由于无线控制系统输出的脉冲宽度调制控制信号PWM与LED驱动系统中LED控制电路模块输出的栅驱动信号Ngate的随机性和无关性。导致在图2中的A点和B点，栅驱动信号Ngate会被脉冲宽度调制信号PWM提前关闭，导致系统的退磁时间(Tdmeg)错误的小于参考基准时间(Tovp)。从而错误的触发LED驱动系统中的LED开路保护OVP。OVP信号控制LED驱动系统重启LED电源，从而导致出现LED闪灯。
针对开路保护信号的错误触发所导致的LED闪灯，本实用新型提供一种改善LED调光性能的开路保护控制电路，改善LED调光性能的开路保护控制电路用于减低或避免错误产生的开路保护信号。如图3所示，所述改善LED调光性能的开路保护控制电路包括LED开路保护模块11、电感电流控制模块12以及同步控制模块13。其中：
LED开路保护模块11用于对系统退磁时间信号与参考基准时间信号进行比较，当系统退磁时间小于参考基准时间时，输出一个有效的初始开路保护信号。
电感电流控制模块12用于检测系统的电感电流值，当所述电感电流值大于设定阈值时，输出一个电流控制信号。所述设定阈值为峰值电流值的K倍，其中，0<K<＝1。
同步控制模块13与LED开路保护模块11以及电感电流控制模块12相连，用于当接收到系统退磁结束信号时，在经过设定时间后，控制开路使能信号无效；当接收到所述电流控制信号，控制所述开路使能信号有效；当所述初始开路保护信号和所述开路使能信号同时有效时，输出一个开路保护信号。在一个实施例中，所述同步控制模块包括一个高电平触发的RS触发器，所述系统退磁结束信号经过延时电路后输入到所述RS触发器的R端，所述电流控制信号输入到所述RS触发器的S端，所述RS触发器的Q端输出开路使能信号。所述同步控制模块包括一个与门，所述初始开路保护信号和所述开路使能信号分别输入所述与门的两个输入端，所述与门的输出端输出开路保护信号。
在一个实施例中，如图4所示，所述同步控制模块包括一个高电平触发的RS触发器(I1)和一个与门(I2)，，所述系统退磁结束信号ZXC经过延时电路(delay)后变成信号ZXC_dly后输入到所述RS触发器I1的R端，所述电流控制信号(K*CS_Peak)输入到所述RS触发器(I1)的S端，所述RS触发器(I1)的Q端输出开路使能信号(OVP_EN)。所述初始开路保护信号(OVP)和所述开路使能信号(OVP_EN)分别输入所述与门(I2)的两个输入端，所述与门(I2)的输出端输出开路保护信号(OVP_pst)。
本实用新型提供一种LED驱动系统，所述LED驱动系统包括如上所述的改善LED调光性能的开路保护控制电路。在一个实施例中，所述LED驱动系统还包括LED恒流控制模块，所述LED恒流控制模块用于当接收到所述开路保护控制电路输出的开路保护信号时，所述LED驱动系统的电源重启。在一个实施例中，所述LED驱动系统还用于接收脉冲宽度调制信号，当接收到脉冲宽度调制信号为高电平时，LED驱动系统正常工作；当接收到脉冲宽度调制信号为低电平时，LED驱动系统停止工作。所述脉冲宽度调制信号通过无线控制系统生成。
在一个实施例中，如图5所示，所述LED驱动系统包括连接交流电压的整流桥滤波模块、储能模块、LED负载、功率控制开关模块、电感峰值电流控制模块、零电检测模块以及LED恒流控制模块、LED开路保护模块、电感电流控制模块、同步控制模块。其中，电感电流控制模块的目的是：根据电感电流的大小输出一个电流控制信号K*CS_Peak，其中K的范围0<k<＝1。同步控制模块的目的是：将LED开路保护模块输出的开路保护信号OVP与电感电流控制模块输出的电流控制信号K*CS_Peak进行同步控制，可以有效避免LED驱动系统中的LED开路保护OVP被误触发而导致LED闪灯。可以避免OVP被误触发的原理是：通过检测电感电流控制模块输出的电流控制信号K*CS_Peak，只有达到了设定的电感电流后，触发的开路保护信号OVP才被认为是正确的OVP保护状态。同步控制模块的输入信号包括：零电检测模块输出的零电检测信号ZXC，LED开路保护模块输出初始信号OVP，该信号包含了错误的以及正确的开路保护状态，以及电感电流控制模块输出的电感电流控制信号K*CS_Peak。输出信号为同步控制以后的开路保护信号OVP_pst。
上述LED驱动系统中的信号波形如图6所示，其中，由于同步控制模块中的RS触发器被前一个周期中的退磁信号ZXC复位，输出的开路保护使能信号OVP_EN为低电平，由于栅驱动信号Ngate被脉冲宽度调制信号PWM提前关闭，没有达到设定的电感电流值，导致K*CS_Peak为低电平。所以开路保护使能信号OVP_EN始终为低电平，从而屏蔽了错误的开路保护信号OVP，因此同步控制模块屏蔽了A点和B点输出的错误开路保护信号。在C点，由于电感电流控制模块达到了设定的电感电流值，K*CS_Peak为高电平，因此开路保护使能 信号OVP_EN被置位为高电平，实现了正常的开路保护功能，OVP_pst为高电平。
综上所述，本实用新型的一种改善LED调光性能的开路保护控制电路以及LED驱动系统可以有效的减小或是避免LED驱动系统中的LED开路保护信号被误触发，从而避免因LED开路保护信号错误触发导致的LED闪灯。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种改善LED调光性能的开路保护控制电路，其特征在于，所述改善LED调光性能的开路保护控制电路包括：
LED开路保护模块，所述LED开路保护模块用于对系统退磁时间信号与参考基准时间信号进行比较，当所述系统退磁时间小于所述参考基准时间时，输出一个有效的初始开路保护信号；
电感电流控制模块，用于检测系统的电感电流值，当所述电感电流值大于设定阈值时，输出一个电流控制信号；
同步控制模块，用于当接收到系统退磁结束信号时，在经过设定时间后，控制开路使能信号无效；当接收到所述电流控制信号，控制所述开路使能信号有效；当所述初始开路保护信号和所述开路使能信号同时有效时，输出一个开路保护信号。
2.根据权利要求1所述的改善LED调光性能的开路保护控制电路，其特征在于：所述同步控制模块包括一个高电平触发的RS触发器，所述系统退磁结束信号经过延时电路后输入到所述RS触发器的R端，所述电流控制信号输入到所述RS触发器的S端，所述RS触发器的Q端输出开路使能信号。
3.根据权利要求1所述的改善LED调光性能的开路保护控制电路，其特征在于：所述同步控制模块包括一个与门，所述初始开路保护信号和所述开路使能信号分别输入所述与门的两个输入端，所述与门的输出端输出开路保护信号。
4.根据权利要求1所述的改善LED调光性能的开路保护控制电路，其特征在于：所述设定阈值为峰值电流值的K倍，0<K<＝1。
5.一种LED驱动系统，其特征在于：所述LED驱动系统包括如权利要求1至4中任一权利要求所述的改善LED调光性能的开路保护控制电路。
6.根据权利要求5所述的LED驱动系统，其特征在于：所述LED驱动系统还包括LED恒流控制模块，所述LED恒流控制模块用于当接收到所述开路保护控制电路输出的开路保护信号时，所述LED驱动系统的电源重启。
7.根据权利要求5所述的LED驱动系统，其特征在于：所述LED驱动系统还用于接收脉冲宽度调制信号，当接收到的脉冲宽度调制信号为高电平时，所述LED驱动系统正常工作；当接收到的脉冲宽度调制信号为低电平时，所述LED驱动系统停止工作。
8.根据权利要求7所述的LED驱动系统，其特征在于：所述脉冲宽度调制信号通过无线控制系统生成。
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|---|---|---|---|
| CN201620296471.6U CN205622924U (zh) | 2016-04-11 | 2016-04-11 | 一种改善led调光性能的开路保护控制电路及led驱动系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105722278A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-06-29 | 上海晶丰明源半导体有限公司 | 一种改善led调光性能的控制电路、控制方法以及led驱动系统 |
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2016
- 2016-04-11 CN CN201620296471.6U patent/CN205622924U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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