CN209435498U - 保护电路、led驱动控制芯片和led驱动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型披露了一种保护电路、LED驱动控制芯片和LED驱动控制电路，其中所述保护电路是基于现有高功率因数非隔离LED驱动系统而新增设计的，通过判断反映负载侧供电的电信号(如电流检测电阻Rcs上的峰值电压)，间接判断交流电压源的开关状态，当电源控制开关处于断开状态时，将补偿信号产生模块所输出的补偿信号复位至一补偿阈值，以避免现有高功率因数非隔离LED驱动系统快速开关机导致的电感饱和，或LED负载电流过冲。

Description

保护电路、LED驱动控制芯片和LED驱动控制电路

技术领域

本实用新型涉及集成电路驱动技术领域，尤其涉及一种保护电路、LED驱动控制芯片和LED驱动控制电路。

背景技术

高功率因数非隔离LED驱动器因为具有很高的功率因数，使得其输入电流的相位能够完全跟随输入电压相位变化而变化，因此对于电网几乎没有干扰，所以在大功率照明应用中，对高功率因数LED驱动器的需求越来越多。

图1是一种高功率因数非隔离LED驱动系统，包括AC电压源101、电源控制开关SW、整流桥103、输入滤波电容C1、LED负载105、输出电容C3、续流二极管D1、控制芯片104、COMP补偿电容C2和电流检测电阻Rcs。在高功率因数LED驱动系统中，输入滤波电容C1仅用于EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)滤波作用，容量非常小，为百纳法量级。电流检测电阻Rcs用于设定LED负载105的电流。控制芯片104的作用是采样电流检测电阻Rcs上的电压信号，在控制芯片104内部形成闭环控制，使得该控制芯片104内部基准电压在电流检测电阻Rcs上控制流过LED负载105的电流(I_LED＝Vref1/Rcs)。由于经过整流桥103后的输入电压VIN的波动频率为100Hz，因此控制环路的带宽只有几赫兹，COMP补偿电容C2的容量很大，为微法量级，所以控制环路的响应时间和建立时间都非常长。电源控制开关SW通过接通和断开AC电压源101与LED驱动电路连接关系，实现点亮和熄灭LED负载105的功能。

图2是传统控制芯片内部结构图，控制芯片104内部包括一控制器210和与控制器210电连接的开关电路220。所述控制器210包括：高压供电模块201、欠压关断模块202、开通时间计算模块205、退磁检测模块206、控制逻辑模块207、跨导放大器204以及电流采样模块203。所述开关电路220包括功率管MP。控制芯片104通过所述电流采样模块203采样上述电流检测电阻Rcs(如图1所示)的电压信号，输出VCSpst信号，并通过跨导放大器204，与基准电压V_REF2相比，藉此产生补偿信号COMP，通过补偿电容C2滤波后的补偿信号COMP输入至所述开通时间计算模块205，以产生开通时间信号Ton，进而控制所述功率管MP的关断。所述退磁检测模块206检测电感L1的电流为零的时刻点，并且输出退磁检测信号ZXC，以实现功率管MP的开启。所述控制逻辑模块207接收开通时间信号Ton和退磁检测信号ZXC，并且产生PWM信号来控制功率管MP的关闭和开启。

图3是传统高功率因数非隔离LED驱动系统的开关时序图，根据图3可以得知，当电源控制开关SW为高电平时，表示电源控制开关SW闭合，AC电压源101对LED驱动电路进行供电，整流桥后的母线电压VIN呈一正弦波波形，且该波形的谷底被输出电压VOUT限制，COMP补偿电容C2上的电压纹波很小，几乎是直流电平。当电源控制开关SW变成低电平以后，表示电源控制开关SW断开，AC电压源101停止对LED驱动电路供电，整流桥后的母线电压VIN迅速下降至输出电压VOUT。由于电源控制开关SW断开以后，母线电压VIN仍然可以继续对所述控制芯片104供电，以维持所述控制芯片104继续工作，但是不能继续对LED负载105提供设定的输出电流，导致控制环路的反馈信号偏低，跨导放大器204的输出电压会升高，即表现为补偿信号COMP的电压升高。如果经历连续的快速开关动作，会导致补偿信号COMP的电压继续升高，远远高于控制环路正常工作时跨导放大器204的输出电压，如果此时闭合电源控制开关SW，电源控制开关SW变成高电平，会导致电感L1的电流饱和，同时输入至LED负载105的电流会出现过冲现象，更严重的情况会烧坏LED负载105。

因此，高功率因数非隔离LED驱动系统进行快速开关机所导致的电感饱和或LED负载电流过冲问题成为了亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种保护电路、LED驱动控制芯片和LED驱动控制电路，其中所述保护电路是基于现有高功率非隔离LED驱动系统而新增设计的，通过判断反映负载侧供电的电信号(如电流检测电阻Rcs上的峰值电压)，间接判断交流电压源的开关状态，当电源控制开关处于断开状态时，将补偿信号产生模块所输出的补偿信号复位至一补偿阈值，以避免现有高功率因数非隔离LED驱动系统快速开关机导致的电感饱和，或LED负载电流过冲。

根据本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种保护电路，适用于控制器，所述控制器与开关电路电连接，所述保护电路包括：一采样模块、一判断模块、一计时模块和一复位模块；所述采样模块用于接收反映负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号；所述判断模块与所述采样模块相连，所述判断模块用于接收所述包络信号及一第一基准阈值，并且将所述包络信号与所述第一基准阈值进行比较，以及输出一比较结果；所述计时模块与所述判断模块相连，所述计时模块用于根据从所述判断模块所接收到的比较结果相应地进行开始计时，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号；所述复位模块与所述计时模块相连，用于根据所述复位信号将补偿信号复位为一补偿阈值；所述控制器根据所述补偿信号控制所述开关电路的导通时长和/或关断时长。

在本实用新型的一实施例中，当所述包络信号小于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第一比较结果；当所述包络信号大于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第二比较结果。

在本实用新型的一实施例中，所述计时模块基于第一比较结果开始计时，基于所述第二比较结果重置计时。

在本实用新型的一实施例中，所述计时模块包括一计时器；当所述计时模块接收到所述第一比较结果，所述计时器开始计时，当所述计时模块接收到所述第二比较结果，所述计时器清零。

在本实用新型的一实施例中，所述复位模块包括一第一开关，所述第一开关的一端与补偿信号产生模块连接，另一端接地，所述第一开关的控制端与所述计时模块连接，当接收复位信号时，将补偿信号复位为一补偿阈值。

根据本实用新型的另一方面，提供一种LED驱动控制芯片，所述LED驱动控制芯片包括上述保护电路，所述LED驱动控制芯片还包括控制器；所述控制器包括：电流采样模块、一补偿信号产生模块、一开通时间计算模块、一退磁检测模块和一控制逻辑模块；所述电流采样模块接收所述反映负载侧供电的电信号，并基于所述电信号生成采样信号；所述补偿信号产生模块用于接收所述采样信号及一第二基准阈值，并且基于所述所述采样信号及一第二基准阈值产生一补偿信号；所述开通时间计算模块与所述补偿信号产生模块相连，所述开通时间计算模块用于接收所述补偿信号，并且根据所述补偿信号计算开关电路的导通时长，当导通时长结束时，输出一开关电路断开信号至所述控制逻辑模块；所述退磁检测模块用于检测电感电流为零的时刻点，并且输出一控制所述开关电路导通信号至所述控制逻辑模块；所述控制逻辑模块分别与所述开通时间计算模块和所述退磁检测模块相连，所述控制逻辑模块用于接收所述开关电路断开信号和所述开关电路导通信号，并且产生开关控制信号，以控制所述开关电路的关闭和开启。

在本实用新型的一实施例中，所述补偿信号产生模块包括一跨导放大器，所述跨导放大器将所述采样信号与所述第二基准阈值的差值放大后通过芯片外置的补偿电容滤波后输出所述补偿信号。

在本实用新型的一实施例中，所述补偿信号产生模块包括一低通滤波器，所述低通滤波器数字化所述采样信号与第二基准阈值的差分积分信号，将所述差分积分信号进行累计计数并转换成模拟滤波后的补偿信号。

在本实用新型的一实施例中，所述开关电路的控制端与所述控制逻辑模块的输出端电连接，所述开关电路设置在所述LED驱动控制芯片中或者与所述LED驱动控制芯片电连接。

在本实用新型的一实施例中，所述控制器还包括一高压供电模块，所述高压供电模块与所述LED驱动控制芯片的HV引脚电连接，所述高压供电模块用于产生VCC电压。

在本实用新型的一实施例中，所述控制器还包括一欠压关断模块，所述欠压关断模块用于当检测到供电电压低于一门限电压时，输出一欠压关断信号，以关闭所述LED驱动控制芯片。

根据本实用新型的又一方面，提供一种LED驱动控制电路，其包括：一交流电压源、一电源控制开关、一整流桥、一输入滤波电容、一LED负载、一输出电容、一续流二极管、一电感、一采样单元和上述LED驱动控制芯片；所述交流电压源经所述电源控制开关耦接至所述整流桥的两个并联整流支路的共同连接点；所述输入滤波电容的一端电连接至所述共同连接点的其中一连接点，所述输入滤波电容的另一端电连接至所述共同连接点的其中另一连接点；所述LED驱动控制芯片的HV引脚电连接至所述输入滤波电容的一端，所述LED驱动控制芯片的CS引脚电连接至所述采样单元，所述LED驱动控制芯片的DRAIN引脚分别电连接至所述续流二极管的正极和所述电感的一端；所述LED驱动控制芯片的GND引脚接地；所述采样单元用于采样反映负载侧供电的电信号；所述续流二极管的负极分别电连接至所述LED负载的一端和所述输出电容的一端，所述电感的另一端分别电连接至所述LED负载的另一端和所述输出电容的另一端。

根据本实用新型的又一方面，提供一种LED驱动控制电路，其包括：一交流电压源、一电源控制开关、一整流桥、一补偿电容、一输入滤波电容、一LED负载、一输出电容、一续流二极管、一电感、一采样单元和上述的LED驱动控制芯片；所述交流电压源经所述电源控制开关耦接至所述整流桥的两个并联整流支路的共同连接点；所述输入滤波电容的一端电连接至所述共同连接点的其中一连接点，所述输入滤波电容的另一端电连接至所述共同连接点的其中另一连接点；所述LED驱动控制芯片的HV引脚电连接至所述输入滤波电容的一端，所述LED驱动控制芯片的CS引脚电连接至所述采样单元，所述LED驱动控制芯片的DRAIN引脚分别电连接至所述续流二极管的正极和所述电感的一端；所述LED驱动控制芯片的GND引脚接地；所述采样单元用于采样反映负载侧供电的电信号；所述续流二极管的负极分别电连接至所述LED负载的一端和所述输出电容的一端，所述电感的另一端分别电连接至所述LED负载的另一端和所述输出电容的另一端；所述补偿电容的一端通过LED驱动控制芯片的COMP引脚与所述补偿信号产生模块的输出端电连接，用于产生所述补偿信号，所述补偿电容的另一端接地。

在本实用新型的一实施例中，所述采样单元为一电流检测电阻，一端与所述开关电路电连接，另一端接地，与所述开关电路电连接的一端用于输出反映负载供电的电信号。

本实用新型的优点在于，本实用新型所述保护电路是基于现有高功率因数非隔离LED驱动系统而新增设计的，通过判断反映负载侧供电的电信号(如电流检测电阻Rcs上的峰值电压)，间接判断交流电压源开关的状态，当电源控制开关处于断开状态时，将补偿信号产生模块所输出的补偿信号复位至一补偿阈值，以避免现有高功率因数非隔离LED驱动系统快速开关机导致的电感饱和，或LED负载电流过冲。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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，现有的高功率因数非隔离LED驱动系统示意图；

图2，现有的LED驱动控制芯片的内部结构示意图；

图3，现有的高功率因数非隔离LED驱动系统的开关时序图；

图4，本实用新型一实施例中的保护电路示意图；

图5A和图5B，本实用新型一实施例中的LED驱动控制芯片的内部结构示意图；

图6，本实用新型一实施例中的LED驱动控制电路的电路示意图；

图7，本实用新型所述实施例中的LED驱动控制电路的开关时序图；

图8，本实用新型一实施例中的电路保护方法的步骤流程图。

图9，本实用新型一实施例中的LED驱动方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本专利文档中，下文论述的附图以及用来描述本实用新型公开的原理的各实施例仅用于说明，而不应解释为限制本实用新型公开的范围。所属领域的技术人员将理解，本实用新型的原理可在任何适当布置的系统中实施。将详细说明示例性实施方式，在附图中示出了这些实施方式的实例。此外，将参考附图详细描述根据示例性实施例的终端。附图中的相同附图标号指代相同的元件。

本实用新型说明书中使用的术语仅用来描述特定实施方式，而并不意图显示本实用新型的概念。除非上下文中有明确不同的意义，否则，以单数形式使用的表达涵盖复数形式的表达。在本实用新型说明书中，应理解，诸如“包括”、“具有”以及“含有”等术语意图说明存在本实用新型说明书中揭示的特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性，而并不意图排除可存在或可添加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性。附图中的相同参考标号指代相同部分。

本实用新型实施例提供一种保护电路、LED驱动控制芯片和LED驱动控制电路。以下将分别进行详细说明。

参阅图4至图7。图4，本实用新型一实施例中的保护电路示意图。图5A和图5B，分别为本实用新型一实施例中的LED驱动控制芯片的内部结构示意图。图6，本实用新型一实施例中的LED驱动控制电路的电路示意图。图7，本实用新型所述实施例中的LED驱动控制电路的开关时序图。

如图4所示，本实用新型提供一种保护电路410，其适用于一控制器420，所述控制器420与开关电路430电连接。

所述保护电路410包括：一采样模块401、一判断模块402、一计时模块403和一复位模块404。其中，

所述采样模块401用于接收反映负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号。在本实施例中，所述采样模块401接收反映一LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号。进一步，所述LED驱动控制电路的采样单元采样可以反映负载侧供电的电信号，例如采样单元可以采样流经LED负载的电流，流过开关电路的电流或者LED负载两端的电压等可以反映负载侧供电的电信号即可。例如采样单元可以包括电流检测电阻Rcs，采样电流检测电阻Rcs上的电压信号可以反映LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号。在其他部分实施例中，除了所述LED驱动控制电路的电流检测电阻Rcs上的电压信号可以反映LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号之外，还可以通过获取其他元器件的电流信号来反映LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号。

另外，当所述采样模块401采样和保持所述电流检测电阻Rcs上的峰值电压时，则所述包络信号为峰值包络信号VCSPK。

所述判断模块402与所述采样模块401相连，所述判断模块402用于接收所述包络信号及一第一基准阈值VREF1，并且将所述包络信号与所述第一基准阈值VREF1进行比较，以及输出一比较结果。所述计时模块403与所述判断模块402相连，所述计时模块403用于根据从所述判断模块402所接收到的比较结果相应地进行开始计时，当计时时长等于第一时间阈值T0时，输出一复位信号T0_OUT。所述复位模块404与所述计时模块403相连，用于根据所述复位信号T0_OUT将控制器420内部产生的补偿信号COMP复位为一补偿阈值。所述控制器420根据所述补偿信号COMP控制所述开关电路430的导通时长和/或关断时长。

具体地，在本实施例中，所述判断模块402在接收所述包络信号之后，将其与一第一基准阈值VREF1进行比较，以及输出一比较结果。当所述包络信号小于所述第一基准阈值VREF1时，所述判断模块402输出第一比较结果；当所述包络信号大于所述第一基准阈值VREF1时，所述判断模块402输出第二比较结果。在本实施例中，所述第一比较结果可以例如为一高电平，即所述判断模块402输出高电平信号，所述第二比较结果可以例如为一低电平，即所述判断模块402输出低电平信号。当然，在其他部分实施例中，所述第一比较结果也可以例如为一低电平，即所述判断模块402输出低电平信号，所述第二比较结果也可以例如为一高电平，即所述判断模块402输出高电平信号。

所述计时模块403与所述判断模块402相连，所述计时模块403根据从所述判断模块402所接收到的比较结果相应地进行开始计时。所述计时模块403基于第一比较结果开始计时，基于所述第二比较结果重置计时。可选的，所述计时模块403包括一计时器(图中未示)。当所述计时模块403接收到所述第一比较结果，所述计时器开始计时，当所述计时模块403接收到所述第二比较结果，所述计时器清零。当然，在其他部分实施例中，所述计时模块403也可以包括其他类似于所述计时器并起到计时功能的元器件。

在本实施例中，当所述判断模块402输出的高电平信号时，所述计时模块403藉此开始计时。进一步，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号。此处，该复位信号为高电平。当所述判断模块402输出的低电平信号时，所述计时模块403藉此重置计时。

所述复位模块404与所述计时模块403相连，用于根据所述复位信号将控制器420中的一补偿信号COMP复位为一补偿阈值。具体地，在本实施例中，所述复位模块404包括一第一开关K1，所述第一开关K1的一端与控制器420中的补偿信号产生模块204连接，另一端接地，所述第一开关K1的控制端与所述计时模块403连接，当接收复位信号时，将补偿信号COMP复位为一补偿阈值。此处，所述补偿阈值为零电平。另外，所述补偿信号产生模块204将在下文中进一步描述。

所述控制器420根据所述补偿信号COMP控制所述开关电路430的导通时长和/或关断时长。

参阅图5A，本实用新型提供一种LED驱动控制芯片500，包括上述保护电路410。所述保护电路410的具体结构在此不再赘述。

所述LED驱动控制芯片500还包括一控制器420。所述控制器420包括：电流采样模块203、一补偿信号产生模块204、一开通时间计算模块205、一退磁检测模块206和一控制逻辑模块207。其中，所述电流采样模块203接收所述反映负载侧供电的电信号，并基于所述电信号生成采样信号，所述补偿信号产生模块204用于接收所述采样信号及一第二基准阈值VREF2，并且基于所述所述采样信号及一第二基准阈值产生一补偿信号。

当所述保护电路410的复位模块404所输出的复位信号为有效时(例如高电平)，所述补偿信号COMP被复位为一补偿阈值。此处，该补偿阈值为零电平。

所述补偿信号产生模块204可以包括一产生补偿信号的低通滤波器，接收所述采样信号和第二基准阈值VREF2，并且对所述采样信号与第二基准阈值VREF2进行数字式处理(例如差分积分处理)，经处理后再将处理结果转换成模拟的已滤波的补偿信号。

如图5B所示，在本实施例中，所述补偿信号产生模块204包括跨导放大器，所述跨导放大器将所述采样信号与所述第二基准阈值的差值放大后通过芯片外置的补偿电容C2滤波后输出所述补偿信号。所述补偿电容C2的一端通过LED驱动控制芯片的COMP引脚与所述补偿信号产生模块204中的跨导放大器(Gm)的输出端电连接，所述补偿电容的另一端接地。当然，在其他部分实施例中，可以使用其他放大器，不限于跨导放大器，例如增益放大器等，亦即，所述补偿信号产生模块204可以包括电流采样模块和增益放大器。

所述开通时间计算模块205与所述补偿信号产生模块204相连，所述开通时间计算模块205用于接收所述补偿信号COMP，并且根据所述补偿信号COMP计算开关电路的导通时长，当导通时长结束时，输出一开关电路断开信号至所述控制逻辑模块，以控制所述开关电路断开。

所述退磁检测模块206用于检测电感L1的电流为零的时刻点，并且输出一开关电路导通信号至所述控制逻辑模块，以控制开关电路的导通。

所述控制逻辑模块207分别与所述开通时间计算模块205和所述退磁检测模块206相连，所述控制逻辑模块207用于接收所述开关电路断开信号和所述开关电路导通信号，并且产生一开关控制信号，以控制所述开关电路430的关闭和开启。其中，所述开关控制信号例如脉冲宽度调制信号PWM，以控制所述开关电路430的关闭和开启。

在本实施例中，所述开关电路430包括所述功率管MP，但在其他实施例中，不限于功率管MP，也可以包括例如PMOS管、NMOS管、三极管、晶闸管或其他开关器件等。所述开关电路的控制端与所述控制逻辑模块的输出端电连接，所述开关电路可以集成在所述LED驱动控制芯片内部，也可以设置在所述LED驱动控制芯片外部。例如，所述开关电路的开关设置在所述LED驱动控制芯片的外部，所述开关电路的驱动单元集成在所述控制逻辑模块中，或者，所述开关电路的开关和驱动单元均设置在所述LED驱动控制芯片内。又或者，所述开关电路的驱动单元集成在所述控制器中。在本实施例中，所述功率管MP的栅极电连接至所述控制逻辑模块207，所述功率管MP的漏极电连接至所述LED驱动控制芯片500的DRAIN引脚，所述功率管MP的源极电连接至所述LED驱动控制芯片500的CS引脚。

另外，在本实施例中，所述控制器420还包括一高压供电模块201，所述高压供电模块201与所述LED驱动控制芯片500的HV引脚电连接，所述高压供电模块201用于产生VCC电压给芯片供电。

可选的，所述控制器420还包括一欠压关断模块202，所述欠压关断模块202用于当检测到供电电压低于一门限电压时，输出一欠压关断信号，以关闭所述LED驱动控制芯片500，即所述LED驱动控制芯片500以受控方式关闭，从而不会产生不稳定的振荡或进入欠压情形，也进一步保证所述LED驱动控制芯片在供电电压不足时不致于被损坏。

参阅图6，本实用新型还提供一种LED驱动控制电路，其包括：一交流电压源601、一电源控制开关SW、一整流桥603、一滤波电容C2、一输入滤波电容C1、一LED负载605、一输出电容C3、一续流二极管D1、一电感L1、一采样单元和上述LED驱动控制芯片500。其中，所述LED驱动控制芯片500的补偿信号产生模块204为包括跨导放大器的补偿信号产生模块。所述LED驱动控制芯片500的具体结构如上文所述，在此不再赘述。

所述交流电压源101经所述电源控制开关SW耦接至所述整流桥603的两个并联整流支路的共同连接点。

所述输入滤波电容C1的一端电连接至所述共同连接点的其中一连接点，所述输入滤波电容C1的另一端电连接至所述共同连接点的其中另一连接点。

所述LED驱动控制芯片500的HV引脚电连接至所述输入滤波电容C1的一端，所述LED驱动控制芯片500的COMP引脚电连接至所述补偿电容C2的一端，所述LED驱动控制芯片500的CS引脚电连接至所述采样单元，所述LED驱动控制芯片500的DRAIN引脚分别电连接至所述续流二极管D1的正极和所述电感L1的一端；所述LED驱动控制芯片500的GND引脚接地；所述采样单元用于采样反映负载侧供电的电信号。所述续流二极管D1的负极分别电连接至所述LED负载605的一端和所述输出电容C3的一端，所述电感L1的另一端分别电连接至所述LED负载605的另一端和所述输出电容C3的另一端。

在本实施例中，所述补偿电容C2的一端通过LED驱动控制芯片的COMP引脚与所述补偿信号产生模块的输出端电连接，用于产生所述补偿信号，所述补偿电容C2的另一端接地。当然，在其他部分实施例中，在所述LED驱动控制电路可以不设置补偿电容C2。

另外，在本实施例中，所述采样单元为一电流检测电阻，一端与所述开关电路电连接，另一端接地，与所述开关电路电连接的一端用于输出反映负载供电的电信号。另外，采样的方式可以有很多种，可以直接采样流过LED的电流。

当然，在本实用新型的其他部分的实施例中，本实用新型所述LED驱动控制电路也可以包括一交流电压源601、一电源控制开关SW、一整流桥603、一输入滤波电容C1、一LED负载605、一输出电容C3、一续流二极管D1、一电感L1、一采样单元和所述LED驱动控制芯片500，且该LED驱动控制芯片500的补偿信号产生模块为包括一低通滤波器的补偿信号产生模块，因此，该LED驱动控制电路无需补偿电容。在这种配置下的LED驱动控制电路的其他元器件结构与上述实施例中的LED驱动控制电路相同，在此不在赘述。

参阅图7，当所述LED驱动控制电路的电源控制开关SW闭合时，所述保护电路410中的采样模块401采样反映负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号。该包络信号为一谷底钳位的正弦包络信号。

当所述电源控制开关SW断开时，所述包络信号为一接近零的信号。如图7所示，当电源控制开关断开后，所述包络信号低于第一基准阈值VREF1(此处，第一基准阈值为第一参考电压)。

然而由于存在母线电压VIN小于等于VOUT时的死区状态，即所述包络信号低于第一基准阈值VREF1的情况可能存在于电源控制开关闭合期间或电源控制开关断开期间，因此，设置了一第一时间阈值。如果计时模块403的计时时长小于第一时间阈值T0，则所述保护电路410并没有判断出此时电源控制开关处于断开状态。

当所述电源控制开关SW断开以后，所述包络信号低于第一基准阈值VREF1时，且计时模块403的计时时长大于第一时间阈值T0时，则判断出所述电源控制开关SW为断开状态，即LED驱动控制电路处于关机状态。

如果所述保护电路410判断出所述电源控制开关SW断开，则所述保护电路410对补偿信号COMP进行复位操作，且复位至一补偿阈值，从而防止所述补偿信号产生模块204所输出的补偿信号可能因升高而导致出现电感饱和或输出电流过冲。因此，在LED驱动控制电路中新增保护电路410，可以有效地解决现有高功率非隔离LED驱动系统快速开关机导致的电感饱和或LED负载电流过冲的问题。

参阅图8，图8为本实用新型一实施例中的电路保护方法的步骤流程图。

本实用新型提供一种电路保护方法，适用于控制器420，所述控制器420与开关电路430电连接，所述方法包括如下步骤：

步骤S810：获取一反映负载侧供电的电信号。

获取反映一LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号。进一步，可以通过LED驱动控制电路的采样单元(电流检测电阻Rcs)上的电压信号来反映LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号。在其他部分实施例中，除了通过所述LED驱动控制电路的采样单元(电流检测电阻Rcs)上的电压信号来反映LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号之外，还可以通过获取其他元器件的电流信号来反映LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号。

步骤S820：采样所述电信号，并且输出一包络信号。

当采样和保持电流检测电阻Rcs上的峰值电压时，则所述包络信号为峰值包络信号。

步骤S830：比较所述包络信号和一第一基准阈值，并输出比较结果。

当所述包络信号小于所述第一基准阈值时，输出第一比较结果；当所述峰值包络信号大于所述第一基准阈值时，输出第二比较结果。

在本实施例中，所述第一比较结果可以例如为一高电平，即所述判断模块402输出高电平信号，所述第二比较结果可以例如为一低电平，即所述判断模块402输出低电平信号。

步骤S840：根据所述比较结果开始计时，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号，并且根据所述复位信号将补偿信号复位为一补偿阈值。

在步骤S840中，基于第一比较结果开始计时，基于第二比较结果重置计时。

可选的，所述计时模块403包括一计时器。当所述计时模块403接收到所述第一比较结果，所述计时器开始计时，当所述计时模块403接收到所述第二比较结果，所述计时器清零。在本实施例中，当所述判断模块402输出的高电平信号时，所述计时模块403藉此开始计时。进一步，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号。此处，该复位信号为高电平。当所述判断模块402输出的低电平信号时，所述计时模块403藉此重置计时。当然，在其他部分实施例中，可以为当所述判断模块402输出的低电平信号时，所述计时模块403藉此开始计时。进一步，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号，亦即，所述第一比较结果和所述第二比较结果的功能为互换。

步骤S850：根据所述补偿信号控制所述开关电路的导通时长和/或关断时长。

通过上述步骤S810至S850的实施，即通过判断采样单元(例如采样单元为电流检测电阻Rcs)上的峰值电压，间接判断交流电压源开关SW状态，当电压源开关SW处于断开状态时，将补偿信号产生模块204所输出的补偿信号COMP复位至一补偿阈值，以避免现有高功率因数非隔离LED驱动系统快速开关机导致的电感饱和，或LED负载电流过冲。

另外，参阅图9，图9为本实用新型一实施例中的LED驱动方法的步骤流程图。

本实用新型还提供一种LED驱动方法，所述LED驱动方法是基于上述LED驱动电路而实施的驱动方法，所述驱动方法包括如下步骤：

步骤S910：获取一反映负载侧供电的电信号，根据反映负载侧供电的电信号输出一采样信号。

获取反映一LED驱动控制电路的负载侧供电的电信号，根据反映负载侧供电的电信号输出一采样信号。

步骤S920：将所述采样信号与所述第二基准阈值进行误差放大，以产生一补偿信号，或者数字化所述采样信号与第二基准阈值的差分积分信号，将所述差分积分信号进行累计计数并转换成补偿信号。

步骤S930：根据所述采样信号输出一包络信号，比较所述包络信号和一第一基准阈值，并输出比较结果，根据所述比较结果开始计时，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号，并且根据所述复位信号将补偿信号复位为一补偿阈值。

在步骤S930中，当所述包络信号小于所述第一基准阈值时，输出第一比较结果；当所述峰值包络信号大于所述第一基准阈值时，输出第二比较结果。在本实施例中，所述第一比较结果可以例如为一高电平，即所述判断模块402输出高电平信号，所述第二比较结果可以例如为一低电平，即所述判断模块402输出低电平信号。当然在其他实施例中，当然，在其他部分实施例中，所述第一比较结果也可以例如为一低电平，即所述判断模块402输出低电平信号，所述第二比较结果也可以例如为一高电平，即所述判断模块402输出高电平信号。

另外，在步骤S930中，所述计时模块403基于第一比较结果开始计时，基于第二比较结果重置计时。可选的，所述计时模块403包括一计时器(图中未示)。当所述计时模块403接收到所述第一比较结果，所述计时器开始计时，当所述计时模块403接收到所述第二比较结果，所述计时器清零。当然，在其他部分实施例中，所述计时模块403也可以包括其他类似于所述计时器并起到计时功能的元器件。

步骤S940：根据所述补偿信号计算开关电路的导通时长，当导通时长结束时，输出一开关电路断开信号，以控制所述开关电路的断开。

步骤S950：检测电感电流为零的时刻点，并且输出一控制所述开关电路导通信号，以控制开关电路的导通。

步骤S960：根据开关电路断开信号和所述开关电路导通信号产生开关控制信号，以控制所述开关电路的关闭和开启。

其中，所述开关控制信号可以为一脉冲宽度调制信号PWM，以控制所述开关电路的关闭和开启。所述开关电路包括所述功率管MP，但在其他实施例中，不限于功率管MP，也可以包括例如PMOS管、NMOS管、三极管、晶闸管或其他开关器件等。所述开关电路的控制端与所述控制逻辑模块的输出端电连接，所述开关电路可以集成在所述LED驱动控制芯片内部，也可以设置在所述LED驱动控制芯片外部。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种保护电路，适用于控制器，所述控制器与开关电路电连接，其特征在于，所述保护电路包括：一采样模块、一判断模块、一计时模块和一复位模块；

所述采样模块用于接收反映负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号；

所述判断模块与所述采样模块相连，所述判断模块用于接收所述包络信号及一第一基准阈值，并且将所述包络信号与所述第一基准阈值进行比较，以及输出一比较结果；

所述计时模块与所述判断模块相连，所述计时模块用于根据从所述判断模块所接收到的比较结果相应地进行开始计时，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号；

所述复位模块与所述计时模块相连，用于根据所述复位信号将补偿信号复位为一补偿阈值；

所述控制器根据所述补偿信号控制所述开关电路的导通时长和/或关断时长。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，当所述包络信号小于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第一比较结果；当所述包络信号大于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第二比较结果。

3.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述计时模块基于第一比较结果开始计时，基于所述第二比较结果重置计时。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述计时模块包括一计时器；当所述计时模块接收到所述第一比较结果，所述计时器开始计时，当所述计时模块接收到所述第二比较结果，所述计时器清零。

5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述复位模块包括一第一开关，所述第一开关的一端与补偿信号产生模块连接，另一端接地，所述第一开关的控制端与所述计时模块连接，当接收复位信号时，将补偿信号复位为一补偿阈值。

6.一种LED驱动控制芯片，其特征在于，包括权利要求1至5任一所述的保护电路，所述LED驱动控制芯片还包括控制器；所述控制器包括：电流采样模块、一补偿信号产生模块、一开通时间计算模块、一退磁检测模块和一控制逻辑模块；

所述电流采样模块接收所述反映负载侧供电的电信号，并基于所述电信号生成采样信号；

所述补偿信号产生模块用于接收所述采样信号及一第二基准阈值，并且基于所述采样信号及一第二基准阈值产生一补偿信号；

所述开通时间计算模块与所述补偿信号产生模块相连，所述开通时间计算模块用于接收所述补偿信号，并且根据所述补偿信号计算开关电路的导通时长，当导通时长结束时，输出一开关电路断开信号至所述控制逻辑模块；

所述退磁检测模块用于检测电感电流为零的时刻点，并且输出一控制所述开关电路导通信号至所述控制逻辑模块；

所述控制逻辑模块分别与所述开通时间计算模块和所述退磁检测模块相连，所述控制逻辑模块用于接收所述开关电路断开信号和所述开关电路导通信号，并且产生开关控制信号，以控制所述开关电路的关闭和开启。

7.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述补偿信号产生模块包括一跨导放大器，所述跨导放大器将所述采样信号与所述第二基准阈值的差值放大后通过芯片外置的补偿电容滤波后输出所述补偿信号。

8.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述补偿信号产生模块包括一低通滤波器，所述低通滤波器数字化所述采样信号与第二基准阈值的差分积分信号，将所述差分积分信号进行累计计数并转换成模拟滤波后的补偿信号。

9.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述开关电路的控制端与所述控制逻辑模块的输出端电连接，所述开关电路设置在所述LED驱动控制芯片中或者与所述LED驱动控制芯片电连接。

10.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述控制器还包括一高压供电模块，所述高压供电模块与所述LED驱动控制芯片的HV引脚电连接，所述高压供电模块用于产生VCC电压。

11.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述控制器还包括一欠压关断模块，所述欠压关断模块用于当检测到供电电压低于一门限电压时，输出一欠压关断信号，以关闭所述LED驱动控制芯片。

12.一种LED驱动控制电路，其特征在于，包括：一交流电压源、一电源控制开关、一整流桥、一输入滤波电容、一LED负载、一输出电容、一续流二极管、一电感、一采样单元和权利要求8所述的LED驱动控制芯片；

所述交流电压源经所述电源控制开关耦接至所述整流桥的两个并联整流支路的共同连接点；

所述输入滤波电容的一端电连接至所述共同连接点的其中一连接点，所述输入滤波电容的另一端电连接至所述共同连接点的其中另一连接点；

所述LED驱动控制芯片的HV引脚电连接至所述输入滤波电容的一端，所述LED驱动控制芯片的CS引脚电连接至所述采样单元，所述LED驱动控制芯片的DRAIN引脚分别电连接至所述续流二极管的正极和所述电感的一端；所述LED驱动控制芯片的GND引脚接地；

所述采样单元用于采样反映负载侧供电的电信号；

所述续流二极管的负极分别电连接至所述LED负载的一端和所述输出电容的一端，所述电感的另一端分别电连接至所述LED负载的另一端和所述输出电容的另一端。

13.一种LED驱动控制电路，其特征在于，包括：一交流电压源、一电源控制开关、一整流桥、一输入滤波电容、一LED负载、一补偿电容、一输出电容、一续流二极管、一电感、一采样单元和权利要求6-7,9-11任一所述的LED驱动控制芯片；

所述交流电压源经所述电源控制开关耦接至所述整流桥的两个并联整流支路的共同连接点；

所述输入滤波电容的一端电连接至所述共同连接点的其中一连接点，所述输入滤波电容的另一端电连接至所述共同连接点的其中另一连接点；

所述LED驱动控制芯片的HV引脚电连接至所述输入滤波电容的一端，所述LED驱动控制芯片的CS引脚电连接至所述采样单元，所述LED驱动控制芯片的DRAIN引脚分别电连接至所述续流二极管的正极和所述电感的一端；所述LED驱动控制芯片的GND引脚接地；

所述采样单元用于采样反映负载侧供电的电信号；

所述续流二极管的负极分别电连接至所述LED负载的一端和所述输出电容的一端，所述电感的另一端分别电连接至所述LED负载的另一端和所述输出电容的另一端；

所述补偿电容的一端通过LED驱动控制芯片的COMP引脚与所述补偿信号产生模块的输出端电连接，所述补偿电容的另一端接地。

14.根据权利要求12或13所述的LED驱动控制电路，其特征在于，所述采样单元为一电流检测电阻，一端与所述开关电路电连接，另一端接地，与所述开关电路电连接的一端用于输出反映负载侧供电的电信号。