CN218629990U - 电容检测电路以及led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路设计技术领域，具体地涉及一种电容检测电路以及LED驱动电路。本实用新型的技术方案中提供的电容检测电路，电容检测电路包括差分电路，差分电路的第一输入端连接电容检测端，差分电路的第二输入端连接参考电压端，根据第一输入端的输入电压和第二输入端的输入电压的比较结果，差分电路的输出端输出电容检测信号。本实用新型提供的电容检测电路，通过差分电路将检测端的电压与参考值比较并将比较结果转化为控制信号输出，能够及时准确地测量电路中是否有电容或连接有电容的电路接入，并根据检测结果进行相应的控制调节。

Description

电容检测电路以及LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，具体地涉及一种电容检测电路以及LED驱动电路。

背景技术

在照明系统中，LED灯具在实际使用时会连接不同的外部电路进行工作，外部电路中的电气元件对LED驱动电路中的工作模式和/或参数也会产生一定的影响，因此需要LED驱动电路对外部电路进行检测，并调节相应的工作模式和/或参数。例如，LED驱动电路可能会连接电容或包含电容的外部电路。

现有技术中，通常采用测量外部电路输入的电压值/电流值，并判断测量值是否与预设阈值相符合的方式来判断外部电路中是否包含电容元件。

但是，在实际应用中，若外部电路为电容或包含电容元件，外部电路的电压值/电流值通常不会是线性变化的，在连入LED驱动电路时的电压值/电流值不一定能够保持在预设阈值左右。而因此采用直接测量外部电路输入的电压值/电流值的方式来判断外部电路中是否包含电容元件，误判率会很高，误判结果可能导致LED驱动电路进入错误的工作状态，进而引起LED驱动电路误动作、故障甚至损坏。

因此，亟待提供一种技术方案，能够提供一种能够高效准确地判断连接的外部电路中是否包含电容元件的电路或方法。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种电容检测电路以及LED驱动电路。本实用新型提供的电容检测电路，通过差分电路将检测端的电压与参考值比较并将比较结果转化为控制信号输出，能够及时准确地测量电路中是否有电容或连接有电容的电路接入，并根据检测结果进行相应的控制调节。

本实用新型的技术方案中，提供了一种电容检测电路，电容检测电路包括差分电路，差分电路的第一输入端连接电容检测端，差分电路的第二输入端连接参考电压端，根据第一输入端的输入电压和第二输入端的输入电压的比较结果，差分电路的输出端输出电容检测信号。

根据本实用新型的技术方案，通过差分电路比较电容检测端和参考电压端的电压，若电容检测端的电压大于参考电压端的电压，则说明电容检测电路中连接有电容；若电容检测端的电压小于或等于参考电压端的电压，则说明电容检测电路中未连接有电容。上述电容检测电路能够及时准确地测量电路中是否有电容或连接有电容的电路接入，进一步地能够帮助电路根据电容连接状态去做相应的调节控制动作；而且上述电容检测电路的结构简单，成本低廉，占用电路面积小，有利于电容测量电路及其所处的电路或器件整体的小型化低成本设计。

优选地，本实用新型的技术方案中，差分电路包括第一场效应管和第二场效应管，第一场效应管的栅极连接电容检测端；第二场效应管的栅极连接参考电压端；第一场效应管的源极和第二场效应管的源极相互连接并连接于电源端；第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极相互连接并连接于接地端。

根据本实用新型的技术方案，包含对称设置的第一场效应管和第二场效应管的差分电路，比较第一场效应管和第二场效应管分别被输入的电压值，即电容检测端和参考电压端的电压值，其输出值作为电容检测端是否连接有电容的检测结果。两个场效应管组成的差分电路，有着抗干扰能力强、电路结构简单、成本低廉等诸多优点。

本实用新型的技术方案中，电容检测电路中的差分电路还包括第一电阻模块，连接于电源端与第一场效应管和第二场效应管的源极之间，能够使差分电路整体抑制共模信号能力增强。

优选地，本实用新型的技术方案中，电容检测电路中的差分电路还包括镜像恒流源电路，镜像恒流源电路一端连接第一场效应管的漏极，另一端连接第二场效应管的漏极。

根据本实用新型的技术方案，镜像恒流源电路连接于第一场效应管和第二场效应管之间，能够作为差分电路中的有源负载。

进一步地，本实用新型的技术方案中，电容检测电路中的镜像恒流源电路包括第三场效应管和第四场效应管，第三场效应管的漏极连接第一场效应管的漏极；第四场效应管的漏极连接第二场效应管的漏极；第三场效应管的栅极和第四场效应管的栅极相互连接并连接于供电电源端；第三场效应管的源极和第四场效应管的源极相互连接并连接于接地端。

根据本实用新型的技术方案，第三场效应管和第四场效应管对称设置组成镜像恒流源电路来平衡整体差分电路。

优选地，本实用新型的技术方案中，电容检测电路还包括输出负载电路，输出负载电路的两端分别连接第四场效应管的源极和第四场效应管的漏极。

根据本实用新型的技术方案，通过控制输出负载电路的电阻值，即可调节差分电路的输出值，使差分电路的输出值能够根据电容检测端的电压信号变化而发生明显变化，从而实现对电容检测端的电容连接情况的准确判断。

本实用新型的技术方案中，电容检测电路中的输出负载电路包括可调电阻模块，可调电阻模块的两端分别连接第四场效应管的源极和第四场效应管的漏极；输出场效应管，输出场效应管的栅极连接第四场效应管的漏极；输出场效应管的源极连接电源端，输出场效应管的漏极连接接地端；第二电阻模块，连接于电源端与输出场效应管的源极之间。

根据本实用新型的技术方案，通过调节可调电阻模块的阻值，能够调节输出场效应管的导通和关断阈值，进而控制电容检测电路输出端与接地端的连接状态，调节电容检测电路输出端的输出信号。

本实用新型的技术方案中，还提供了一种LED驱动电路，包括上述的电容检测电路，电容检测电路的输出端连接LED驱动电路的控制电路。 LED驱动电路能够通过上述的电容检测电路检测其外部电路中是否包含电容，并根据外部电路的连接情况，控制调节LED驱动电路自身的工作模式。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式中提供的一种电容检测电路的示意图；

图2是本实用新型的实施方式中提供的一种优选的电容检测电路的示意图。

附图标记说明：1-差分电路，2-第一电阻模块，3-镜像恒流源电路， 4-输出负载电路，5-可调电阻模块，6-第二电阻模块，第一电流源I₁，第一场效应管M₁，第二场效应管M₂，第三场效应管M₃，第四场效应管M₄，输出场效应管M_O，电阻R₁，电阻R₀，电阻R₂，参考电压端VS，电容检测端COM，供电电源端Vb，电源端VDD，接地端VSS。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型的保护范围。

图1是本实用新型的实施方式中提供的一种电容检测电路的示意图。

如图1所示，在本实用新型的实施方式中，提供了一种电容检测电路，电容检测电路包括差分电路1，差分电路1的第一输入端连接电容检测端COM，差分电路1的第二输入端连接参考电压端VS，差分电路 1根据第一输入端的输入电压和第二输入端的输入电压的比较结果，差分电路1的输出端输出电容检测信号。

在实际应用中，电容检测电路通常连接在需要判别外部电路的电路状态的器件或电路中，检测器件或电路所连接的外部电路中是否包含有电容器件。

以需要检测外部电路的电路状态的器件或电路为LED照明器件的驱动电路为例。一般地，LED驱动电路的电源端输入的电压信号为交流正弦波信号，经过其内部的整流电路后转化为直流信号，再对直流信号进行滤波调制。

在本实用新型的实施方式中，上述电容检测电路设置在LED驱动电路连接外部电路的一端，电容检测电路的参考电压端VS连接LED驱动电路中整流后的正弦波信号，电容检测端COM接收上述整流后的正弦波信号再经过滤波调制后的信号。并且，电容检测端COM在LED驱动电路工作时，可以是连接电容、悬空和接地三种不同的状态。LED驱动电路需要根据外部电路的不同状态即连接电容、悬空或接地，控制调整自身的工作模式和状态。

具体地，电容检测电路设置于LED驱动电路连接外部电路的一端，通过差分电路1比较电容检测端COM的电压值V_com和参考电压端VS 的电压值V_S。在LED驱动电路未连接外部电路即电容检测端COM悬空时，电容检测端COM的电压值V_com等于参考电压端VS的输入电压值 V_S滤波后的电压值，即电容检测端COM的电压值V_com等于参考电压端 VS的电压值V_S；在LED驱动电路连接有外部电路且外部电路中包含电容元件即电容检测端COM连接电容时，外部电路即该电容的电压值同时施加在电容检测端COM，使得电容检测端COM的电压值V_com升高，即使得电容检测端COM电压值V_com大于参考电压端VS的电压值V_S；在LED驱动电路直接连接接地端即电容检测端COM接地时，使得电容检测端COM的电压值V_com降低为0V，即电容检测端COM电压值V_com小于参考电压端VS的电压值V_S。

从而，根据电容检测端COM的电压值V_com和参考电压端VS的电压值V_S的比较能够直接有效地判断外部电路中是否连接有电容元件。若电容检测端COM的电压值V_com大于参考电压端VS的电压值V_S，则说明电容检测端COM连接的外部电路为电容电路或包含有电容器件，电容检测电路输出端OUT输出低电平信号；若电容检测端COM的电压值 V_com等于参考电压端VS的电压值V_S，则说明电容检测端COM悬空即未连接外部电路，电容检测电路的输出端OUT输出高电平信号，电容检测端COM的电压值V_com小于参考电压端VS的电压值V_S，则说明电容检测端COM接地，电容检测电路的输出端OUT同样输出高电平信号。通过上述电容检测电路能够及时准确地测量判断LED驱动电路连接的外部电路中是否为电容电路或包含有电容器件，而电容检测电路根据外部电路的不同状态输出的不同信号能够进一步地能够帮助LED驱动电路根据外部电路连接状态去做相应的调节控制动作。而且，上述电容检测电路的结构简单，成本低廉，占用电路面积小，有利于电容测量电路及其所处的电路或器件整体的小型化低成本设计。

优选地，在本实用新型的实施方式中，差分电路1包括第一场效应管M₁和第二场效应管M₂，第一场效应管M₁的栅极连接电容检测端 COM；第二场效应管M₂的栅极连接参考电压端VS；第一场效应管M₁的源极和第二场效应管M₂的源极相互连接并连接于电源端VDD；第一场效应管M₁的漏极和第二场效应管M₂的漏极相互连接并连接于接地端 (或电源负极端)VSS。

在上述电路结构中，第一场效应管M₁和第二场效应管M₂对称设置组成差分电路1，第一场效应管M₁和第二场效应管M₂的栅极分别作为差分电路1的第一输入端和第二输入端，差分电路1比较两个输入端即电容检测端COM的电压值V_com和参考电压端VS的电压值V_S，而差分电路1输出端的输出信号作为电容检测端COM连接的外部电路中是否有电容器件的检测结果。第一场效应管M₁和第二场效应管M₂组成的差分电路1，有着抗干扰能力强、电路结构简单、成本低廉等诸多优点。

在本实用新型的实施方式中，电容检测电路中的差分电路1还包括第一电阻模块2，连接于电源端VDD与第一场效应管M₁和第二场效应管M₂的源极之间，能够使差分电路1整体抑制共模信号能力增强。

值得一提的是，在如图1所示的实施方式中，第一电阻模块2由第一电流源I₁构成，电流源有着交流电阻大的特点，因此经常被用作电路中的有源负载，但是，在本实用新型的实施方式中，第一电阻模块2还可以由电阻、场效应管、电流源等一种或多种能够作为负载的器件或电路构成，在此不作限制。

图2是本实用新型的实施方式中提供的一种优选的电容检测电路的示意图。

如图2所示，在本实用新型的实施方式中，还提供了一种优选的电容检测电路，电容检测电路中的差分电路1还包括镜像恒流源电路3，镜像恒流源电路3的一端连接第一场效应管M₁的漏极，另一端连接第二场效应管M₂的漏极。镜像恒流源电路3连接于第一场效应管M₁和第二场效应管M₂之间，能够作为差分电路1中的有源负载。

进一步地，在本实用新型的实施方式中，电容检测电路中的镜像恒流源电路3包括第三场效应管M₃和第四场效应管M₄，第三场效应管 M₃的漏极连接第一场效应管M₁的漏极；第四场效应管M₄的漏极连接第二场效应管M₂的漏极；第三场效应管M₃的栅极和第四场效应管M₄的栅极相互连接并连接于供电电源端Vb；第三场效应管M₃的源极和第四场效应管M₄的源极相互连接并连接于接地端VSS。

第三场效应管M₃和第四场效应管M₄组成的镜像恒流源电路3能够起到镜像分流作用，将第三场效应管M₃的漏极的电流信号准确地复制到第四场效应管M₄的漏极，使得第三场效应管M₃的漏极电流等于第四场效应管M₄的漏极电流，起到流控电流源的作用。第三场效应管M₃和第四场效应管M₄对称设置组成的镜像恒流源电路3作为差分电路1中的有源负载能够用来平衡整体差分电路1。

优选地，在本实用新型的实施方式中，电容检测电路还包括输出负载电路4，输出负载电路4的两端分别连接第四场效应管M₄的源极和第四场效应管M₄的漏极。

参考图2，在本实用新型的实施方式中，通过控制输出负载电路4 的电阻值，即可调节差分电路1的输出值，使差分电路1的输出值能够根据电容检测端COM的电压值V_com变化而发生明显变化，从而实现对电容检测端COM的连接的外部电路中的电容连接情况的准确判断。

具体地，在本实用新型的实施方式中，电容检测电路中的输出负载电路4包括可调电阻模块5，可调电阻模块5的两端分别连接第四场效应管M₄的源极和第四场效应管M₄的漏极；输出场效应管M_O，输出场效应管M_O的栅极连接第四场效应管M₄的漏极；输出场效应管M_O的源极连接电源端VDD，输出场效应管M_O的漏极连接接地端VSS；第二电阻模块6，连接于电源端VDD与输出场效应管M_O的源极之间。

具体地，通过调节可调电阻模块5的阻值，能够调节输出场效应管 M_O的导通和关断阈值，进而控制电容检测电路输出端与接地端的连接状态，调节电容检测电路输出端OUT的信号即电容检测信号。

在LED驱动电路连接有外部电路且外部电路中包含电容元件即电容检测端COM连接电容时，外部电路即该电容的电压值同时施加在电容检测端COM，使得电容检测端COM的电压值V_com升高，即使得电容检测端COM电压值V_com大于参考电压端VS的电压值V_S，V_com-V_S＞V₀，其中V₀为可调电阻模块5的电压值，即有电流流过可调电阻模块 5，使输出场效应管M_O的栅极电压大于其阈值电压，输出场效应管M_O导通，电容检测电路的输出端OUT直接与接地端VSS连接，电容检测电路的输出端OUT输出低电平信号0，LED驱动电路能够根据该低电平信号0获悉电容检测端COM连接电容，从而控制LED驱动电路运行外接电容时相应的工作模式；在LED驱动电路未连接外部电路即电容检测端COM悬空时，电容检测端COM的电压值V_com等于参考电压端VS 的电压值V_S，无电流流过可调电阻模块5，输出场效应管M_O不导通，电容检测电路的输出端OUT通过第二电阻模块6连接电源端VDD，电容检测电路的输出端OUT输出高电平信号1，LED驱动电路能够根据该高电平信号1获悉电容检测端COM未连接电容，从而控制LED驱动电路运行无外接电容时相应的工作模式；同样地，在LED驱动电路直接连接接地端即电容检测端COM接地时，使得电容检测端COM的电压值 V_com降低为0V，即电容检测端COM电压值V_com小于参考电压端VS的电压值V_S，第一场效应管M₁～第四场效应管M₄均不导通，无电流流过可调电阻模块5，输出场效应管M_O不导通，电容检测电路的输出端OUT 通过第二电阻模块6连接电源端VDD，电容检测电路的输出端OUT输出高电平信号1，LED驱动电路能够根据该高电平信号1获悉电容检测端COM未连接电容，从而控制LED驱动电路运行无外接电容时相应的工作模式。

值得一提的是，在如图2所示的实施方式中，第一电阻模块2、可调电阻模块5和第二电阻模块6分别由电阻R₁、电阻R₀和电阻R₂构成。但是，在本实用新型的实施方式中，第一电阻模块2、可调电阻模块5、第二电阻模块6以及输出负载电路4还可以由电阻、场效应管、电流源等一种或多种能够作为负载的器件或电路构成，在此不作限制。

在本实用新型的实施方式中，还提供了一种LED驱动电路，包括上述的电容检测电路，电容检测电路的输出端连接LED驱动电路的控制电路。LED驱动电路能够通过上述的电容检测电路检测其外部电路中是否包含电容，并根据外部电路的连接情况，控制调节LED驱动电路自身的工作模式。

至此，已经结合附图描述了本实用新型的技术方案。但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于上述具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电容检测电路，其特征在于，所述电容检测电路包括

差分电路，所述差分电路的第一输入端连接电容检测端，所述差分电路的第二输入端连接参考电压端，根据所述第一输入端的输入电压和所述第二输入端的输入电压的比较结果，所述差分电路的输出端输出电容检测信号；

所述差分电路包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管，所述第一场效应管连接所述参考电压端，所述第二场效应管连接所述参考电压端，所述第三场效应管连接所述第一场效应管，所述第四场效应管连接所述第二场效应管；

所述电容检测电路还包括输出负载电路，所述输出负载电路的两端分别连接所述第四场效应管的源极和所述第四场效应管的漏极，所述输出负载电路包括

可调电阻模块，所述可调电阻模块的两端分别连接所述第四场效应管的源极和所述第四场效应管的漏极；

输出场效应管，所述输出场效应管的栅极连接所述第四场效应管的漏极；所述输出场效应管的源极连接电源端，所述输出场效应管的漏极连接接地端；

第二电阻模块，连接于电源端与所述输出场效应管的源极之间。

2.如权利要求1所述的电容检测电路，其特征在于，所述第一场效应管的栅极连接所述电容检测端；所述第二场效应管的栅极连接所述参考电压端；所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极相互连接并连接于电源端；所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极相互连接并连接于接地端。

3.如权利要求2所述的电容检测电路，其特征在于，所述差分电路还包括

第一电阻模块，连接于电源端与所述第一场效应管和所述第二场效应管的源极之间。

4.如权利要求3所述的电容检测电路，其特征在于，所述第三场效应管和所述第四场效应管构成镜像恒流源电路，所述第三场效应管的漏极连接所述第一场效应管的漏极；所述第四场效应管的漏极连接所述第二场效应管的漏极；所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极相互连接并连接于供电电源端；所述第三场效应管的源极和所述第四场效应管的源极相互连接并连接于接地端。

5.一种LED驱动电路，其特征在于，包括如上述权利要求1-4任一项所述的电容检测电路，所述电容检测电路的输出端连接所述LED驱动电路的控制电路。

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