TW201705664A - 整合過電流保護偵測和過電壓保護偵測的升壓裝置 - Google Patents

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Abstract

一種升壓裝置，包括：升壓式電源轉換線路與控制晶片。升壓式電源轉換線路經配置以接收直流輸入電壓，並且反應於脈寬調變訊號而提供直流輸出電壓給發光二極體負載。控制晶片具有第一複合功能腳位，且其經配置以：產生脈寬調變訊號來控制升壓式電源轉換線路的運作；於脈寬調變訊號致能時，透過第一複合功能腳位而對升壓式電源轉換線路進行過電流保護偵測，藉以判斷是否啟動過電流保護機制；以及於脈寬調變訊號禁能時，透過第一複合功能腳位而對升壓式電源轉換線路進行過電壓保護偵測，藉以判斷是否啟動過電壓保護機制。

Description

整合過電流保護偵測和過電壓保護偵測的升壓裝置
本發明是有關於一種電源轉換與供應技術，且特別是有關於一種整合過電流保護偵測和過電壓保護偵測的升壓裝置。
現今採用脈寬調變架構為基礎（PWM-based）的升壓裝置（boost apparatus）可經配置以提供直流輸出電壓給負載使用，且其內的控制晶片一般具有兩只獨立的偵測腳位，以分別且獨立地偵測升壓裝置是否有發生過電流現象與過電壓現象，從而判斷是否要啟動相應的過電流保護機制與過電壓保護機制。在此條件下，若要額外增設其他電路功能於升壓裝置中的話，則控制晶片的腳位數量就必須相應地增加，從而造成晶片（IC）成本上升。
有鑒於此，本發明提供一種整合過電流保護偵測和過電壓保護偵測的升壓裝置，藉以有效地解決先前技術所述及的問題。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
於此，本發明之一示範性實施例提供一種適於提供一直流輸出電壓給發光二極體負載的升壓裝置，其包括：升壓式電源轉換線路與控制晶片。其中，升壓式電源轉換線路經配置以接收一直流輸入電壓，並且反應於一脈寬調變訊號而提供所述直流輸出電壓給發光二極體負載。控制晶片耦接升壓式電源轉換線路，且具有一第一複合功能腳位，且控制晶片經配置以：產生所述脈寬調變訊號來控制升壓式電源轉換線路的運作；於所述脈寬調變訊號致能時，透過所述第一複合功能腳位而對升壓式電源轉換線路進行過電流保護偵測，藉以判斷是否啟動過電流保護機制；以及於所述脈寬調變訊號禁能時，透過所述第一複合功能腳位而對升壓式電源轉換線路進行過電壓保護偵測，藉以判斷是否啟動過電壓保護機制。
於本發明的一示範性實施例中，第一複合功能腳位可以為一只OCP/OVP腳位，且升壓式電源轉換線路可以包括：電感、第一二極體、第一電容、N型功率開關，以及第一電阻。其中，電感的第一端用以接收所述直流輸入電壓。第一二極體的陽極耦接至電感的第二端與所述OCP/OVP腳位，而第一二極體的陰極則耦接至發光二極體負載的陽極並用以產生所述直流輸出電壓。第一電容的第一端耦接第一二極體的陰極，而第一電容的第二端則耦接至一接地電位。N型功率開關的汲極耦接第一二極體的陽極，N型功率開關的閘極用以接收所述脈寬調變訊號，而N型功率開關的源極則耦接至所述OCP/OVP腳位。第一電阻的第一端耦接N型功率開關的源極，而第一電阻的第二端則耦接至所述接地電位。
於本發明的一示範性實施例中，於所述脈寬調變訊號致能時，控制晶片可以透過所述OCP/OVP腳位以檢測第一電阻的跨壓，並且反應於第一電阻的跨壓而對升壓式電源轉換線路進行過電流保護偵測，藉以判斷是否啟動過電流保護機制。在此條件下，每當第一電阻的跨壓大於控制晶片所內建的一過電流保護參考電壓時，則控制晶片會啟動過電流保護機制，藉以逐步縮減所述脈寬調變訊號的責任週期，直至所述脈寬調變訊號的責任週期被縮減至一最小責任週期或者第一電阻的跨壓小於所述過電流保護參考電壓為止。
於本發明的一示範性實施例中，於所述脈寬調變訊號禁能時，控制晶片可以透過所述OCP/OVP腳位以檢測第一二極體的陽極電壓，並且反應於第一二極體的陽極電壓而對升壓式電源轉換線路進行過電壓保護偵測，藉以判斷是否啟動過電壓保護機制。在此條件下，每當第一二極體的陽極電壓大於控制晶片所內建的一過電壓保護參考電壓時，則控制晶片會啟動過電壓保護機制，藉以將所述脈寬調變訊號的一下一責任週期調整至一最小責任週期，直至第一二極體的陽極電壓小於所述過電壓保護參考電壓為止。
於本發明的一示範性實施例中，控制晶片可以更具有一INN腳位，且升壓裝置可以更包括：回授線路，其耦接於發光二極體負載的陰極與所述INN腳位之間，用以提供關聯於發光二極體負載的一回授電壓給控制晶片。在此條件下，控制晶片更可以反應於所述回授電壓而調整所述脈寬調變訊號，藉以控制升壓式電源轉換線路穩定地提供所述直流輸出電壓。
於本發明的一示範性實施例中，控制晶片可以更具有一第二複合功能腳位，所述第二複合功能腳位可以為一只CMP/EA腳位，且升壓裝置可以更包括：電阻電容網路與致能/調光線路。其中，電阻電容網路耦接至所述CMP/EA腳位，且其經配置以補償所述CMP/EA腳位上的一補償電壓，藉以穩定控制晶片所輸出的脈寬調變訊號，進而穩定升壓式電源轉換線路所提供的直流輸出電壓。致能/調光線路耦接至所述CMP/EA腳位，且其經配置以使控制晶片具備一晶片致能功能與一調光功能。在此條件下，當控制晶片未接收到來自回授線路的所述回授電壓時，則所述補償電壓會從一正常運作準位逐漸爬升至一預設最大電壓準位。當所述補償電壓維持在所述預設最大電壓準位長達一預設時間時，則控制晶片會進入一關閉狀態。
基於上述，於本發明的上述示範性實施例中，由於升壓裝置的過電流保護偵測與過電壓保護偵測係在所述脈寬調變訊號分別處於致能與禁能時被進行/執行，故而控制晶片即可透過同一只OCP/OVP腳位來實現對升壓裝置的過電流保護與過電壓保護。藉由整合過電流保護偵測與過電壓保護偵測的方式，即可縮減控制晶片的腳位數量，藉以降低晶片成本，從而得以解決先前技術所述及的問題。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
圖1繪示為本發明一示範性實施例之升壓裝置（boost apparatus）10的系統方塊圖，而圖2繪示為圖1之升壓裝置10的實施示意圖。請合併參照圖1與圖2，升壓裝置10適於提供直流輸出電壓（DC output voltage）DC_OUT給任何類型的負載，例如：發光二極體負載20，但並不限制於此。升壓裝置10可以包括：升壓式電源轉換線路（boost power conversion circuit）101、控制晶片（control chip）103、回授線路（feedback circuit）105、電阻電容網路（RC network）107，以及致能/調光線路（enable/dimming circuit）109。
於本示範性實施例中，升壓式電源轉換線路101可經配置以接收直流輸入電壓（DC input voltage）DC_IN，並反應於來自控制晶片105的脈寬調變訊號（pulse-width-modulation signal, PWM signal）GPW而提供直流輸出電壓DC_OUT給發光二極體負載20。舉例來說，升壓式電源轉換線路101可以包括：電感（inductor）L、二極體D1（diode，例如為蕭特基（Schottky）二極體，但並不限制於此）、電容（capacitor）C1、N型功率開關（N-type power switch）Q，以及電阻（resistor）R1~R3。其中，N型功率開關Q可採以N型功率金氧半場效電晶體（N-type power MOSFET）來實施，但並不限制於此。
電感L的第一端用以接收（或耦接至）直流輸入電壓DC_IN。二極體D1的陽極（anode）耦接至電感L的第二端並且可以透過電阻R2而耦接至控制晶片103的OCP/OVP腳位（即，第一複合功能腳位），而二極體D1的陰極（cathode）則耦接至發光二極體負載20的陽極並用以產生直流輸出電壓DC_OUT。電容C1的第一端耦接二極體D1的陰極，而電容C1的第二端則耦接至接地電位（0V）。N型功率開關Q的汲極（drain）耦接二極體D1的陽極，N型功率開關Q的閘極（gate）用以接收來自控制晶片103之OUT腳位所輸出的脈寬調變訊號GPW，而N型功率開關Q的源極（source）則可以透過電阻R3而耦接至控制晶片103的OCP/OVP腳位。電阻R1的第一端耦接N型功率開關Q的源極，而電阻R1的第二端則耦接至接地電位。
另一方面，回授線路105耦接於發光二極體負載20的陰極與控制晶片103的INN腳位之間，用以提供關聯於發光二極體負載20的回授電壓VINN 給控制晶片103。在此條件下，控制晶片103更可以反應於回授線路105所提供的回授電壓VINN 而調整脈寬調變訊號GPW（例如：調整脈寬調變訊號GPW的責任週期），藉以控制升壓式電源轉換線路101穩定地提供直流輸出電壓DC_OUT給發光二極體負載20。在本示範性實施例中，回授線路105可以由兩回授電阻（feedback resistor）（Rf1, Rf2）所組成，但並不限制於此。其中，回授電阻Rf1的第一端耦接至發光二極體負載20的陰極，而回授電阻Rf1的第二端則耦接至接地電位。另外，回授電阻Rf2的第一端同樣耦接至發光二極體負載20的陰極，而回授電阻Rf2的第二端則耦接至控制晶片103的INN腳位。
除此之外，電阻電容網路107耦接至控制晶片103的CMP/EA腳位（即，第二複合功能腳位），且其經配置以補償控制晶片103之CMP/EA腳位上的補償電壓VCOMP ，藉以穩定控制晶片103所輸出的脈寬調變訊號GPW，進而穩定升壓式電源轉換線路101所提供的直流輸出電壓DC_OUT。於本示範性實施例中，電阻電容網路107係可由串接的補償電阻RC與補償電容RC所組成，但並不限制於此。
再者，控制晶片103除了可以具有前述的OCP/OVP腳位（即，第一複合功能腳位）、OUT腳位、INN腳位與CMP/EA腳位（即，第二複合功能腳位）以外，其必然還可以具有VDD腳位與GND腳位。當然，基於實際設計/應用需求，可以對控制晶片103增設其它的功能腳位，或者刪除控制晶片103既有的功能腳位。基本上，為了要讓控制晶片103得以正常地運作，VDD腳位會接收操作所需的直流輸入電壓DC_IN，而GND腳位會耦接至接地電位。如此一來，控制晶片103即可對直流輸入電壓DC_IN進行轉換（例如：升/降壓）以獲得其內部電路（未繪示）所需的工作電壓。
於本示範性實施例中，控制晶片103耦接升壓式電源轉換線路101，且其經配置以：1）產生脈寬調變訊號GPW來控制升壓式電源轉換線路101的運作；2）於脈寬調變訊號GPW致能時，透過OCP/OVP腳位而對升壓式電源轉換線路101進行過電流保護偵測（OCP detection），藉以判斷是否啟動過電流保護機制（OCP mechanism）；以及3）於脈寬調變訊號GPW禁能時，透過OCP/OVP腳位而對升壓式電源轉換線路101進行過電壓保護偵測（OVP detection），藉以判斷是否啟動過電壓保護機制（OVP mechanism）。
更清楚來說，於脈寬調變訊號GPW致能時，控制晶片103會透過OCP/OVP腳位以檢測第一電阻R1的跨壓VR1 ，並且反應於第一電阻R1的跨壓VR1 而對升壓式電源轉換線路101進行過電流保護偵測，藉以判斷是否要啟動過電流保護機制。在此條件下，每當第一電阻R1的跨壓VR1 大於（或頂到）控制晶片103所內建的過電流保護參考電壓Vocp_ref時，則控制晶片103即會啟動過電流保護機制，藉以逐步縮減脈寬調變訊號GPW的責任週期（duty cycle），直至脈寬調變訊號GPW的責任週期被縮減至最小責任週期（minimum duty cycle, Dmin）或者第一電阻R1的跨壓VR1 小於過電流保護參考電壓Vocp_ref（即，無過電流現象）為止。
舉例來說，假設脈寬調變訊號GPW的前一責任週期為75%（條件1）的話（N為正整數），一旦第一電阻R1的跨壓VR1 在條件1（75%）的情況下大於控制晶片103所內建的過電流保護參考電壓Vocp_ref時，則控制晶片103即會啟動過電流保護機制，藉以縮減脈寬調變訊號GPW的當下責任週期（例如，縮減到60%，但並不限制於此）（條件2）。一旦第一電阻R1的跨壓VR1 在條件2（60%）的情況下亦大於控制晶片103所內建的過電流保護參考電壓Vocp_ref時（即，持續發生過電流現象），則控制晶片103會繼續啟動過電流保護機制，藉以縮減脈寬調變訊號GPW的下一責任週期（例如，縮減到50%，但並不限制於此），依此類推，直至脈寬調變訊號GPW的責任週期被縮減至最小責任週期（Dmin）為止；反之，一旦第一電阻R1的跨壓VR1 在條件2（60%）的情況下轉為小於控制晶片103所內建的過電流保護參考電壓Vocp_ref時，則控制晶片103會停止啟動過電流保護機制（即，已無過電流現象）。
另一方面，於脈寬調變訊號GPW禁能時，控制晶片103會透過OCP/OVP腳位以檢測二極體D1的陽極電壓VA，並且反應於二極體D1的陽極電壓VA而對升壓式電源轉換線路101進行過電壓保護偵測，藉以判斷是否要啟動過電壓保護機制。在此條件下，每當二極體D1的陽極電壓VA大於（或頂到）控制晶片103所內建的過電壓保護參考電壓Vovp_ref時，則控制晶片103即會啟動過電壓保護機制，藉以將脈寬調變訊號GPW的下一責任週期調整至最小責任週期（Dmin），直至二極體D1的陽極電壓VA小於過電壓保護參考電壓Vovp_ref（即，已無過電壓現象）為止。
舉例來說，圖3繪示為圖2之升壓裝置10的部分操作波形圖。請合併參閱圖2與圖3，假設升壓裝置10在時間t1之前處於正常操作的狀態，在此條件下，控制晶片103會反應於回授線路105所反饋/提供的回授電壓VINN 而輸出具有責任週期Dnor的脈寬調變訊號GPW，藉以控制升壓式電源轉換線路101穩定地提供直流輸出電壓DC_OUT給發光二極體負載20。另外，在升壓裝置10處於正常操作的狀態下，由於無過電流現象（VR1 ＜Vocp_ref）與無過電壓現象（VA＜Vovp_ref），故控制晶片103並不會啟動相應的過電流保護機制與過電壓保護機制，而且控制晶片103之CMP/EA腳位上的補償電壓VCOMP 處於一正常運作準位Vnor。
另一方面，假設發光二極體負載20在時間t1時發生故障（例如：開路），在此條件下，由於回授線路105無法反饋/提供回授電壓VINN （0V）給控制晶片103，故而控制晶片103會在週期PA輸出具有最大責任週期（Dmax）的脈寬調變訊號GPW，藉以控制升壓式電源轉換線路101。於週期PA，在具有最大責任週期（Dmax）的脈寬調變訊號GPW禁能時，由於二極體D1的陽極電壓VA會頂到過電壓保護參考電壓Vovp_ref，故而控制晶片103會啟動過電壓保護機制，藉以於週期PB將脈寬調變訊號GPW的責任週期調整至最小責任週期（Dmin）。相似地，於週期PB，在具有最小責任週期（Dmin）的脈寬調變訊號GPW禁能時，由於二極體D1的陽極電壓VA仍會頂到過電壓保護參考電壓Vovp_ref，故而控制晶片103亦會啟動過電壓保護機制，藉以於週期PC將脈寬調變訊號GPW的責任週期維持在最小責任週期（Dmin）。
相反地，於週期PC，在具有最小責任週期（Dmin）的脈寬調變訊號GPW禁能時，由於二極體D1的陽極電壓VA已轉為小於過電壓保護參考電壓Vovp_ref，故而控制晶片103會停止啟動過電壓保護機制，但由於仍未有回授電壓VINN （0V）的反饋/提供，故而控制晶片103仍會於週期PD輸出具有最大責任週期（Dmax）的脈寬調變訊號GPW，藉以控制升壓式電源轉換線路101。可是，於週期PD，在具有最大責任週期（Dmax）的脈寬調變訊號GPW禁能時，由於二極體D1的陽極電壓VA又會頂到過電壓保護參考電壓Vovp_ref，故而控制晶片103又會啟動過電壓保護機制，藉以於週期PE將脈寬調變訊號GPW的責任週期調整至最小責任週期（Dmin）。基於上述控制晶片103於週期PA~PE所例舉之啟動（停止啟動）過電壓保護機制的內容，即可依此類推控制晶片103於週期PE之後的運作方式，故而在此並不再加以贅述之。
然而，由於控制晶片103在發光二極體負載20故障（開路）時的運作（例如：間歇性地/持續性地啟動過電壓保護機制）亦會產生無謂的功率損耗。因此，於本示範性實施例中，控制晶片103得以藉由偵測CMP/EA腳位上之補償電壓VCOMP 的變化，而進一步決定是否要進入關閉狀態（shutdown status）。更清楚來說，當控制晶片103未接收到來自回授線路105的回授電壓VINN 時，則補償電壓VCOMP 會從一正常運作準位Vnor逐漸爬升至一預設最大電壓準位Vmax。當補償電壓Vmax維持在預設最大電壓準位Vmax長達一預設時間時（例如：156ms，但並不限制於此），則控制晶片103會進入關閉狀態，藉以避免產生無謂的功率損耗。
另一方面，致能/調光線路109耦接至控制晶片103的CMP/EA腳位，且其經配置以使控制晶片103能夠具備晶片致能功能（chip enable function）與調光功能（dimming function）。更清楚來說，致能/調光線路109係可由串接的電阻REN_DIM 與二極體DEN_DIM 所組成，但並不限制於此。於本示範性實施例中，致能/調光線路109可反應於致能訊號EN的輸入而啟動控制晶片103（如此一來，即可使控制晶片103具備晶片致能功能）；另外，致能/調光線路109可反應於調光訊號DIM的輸入而使控制晶片103對發光二極體負載20進行調光作業（舉例來說，當所輸入的調光訊號DIM致能時，則控制晶片103才得以輸出脈寬調變訊號GPW；反之，當所輸入的調光訊號DIM禁能時，則控制晶片103停止輸出脈寬調變訊號GPW。如此一來，即可使控制晶片103具備調光功能）。
綜上所述，於本發明的上述示範性實施例中，由於升壓裝置10的過電流保護偵測與過電壓保護偵測係在脈寬調變訊號GPW分別處於致能與禁能時被進行/執行，故而控制晶片103即可透過同一只OCP/OVP腳位來實現對升壓裝置10的過電流保護與過電壓保護。藉由整合過電流保護偵測與過電壓保護偵測的方式，即可縮減控制晶片103的腳位數量，藉以降低晶片成本，從而得以解決先前技術所述及的問題。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧升壓裝置
20‧‧‧發光二極體負載
101‧‧‧升壓式電源轉換線路
103‧‧‧控制晶片
105‧‧‧回授線路
107‧‧‧電阻電容網路
109‧‧‧致能/調光線路
D1、DEN_DIM‧‧‧二極體
C1、CC‧‧‧電容
L‧‧‧電感
Q‧‧‧N型功率開關
R1~R3、Rf1、Rf2、RC、REN_DIM‧‧‧電阻
VDD、OUT、INN、OCP/OVP、CMP/EA、GND‧‧‧腳位
DC_IN‧‧‧直流輸入電壓
DC_OUT‧‧‧直流輸出電壓
GPW‧‧‧脈寬調變訊號
VA、VINN、VR1、VCOMP、Vocp_ref、Vovp_ref、Vmax、Vnor‧‧‧電壓
EN‧‧‧致能訊號
DIM‧‧‧調光訊號
Dmax、Dmin、Dnor‧‧‧責任週期
PA~PE‧‧‧週期
t1‧‧‧時間
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。 圖1繪示為本發明一示範性實施例之升壓裝置（boost apparatus）10的系統方塊圖。 圖2繪示為圖1之升壓裝置10的實施示意圖。 圖3繪示為圖2之升壓裝置10的部分操作波形圖。
10‧‧‧升壓裝置
20‧‧‧發光二極體負載
101‧‧‧升壓式電源轉換線路
103‧‧‧控制晶片
105‧‧‧回授線路
107‧‧‧電阻電容網路
109‧‧‧致能/調光線路
D1、DEN_DIM‧‧‧二極體
C1、CC‧‧‧電容
L‧‧‧電感
Q‧‧‧N型功率開關
R1~R3、Rf1、Rf2、RC、REN_DIM‧‧‧電阻
VDD、OUT、INN、OCP/OVP、CMP/EA、GND‧‧‧腳位
DC_IN‧‧‧直流輸入電壓
DC_OUT‧‧‧直流輸出電壓
GPW‧‧‧脈寬調變訊號
VA、VINN、VR1、VCOMP、Vocp_ref、Vovp_ref‧‧‧電壓
EN‧‧‧致能訊號
DIM‧‧‧調光訊號
Dmax、Dmin‧‧‧責任週期

Claims (10)

  1. 一種升壓裝置，適於提供一直流輸出電壓給一發光二極體負載，該升壓裝置包括： 一升壓式電源轉換線路，其經配置以接收一直流輸入電壓，並且反應於一脈寬調變訊號而提供該直流輸出電壓給該發光二極體負載；以及 一控制晶片，耦接該升壓式電源轉換線路，且具有一第一複合功能腳位，其中該控制晶片經配置以： 產生該脈寬調變訊號來控制該升壓式電源轉換線路的運作； 於該脈寬調變訊號致能時，透過該第一複合功能腳位而對該升壓式電源轉換線路進行一過電流保護偵測，藉以判斷是否啟動一過電流保護機制；以及 於該脈寬調變訊號禁能時，透過該第一複合功能腳位而對該升壓式電源轉換線路進行一過電壓保護偵測，藉以判斷是否啟動一過電壓保護機制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的升壓裝置，其中該第一複合功能腳位為一OCP/OVP腳位，而該升壓式電源轉換線路包括： 一電感，其第一端用以接收該直流輸入電壓； 一第一二極體，其陽極耦接至該電感的第二端與該OCP/OVP腳位，而其陰極則耦接至該發光二極體負載的陽極並用以產生該直流輸出電壓； 一第一電容，其第一端耦接該第一二極體的陰極，而其第二端則耦接至一接地電位； 一N型功率開關，其汲極耦接該第一二極體的陽極，其閘極用以接收該脈寬調變訊號，而其源極則耦接至該OCP/OVP腳位；以及 一第一電阻，其第一端耦接該N型功率開關的源極，而其第二端則耦接至該接地電位。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的升壓裝置，其中該升壓式電源轉換線路更包括： 一第二電阻，其第一端耦接至該電感的第二端與該第一二極體的陽極，而其第二端則耦接至該OCP/OVP腳位；以及 一第三電阻，其第一端耦接至該N型功率開關的源極與該第一電阻的第一端，而其第二端則耦接至該OCP/OVP腳位。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的升壓裝置，其中該第一二極體為一蕭特基二極體。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的升壓裝置，其中： 於該脈寬調變訊號致能時，該控制晶片透過該OCP/OVP腳位以檢測該第一電阻的跨壓，並且反應於該第一電阻的跨壓而對該升壓式電源轉換線路進行該過電流保護偵測，藉以判斷是否啟動該過電流保護機制；以及 每當該第一電阻的跨壓大於該控制晶片所內建的一過電流保護參考電壓時，則該控制晶片啟動該過電流保護機制，藉以逐步縮減該脈寬調變訊號的責任週期，直至該脈寬調變訊號的責任週期被縮減至一最小責任週期或者該第一電阻的跨壓小於該過電流保護參考電壓為止。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的升壓裝置，其中： 於該脈寬調變訊號禁能時，該控制晶片透過該OCP/OVP腳位以檢測該第一二極體的陽極電壓，並且反應於該第一二極體的陽極電壓而對該升壓式電源轉換線路進行該過電壓保護偵測，藉以判斷是否啟動該過電壓保護機制；以及 每當該第一二極體的陽極電壓大於該控制晶片所內建的一過電壓保護參考電壓時，則該控制晶片啟動該過電壓保護機制，藉以將該脈寬調變訊號的一下一責任週期調整至一最小責任週期，直至該第一二極體的陽極電壓小於該過電壓保護參考電壓為止。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的升壓裝置，其中該控制晶片更具有一INN腳位，且該升壓裝置更包括： 一回授線路，耦接於該發光二極體負載的陰極與該INN腳位之間，用以提供關聯於該發光二極體負載的一回授電壓給該控制晶片， 其中，該控制晶片更反應於該回授電壓而調整該脈寬調變訊號，藉以控制該升壓式電源轉換線路穩定地提供該直流輸出電壓。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的升壓裝置，其中該回授線路包括： 一第一回授電阻，其第一端耦接至該發光二極體負載的陰極，而其第二端則耦接至該接地電位；以及 一第二回授電阻，其第一端耦接至該發光二極體負載的陰極，而其第二端則耦接至該INN腳位。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的升壓裝置，其中該控制晶片更具有一第二複合功能腳位，該第二複合功能腳位為一CMP/EA腳位，且該升壓裝置更包括： 一電阻電容網路，耦接至該CMP/EA腳位，且其經配置以補償該CMP/EA腳位上的一補償電壓，藉以穩定該脈寬調變訊號，進而穩定該升壓式電源轉換線路所提供的該直流輸出電壓；以及 一致能/調光線路，耦接至該CMP/EA腳位，且其經配置以使該控制晶片具備一晶片致能功能與一調光功能， 其中，當該控制晶片未接收到來自該回授線路的該回授電壓時，則該補償電壓會從一正常運作準位逐漸爬升至一預設最大電壓準位， 其中，當該補償電壓維持在該預設最大電壓準位長達一預設時間時，則該控制晶片會進入一關閉狀態。
  10. 如申請專利範圍第2項所述的升壓裝置，其中該控制晶片更具有：一OUT腳位，耦接該N型功率開關的閘極以輸出該脈寬調變訊號；一VDD腳位，用以接收操作所需的該直流輸入電壓；以及一GND腳位，耦接至該接地電位。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI669985B (zh) * 2018-10-12 2019-08-21 力林科技股份有限公司 發光二極體驅動裝置以及發光二極體背光模組

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109573079A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 威盛视源智能科技（天津）有限公司 一种搭载于无人机的破拆装置及其控制电路
CN110806879B (zh) * 2019-10-17 2024-03-22 长沙市博芯微电子科技有限公司 烧录调试电路及烧录调试器
TWI725597B (zh) * 2019-10-31 2021-04-21 群光電能科技股份有限公司 電源轉換裝置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6229293B1 (en) * 1999-10-08 2001-05-08 National Semiconductor Corporation DC-to-DC converter with current mode switching controller that produces ramped voltage with adjustable effective ramp rate
US6768655B1 (en) * 2003-02-03 2004-07-27 System General Corp. Discontinuous mode PFC controller having a power saving modulator and operation method thereof
KR100674867B1 (ko) * 2005-05-18 2007-01-30 삼성전기주식회사 과전류/과전압 보호 기능을 갖는 직류-직류 컨버터 및 이를구비한 ｌｅｄ 구동회로
US20080043404A1 (en) * 2006-08-15 2008-02-21 Bruce Frankel Electronic device usage controller
KR100904299B1 (ko) * 2008-11-03 2009-06-25 주식회사 실리콘마이터스 역률 보상 회로 및 그 구동 방법
US8912781B2 (en) * 2010-07-30 2014-12-16 Cirrus Logic, Inc. Integrated circuit switching power supply controller with selectable buck mode operation
TWI455469B (zh) * 2011-08-04 2014-10-01 Richtek Technology Corp 具有過電流保護的電源供應器及其控制電路與過電流保護的方法
TWI583114B (zh) * 2012-11-27 2017-05-11 通嘉科技股份有限公司 具有過功率保護的電源控制器
TW201422053A (zh) * 2012-11-29 2014-06-01 Beyond Innovation Tech Co Ltd 關聯於發光二極體的負載驅動裝置
TWI497883B (zh) * 2013-08-14 2015-08-21 Beyond Innovation Tech Co Ltd 具有過電流與過電壓保護功能的升壓裝置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI669985B (zh) * 2018-10-12 2019-08-21 力林科技股份有限公司 發光二極體驅動裝置以及發光二極體背光模組

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