專利名稱：一種低成本高可靠性led開路保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種LED開路保護(hù)電路，更具體地講，涉及一種低成本高可靠性 LED開路保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
圖1是傳統(tǒng)的LED開路保護(hù)電路的示意圖。如圖1所示，在電源Vin與地之間連 接有去藕電容器Cin;電阻器R2 —端接電源Vin，另一端接穩(wěn)壓管Zl的負(fù)極，穩(wěn)壓管Z1的 正極接光耦12的正輸入端，光耦12的負(fù)輸入端與LED的負(fù)極、電容器Cout的負(fù)極以及電 感L1的一端相連接，LED的正極和電容器Cout的正極連接接到電源Vin以及續(xù)流二極管 Dl的負(fù)極，續(xù)流二極管D1的正極連接到電感L1的另一端以及MOS晶體管M1的漏極；MOS 晶體管M1的柵極連接到控制芯片11的gate輸出端，MOS晶體管M1的源極連接到電阻器 Rl以及控制芯片11的cs端；電阻器R1的另一端接地；控制芯片11的使能端en接光耦12 輸出端的正極；光耦12輸出端的負(fù)極接地。 當(dāng)MOS晶體管Ml導(dǎo)通時，電感LI電流增加，節(jié)點cs處電壓增加，直到節(jié)點cs處 電壓升高到某一參考電壓時，關(guān)斷MOS晶體管Ml ;電感LI通過續(xù)流二極管Dl、負(fù)載LED放 電，電流降低；控制芯片11再通過一定方式重新開啟MOS晶體管M1，形成一個周期。當(dāng)輸 出LED開路時，導(dǎo)通電流為0，從而Ml常通，輸出電壓Vout會升高，當(dāng)其值高達(dá)一定值時，穩(wěn) 壓管Zl擊穿，產(chǎn)生光耦12輸入電流，從而光耦12輸出產(chǎn)生下拉電流將en端拉低，控制芯 片11關(guān)斷MOS晶體管Ml，從而維持輸出電壓在一個較合理的值。這樣就有效地防止在LED 開路時輸出產(chǎn)生高壓，從而有效防止LED在接通瞬間被燒壞。 上述傳統(tǒng)的開路保護(hù)電路中，存在如下兩個缺點第一，開路時通過穩(wěn)壓管檢測輸 出電壓，當(dāng)電壓升到高于穩(wěn)壓管額定電壓時產(chǎn)生電流流向光耦，從而將控制芯片11的en端 拉低，相應(yīng)地關(guān)斷MOS晶體管M1，此檢測方式采用了光耦，因而成本較高；第二，由于驅(qū)動光 耦需要毫安級別的電流，如此電流級別的高壓穩(wěn)壓管較少，而采用TVS管代替穩(wěn)壓管又會 降低保護(hù)電路的可靠性。 可見，傳統(tǒng)的LED開路保護(hù)電路成本高、可靠性低。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供一種低成本高可靠性LED 開路保護(hù)電路，以提高整體系統(tǒng)的性價比。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了 一種低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路， 包括相互并聯(lián)連接的LED和輸出電容器Cout， LED的正極連接到電源Vin ;電感Ll，其一 端與LED的負(fù)極相連接；第一M0S晶體管M1，其漏極與電感L1的另一端相連接，源極經(jīng)由 第一電阻器R1接地；續(xù)流二極管D1，其正極連接到第一M0S晶體管M1的漏極，負(fù)極連接到 LED的正極；控制第一MOS晶體管M1通斷的控制芯片，該控制芯片具有使能端en和輸出端 口 gate、 cs，其中輸出端口 gate連接到第一 MOS晶體管M1的柵極，而輸出端口 cs與第一M0S晶體管M1的源極相連接；其特征在于，進(jìn)一步包括晶體管負(fù)反饋控制模塊，該控制模塊 對LED兩端的輸出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到所述控制芯片的使能端en的輸出信號，以 控制第一M0S晶體管M1的通斷。 根據(jù)本實用新型的一實施例，晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第一雙極型晶體管Ql、 第二雙極型晶體管Q2、第二電阻器R2和第三電阻器R3，其中第一雙極型晶體管Ql的發(fā)射 極經(jīng)由第二電阻器R2連接到所述LED的正極，第一雙極型晶體管Ql的基極連接到所述LED 負(fù)極，第一雙極型晶體管Ql的集電極連接到第二雙極型晶體管Q2的基極和第三電阻器R3 的一端，第三電阻器R3的另一端與第二雙極型晶體管Q2的發(fā)射極共接到地，第二雙極型晶 體管Q2的集電極連接到所述控制芯片的使能端en。其中，第一雙極型晶體管Ql可以為PNP 型晶體管，第二雙極型晶體管Q2可以為NPN型晶體管。 根據(jù)本實用新型的另一實施例，晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第二 M0S晶體管M2、 第三M0S晶體管M3、第二電阻器R2和第三電阻器R3，其中第二 M0S晶體管M2的源極經(jīng)由 第二電阻器R2連接到所述LED的正極，第二 M0S晶體管M2的柵極連接到所述LED負(fù)極，第 二M0S晶體管M2的漏極連接到第三MOS晶體管M3的柵極和第三電阻器R3的一端，第三電 阻器R3的另一端與第三MOS晶體管M3的源極共接到地，第三MOS晶體管M3的漏極連接到 所述控制芯片的使能端en。其中第二 M0S晶體管M2可以為PM0S晶體管，第三M0S晶體管 M3可以為NM0S晶體管。 本實用新型采用晶體管和電阻構(gòu)成的電路模塊代替現(xiàn)有技術(shù)中的穩(wěn)壓管和光耦， 不僅實現(xiàn)了開路保護(hù)功能，而且由于晶體管和電阻技術(shù)成熟、成本低且可靠性高，從而使得 根據(jù)本實用新型的開路保護(hù)電路成本低且可靠性高。

圖1是傳統(tǒng)的LED開路保護(hù)電路的示意圖； 圖2是根據(jù)本實用新型一實施例的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路的示意圖； 圖3是根據(jù)本實用新型另一實施例的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路的示意 圖。
具體實施方式下面，結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例。 首先，相對于如圖1所示的現(xiàn)有的開路保護(hù)電路而言，本實用新型的技術(shù)方案采 用晶體管負(fù)反饋控制模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的穩(wěn)壓管和光耦構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)，通過對LED兩端的輸 出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到控制芯片的使能端en的輸出信號，來控制第一MOS晶體管 Ml的通斷，實現(xiàn)開路保護(hù)功能。 具體地，如圖2所示，LED和輸出電容器Cout相互并聯(lián)連接，LED的正極連接到電 源Vin，電感L1的一端與LED的負(fù)極相連接，電感L1的另一端與第一MOS晶體管M1的漏極 相連接，第一M0S晶體管M1的源極經(jīng)由第一電阻器R1接地，續(xù)流二極管D1的正極連接到 第一 MOS晶體管Ml的漏極，續(xù)流二極管Dl的負(fù)極連接到LED的正極，控制芯片21控制第 一M0S晶體管M1的通斷，控制芯片21的輸出端口 gate連接到第一M0S晶體管M1的柵極， 而輸出端口 cs與第一M0S晶體管M1的源極相連接，去耦電容器Cin連接在電源Vin和地之間。 晶體管負(fù)反饋控制模塊包括第一雙極型晶體管Ql、第二雙極型晶體管Q2、第二電 阻器R2和第三電阻器R3。第一雙極型晶體管Ql的發(fā)射極經(jīng)由第二電阻器R2連接到LED 的正極，第一雙極型晶體管Q1的基極連接到LED的負(fù)極，第一雙極型晶體管Q1的集電極連 接到第二雙極型晶體管Q2的基極和第三電阻器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第二 雙極型晶體管Q2的發(fā)射極共接到地，第二雙極型晶體管Q2的集電極連接到控制芯片的使 能端en。在該優(yōu)選實施例中，第一雙極型晶體管Ql為PNP型晶體管，第二雙極型晶體管Q2 為NPN型晶體管。 該實施例中，通過射極負(fù)反饋的共射放大器放大輸出電壓Vout，并用以驅(qū)動下拉 網(wǎng)絡(luò)，將控制芯片21的使能端en拉低，從而控制第一MOS晶體管Ml的關(guān)斷。具體而言，通 過第二電阻器R2和第一雙極型晶體管Ql將輸出電壓Vout轉(zhuǎn)換為電流，該電流流入第二電 阻器R2產(chǎn)生電壓，該電壓控制第二雙極型晶體管Q2的基極，從而產(chǎn)生下拉電流將控制芯片 21的使能端en拉低，從而通過控制芯片21關(guān)斷第一M0S晶體管M1，因而限制了輸出電壓。 輸出電壓滿足如下不等式 F 化，+-^1 !*0.7F
owf — Z>d i 2 及2 通過設(shè)計使得實際需要輸出的電壓約小于上式限制的電壓，則燈突然接上時(接
通瞬間)就不會因為高壓產(chǎn)生的沖擊電流而燒壞，而該保護(hù)電路在正常工作時也不會觸發(fā)
影響系統(tǒng)的正常功能。 圖3示出了根據(jù)本實用新型的另一優(yōu)選實施例，其與圖2所示的優(yōu)選實施例的區(qū) 別僅在于，采用第二 M0S晶體管M2和第三M0S晶體管M3分別代替第一雙極型晶體管Ql和 第二雙極型晶體管Q2。相應(yīng)地，采用第二MOS晶體管M2和第二電阻器R2將輸出電壓Vout 轉(zhuǎn)化為電流并在第二電阻器R2上形成電壓，用以控制第三M0S晶體管M3的導(dǎo)通，從而將控 制芯片31的使能端en拉低來關(guān)斷第一 M0S晶體管Ml，使得開路時輸出電壓得以限制。 應(yīng)該理解，本實用新型的技術(shù)方案采用射極(源級)負(fù)反饋的方式將輸出電壓轉(zhuǎn) 化為電流，并在電阻上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓控制晶體管導(dǎo)通，從而將控制芯片的使能端拉低，相 應(yīng)地關(guān)斷輸出開關(guān)管，限制輸出電壓，從而實現(xiàn)開路保護(hù)，這種保護(hù)方式采用成熟的低成本 的晶體管及電阻來實現(xiàn)，從而可靠性高且成本低。 本說明書中所描述的只是本實用新型的優(yōu)選具體實施例，以上實施例僅用以說明 本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思 通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在如權(quán)利要求所界定的本 實用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，包括相互并聯(lián)連接的LED和輸出電容器Cout，LED的正極連接到電源Vin；電感L1，其一端與LED的負(fù)極相連接；第一MOS晶體管M1，其漏極與電感L1的另一端相連接，源極經(jīng)由第一電阻器R1接地；續(xù)流二極管D1，其正極連接到第一MOS晶體管M1的漏極，負(fù)極連接到LED的正極；控制第一MOS晶體管M1通斷的控制芯片，該控制芯片具有使能端en和輸出端口gate、cs，其中輸出端口gate連接到第一MOS晶體管M1的柵極，而輸出端口cs與第一MOS晶體管M1的源極相連接；其特征在于，進(jìn)一步包括晶體管負(fù)反饋控制模塊，該控制模塊對LED兩端的輸出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到所述控制芯片的使能端en的輸出信號，以控制第一MOS晶體管M1的通斷。
2. 如權(quán)利要求1所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于，所述晶體管負(fù) 反饋控制模塊包括第一雙極型晶體管Ql、第二雙極型晶體管Q2、第二電阻器R2和第三電阻 器R3，其中第一雙極型晶體管Ql的發(fā)射極經(jīng)由第二電阻器R2連接到所述LED的正極，第一 雙極型晶體管Q1的基極連接到所述LED負(fù)極，第一雙極型晶體管Q1的集電極連接到第二 雙極型晶體管Q2的基極和第三電阻器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第二雙極型晶 體管Q2的發(fā)射極共接到地，第二雙極型晶體管Q2的集電極連接到所述控制芯片的使能端6H。
3. 如權(quán)利要求2所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于，所述第一雙極 型晶體管Ql為PNP型晶體管，所述第二雙極型晶體管Q2為NPN型晶體管。
4. 如權(quán)利要求1所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于，所述晶體管 負(fù)反饋控制模塊包括第二MOS晶體管M2、第三M0S晶體管M3、第二電阻器R2和第三電阻器 R3，其中第二M0S晶體管M2的源極經(jīng)由第二電阻器R2連接到所述LED的正極，第二M0S晶 體管M2的柵極連接到所述LED負(fù)極，第二 M0S晶體管M2的漏極連接到第三M0S晶體管M3 的柵極和第三電阻器R3的一端，第三電阻器R3的另一端與第三MOS晶體管M3的源極共接 到地，第三M0S晶體管M3的漏極連接到所述控制芯片的使能端en。
5. 如權(quán)利要求2所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于，所述第二 M0S 晶體管M2為PM0S晶體管，所述第三M0S晶體管M3為NM0S晶體管。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項所述的低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，其特征在于，進(jìn) 一步包括連接在電源Vin和地之間的去耦電容器Cin。
專利摘要一種低成本高可靠性LED開路保護(hù)電路，包括相互并聯(lián)連接的LED和輸出電容器Cout，LED的正極連接到電源Vin；電感L1，其一端與LED的負(fù)極相連；第一MOS晶體管M1，其漏極與電感L1的另一端相連，源極經(jīng)由第一電阻器R1接地；續(xù)流二極管D1，其正極連接到第一MOS晶體管M1的漏極，負(fù)極連接到LED的正極；控制芯片，具有使能端en和輸出端口gate、cs，輸出端口gate連接到第一MOS晶體管M1的柵極，而輸出端口cs與第一MOS晶體管M1的源極相連；晶體管負(fù)反饋控制模塊，該模塊對LED兩端的輸出電壓進(jìn)行采樣，并產(chǎn)生輸出到控制芯片的使能端en的輸出信號，以控制第一MOS晶體管M1的通斷。
文檔編號F21Y101/02GK201467528SQ20092007435
公開日2010年5月12日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者張義, 樓永偉, 趙新江 申請人:上海晶豐明源半導(dǎo)體有限公司