Led恒流源輸出檢測控制電路及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED恒流源輸出檢測控制電路及其控制方法，涉及LED驅(qū)動電源【技術領域】；包括輸出負載、電感L2、芯片U2、功率開關管Q2、電阻R1、電阻R2；電感L2的一端連接在功率開關管Q2的漏極上，且連接的線路上具有一連接節(jié)點，芯片U2上具有引腳VCC、引腳VDET以及引腳DRV，功率開關管Q2的柵極連接在引腳DRV上，電阻R2的一端連接至引腳VDET上，電阻R2的另一端連接至連接節(jié)點上，電阻R1的一端連接至引腳VCC上，電阻R1的另一端連接至引腳VDET與電阻R2的公共端上；本發(fā)明的有益效果是：可以瞬時得到電感去磁時間，對輸出電壓和輸入電壓得到了檢測，提高了系統(tǒng)恒流效果和系統(tǒng)可靠性。
【專利說明】LED恒流源輸出檢測控制電路及其控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED驅(qū)動電源【技術領域】；尤其涉及LED恒流源輸出檢測控制電路及其 控制方法。

【背景技術】
[0002] 隨著LED驅(qū)動電源的大量普及和應用，各種LED驅(qū)動芯片的發(fā)展也呈現(xiàn)出蓬勃上 升的趨勢。LED驅(qū)動的發(fā)展經(jīng)歷了恒壓驅(qū)動模式，線性恒流驅(qū)動模式，開關電源恒流驅(qū)動模 式，以及準線性恒流驅(qū)動模式等。而其中以開關電源恒流驅(qū)動模式最受市場的青睞，其具有 良好的恒流特性和各種開關架構(gòu)的多樣性，以及良好的可靠度等特性。低端開關結(jié)構(gòu)由其 具有穩(wěn)定性以及良好的可調(diào)性受到廣大設計者及客戶的普及和使用。
[0003] 傳統(tǒng)的低端開關電路架構(gòu)控制系統(tǒng)，由于電感以及負載電流在開關管關斷時未流 過電流取樣電阻，因此為得到較好的恒流輸出控制，需及時檢測電感的去磁時間，即電感電 流的過零點；然后通過芯片檢測控制輸出電流大小。而檢測電感的去磁時間，目前有兩種方 法，第一種：通過為電感加一個輔助繞組的辦法，即可通過檢測輔助繞組的電壓信號有效及 時的檢測電感的去磁時間；另外一種：通過檢測功率開關管的耐高壓端（漏極）的信號也 可以得到近似的電感的去磁時間。
[0004] 傳統(tǒng)的低端開關電路架構(gòu)控制系統(tǒng)的缺點是：芯片對于系統(tǒng)中的電感去磁時間檢 測均通過輔助繞組間接得到或者通過電容耦合的原理近似得到，均無法直接有效及時的得 到去磁時間檢測信號。其中，輔助繞組的方法由于其成本相對較高，做工較復雜，但其對去 磁時間檢測及時可靠有效；電容耦合的方法只能近似得到去磁時間，且其對于輸出異常的 信號無法得到可靠有效的判斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種LED恒流源輸出檢測控制電 路，該控制電路可實現(xiàn)對電感去磁時間的檢測、輸出電壓的檢測以及輸入線電壓的檢測。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的，一種LED恒流源輸出檢測控制電路，包括電連 接交流輸入電源的整流模塊，整流模塊輸出端上連接有輸出負載和電感L2,其改進之處在 于：它還包括芯片U2、功率開關管Q2、電阻R1以及電阻R2 ;
[0007] 所述電感L2的一端連接在功率開關管Q2的漏極上，且連接的線路上具有一連接 節(jié)點，所述芯片U2上具有引腳VCC、引腳VDET以及引腳DRV，功率開關管Q2的柵極連接在 弓丨腳DRV上，
[0008] 所述電阻R2的一端連接至引腳VDET上，電阻R2的另一端連接至上述的連接節(jié)點 上，所述電阻R1的一端連接至引腳VCC上，電阻R1的另一端連接至引腳VDET與電阻R2的 公共端上。
[0009] 在上述的電路結(jié)構(gòu)中，所述功率開關管Q2的源極與電阻R3的一端，電阻R3的另 一端接地，所述芯片U2上還具有引腳CS、引腳VSS，引腳CS連接至功率開關管Q2的源極 與電阻R3的公共端上，所述引腳VSS接地；它還包括一電容C1，電容Cl的一端連接在引腳 VCC上，電容C1的另一端接地。
[0010] 在上述的電路結(jié)構(gòu)中，所述輸出負載為多個串聯(lián)的發(fā)光LED，多個發(fā)光LED形成 LED燈串，該LED燈串上并聯(lián)著一電容C2。
[0011] 在上述的電路結(jié)構(gòu)中，它還包括一續(xù)流二極管D2,續(xù)流二極管D2的正極端連接在 所述的連接節(jié)點上，續(xù)流二極管D2的負極端連接在整流模塊輸出端上。
[0012] 在上述的電路結(jié)構(gòu)中，它還包括變壓器T，所述電感L2為變壓器T的主邊繞組。
[0013] 在上述的電路結(jié)構(gòu)中，所述變壓器T的副邊繞組的一端連接至續(xù)流二極管D2的正 極端，續(xù)流二極管的D2的負極端連接至輸出負載上，輸出負載的另一端接回至副邊繞組的 另一端，該輸出負載為多個串聯(lián)的發(fā)光LED,且輸出負載上并聯(lián)著一電容C2。
[0014] 另外，本發(fā)明還提供了一種LED恒流源輸出檢測控制電路，具體的，包括電連接交 流輸入電源的整流模塊，整流模塊輸出端上連接有輸出負載和電感L2,其改進之處在于： 它還包括芯片U3、功率開關管Q2、電阻R1以及電阻R2 ;
[0015] 所述電感L2的一端同輸出負載連接，電感L2的另一端連接在功率開關管Q2的漏 極上，且連接的線路上具有一連接節(jié)點，所述芯片U3上具有引腳VCC、引腳VDP、引腳VDN以 及引腳DRV，功率開關管Q2的柵極連接在引腳DRV上，
[0016] 所述電阻R2的一端連接至引腳VDP上，電阻R2的另一端連接至上述的連接節(jié)點 上，所述電阻R1的一端連接至引腳VDN上，且電阻R1的另一端連接至輸出負載與電感L2 的公共端上。
[0017] 進一步的，所述功率開關管Q2的源極與電阻R3的一端，電阻R3的另一端接地，所 述芯片U3上還具有引腳CS、引腳VSS，引腳CS連接至功率開關管Q2的源極與電阻R3的公 共端上，所述引腳VSS接地；它還包括一電容C1，電容C1的一端連接在引腳VCC上，電容C1 的另一端接地。
[0018] 進一步的，所述輸出負載為多個串聯(lián)的發(fā)光LED,輸出負載上并聯(lián)著一電容C2 ;它 還包括一續(xù)流二極管D2,續(xù)流二極管D2的正極端連接在所述的連接節(jié)點上，續(xù)流二極管D2 的負極端連接在整流模塊輸出端上。
[0019] 在此基礎上，本發(fā)明還提供了一種LED恒流源輸出檢測控制電路的控制方法，通 過該控制方法可以及時、準確的得出電感去磁時間，并對輸出電壓作進一步判斷，具體的， 該控制方法包括以下的步驟：
[0020] 交流輸入電源供電使系統(tǒng)穩(wěn)定時，輸出負載的輸出電壓為Vm，功率開關管Q2導 通后，連接節(jié)點的電壓為ijR DS()N，電感L2電流上升斜率為（VAC-〇/L2 ;功率開關管Q2關 斷后，電感通過續(xù)流二極管D2繼續(xù)對輸出負載放電，此時電感電流的下降斜率為V_/L2 ;
[0021] 當去磁完成瞬間，此時電感L2的另外一端電壓穩(wěn)定為（VAC_〇，且連接節(jié)點上電 壓仍為V AC，連接節(jié)點寄生電容的能量于是通過寄生電容和電感形成LC振蕩；在去磁完成 前，電阻R1上壓降為

【權利要求】
1. 一種LED恒流源輸出檢測控制電路，包括電連接交流輸入電源的整流模塊，整流模 塊輸出端上連接有輸出負載和電感L2,其特征在于：它還包括芯片U2、功率開關管Q2、電阻 R1以及電阻R2 ; 所述電感L2的一端連接在功率開關管Q2的漏極上，且連接的線路上具有一連接節(jié)點， 所述芯片U2上具有引腳VCC、引腳VDET以及引腳DRV，功率開關管Q2的柵極連接在引腳 DRV 上， 所述電阻R2的一端連接至引腳VDET上，電阻R2的另一端連接至上述的連接節(jié)點上， 所述電阻R1的一端連接至引腳VCC上，電阻R1的另一端連接至引腳VDET與電阻R2的公 共端上。
2. 根據(jù)權利要求1所述LED恒流源輸出檢測控制電路，其特征在于：所述功率開關管 Q2的源極與電阻R3的一端，電阻R3的另一端接地，所述芯片U2上還具有引腳CS、引腳VSS， 引腳CS連接至功率開關管Q2的源極與電阻R3的公共端上，所述引腳VSS接地；它還包括 一電容C1，電容C1的一端連接在引腳VCC上，電容C1的另一端接地。
3. 根據(jù)權利要求1所述LED恒流源輸出檢測控制電路，其特征在于：所述輸出負載為 多個串聯(lián)的發(fā)光LED，多個發(fā)光LED形成LED燈串，該LED燈串上并聯(lián)著一電容C2。
4. 根據(jù)權利要求1所述LED恒流源輸出檢測控制電路，其特征在于：它還包括一續(xù)流 二極管D2,續(xù)流二極管D2的正極端連接在所述的連接節(jié)點上，續(xù)流二極管D2的負極端連接 在整流模塊輸出端上。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述LED恒流源輸出檢測控制電路，其特征在于：它還包括變 壓器T，所述電感L2為變壓器T的主邊繞組。
6. 根據(jù)權利要求5所述LED恒流源輸出檢測控制電路，其特征在于：所述變壓器T的 副邊繞組的一端連接至續(xù)流二極管D2的正極端，續(xù)流二極管的D2的負極端連接至輸出負 載上，輸出負載的另一端接回至副邊繞組的另一端，該輸出負載為多個串聯(lián)的發(fā)光LED，且 輸出負載上并聯(lián)著一電容C2。
7. -種LED恒流源輸出檢測控制電路，包括電連接交流輸入電源的整流模塊，整流模 塊輸出端上連接有輸出負載和電感L2,其特征在于：它還包括芯片U3、功率開關管Q2、電阻 R1以及電阻R2 ; 所述電感L2的一端同輸出負載連接，電感L2的另一端連接在功率開關管Q2的漏極 上，且連接的線路上具有一連接節(jié)點，所述芯片U3上具有引腳VCC、引腳VDP、引腳VDN以及 引腳DRV，功率開關管Q2的柵極連接在引腳DRV上， 所述電阻R2的一端連接至引腳VDP上，電阻R2的另一端連接至上述的連接節(jié)點上，所 述電阻R1的一端連接至引腳VDN上，且電阻R1的另一端連接至輸出負載與電感L2的公共 端上。
8. 根據(jù)權利要求7所述的LED恒流源輸出檢測控制電路，其特征在于：所述功率開關 管Q2的源極與電阻R3的一端，電阻R3的另一端接地，所述芯片U3上還具有引腳CS、引腳 VSS，引腳CS連接至功率開關管Q2的源極與電阻R3的公共端上，所述引腳VSS接地；它還 包括一電容C1，電容C1的一端連接在引腳VCC上，電容C1的另一端接地。
9. 根據(jù)權利要求7所述LED恒流源輸出檢測控制電路，其特征在于：所述輸出負載為 多個串聯(lián)的發(fā)光LED，輸出負載上并聯(lián)著一電容C2 ;它還包括一續(xù)流二極管D2,續(xù)流二極管 D2的正極端連接在所述的連接節(jié)點上，續(xù)流二極管D2的負極端連接在整流模塊輸出端上。
10. -種LED恒流源輸出檢測控制電路的控制方法，其特征在于：包括以下步驟： 交流輸入電源供電使系統(tǒng)穩(wěn)定時，輸出負載的輸出電壓為\ED，功率開關管Q2導通后， 連接節(jié)點的電壓為i jRDS()N，電感L2電流上升斜率為（VAC-〇/L2 ;功率開關管Q2關斷后， 電感通過續(xù)流二極管D2繼續(xù)對輸出負載放電，此時電感電流的下降斜率為V_/L2 ; 當去磁完成瞬間，此時電感L2的另外一端電壓穩(wěn)定為（VAC-〇,且連接節(jié)點上電壓仍 為VAC，連接節(jié)點寄生電容的能量于是通過寄生電容和電感形成LC振蕩；在去磁完成前，電 阻R1上壓降為
去磁完成后，隨著連接節(jié)點的電壓的下降，電阻R1上的壓降也開始下降；當芯片U2檢 測到此下降時，即當此壓降下降至
時，其中VKEF1為芯片內(nèi)部參 考電壓,此時系統(tǒng)去磁完成； 芯片U2通過檢測功率開關管Q2關斷開始至檢測到去磁完成這段時間，即為系統(tǒng)去磁 時間tDIS ;如未檢測到系統(tǒng)去磁時間tDIS，則認為系統(tǒng)負載處于短路狀態(tài)，芯片U2內(nèi)部通過 設定一固定時間，系統(tǒng)進入重啟狀態(tài)，直至系統(tǒng)輸出負載正常帶載； 當假設系統(tǒng)連接節(jié)點上形成的LC振蕩無衰減時，則可認為短路保護電壓為
但由于系統(tǒng)中此振蕩是肯定處于LC振蕩衰減狀態(tài)的，因此短路保護電 .壓 VSH〇RT：
當檢測到系統(tǒng)去磁時間后，芯片U2內(nèi)部則開始計算：
其中tw為系統(tǒng)功率開關管導通時間；當V ra〈VKEF2時， 則芯片U2認為系統(tǒng)此時處于負載開路狀態(tài)，系統(tǒng)關斷且出發(fā)芯片U2內(nèi)部鎖存器，直至其復 位； 系統(tǒng)輸出負載過壓保護電壓的推算如下： 令 VQX = VKEF2，則：
所述系統(tǒng)為降壓（buck)系統(tǒng)，則： Vac% t〇l， open ;當VAC遠大于Vcc時，則可以推出系統(tǒng)的過壓保護點為： lDIS lON
由此可以得出系統(tǒng)的正常輸出電壓范圍）
中νΚΕη和vKEF2均為芯片內(nèi)部基準參考電壓。
【文檔編號】H05B37/02GK104302053SQ201410527931
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權日:2014年10月9日
【發(fā)明者】黃朝剛, 李劍, 吳玉強 申請人:泉芯電子技術(深圳)有限公司