LED驱动芯片过压检测电路及方法技术

技术编号:14459123 阅读:134 留言:0更新日期:2017-01-19 16:19
本发明专利技术提供一种LED驱动芯片过压检测电路及方法,其中检测电路包括一检测电路本体,所述检测电路本体包括一检测电压输出端,还包括一防过压误检模块,所述防过压误检模块连接所述检测电压输出端,用于防止LED过压误检测。本发明专利技术的一种LED驱动芯片过压检测电路及方法提高了LED过压检测的高效性和准确性,能区分其它原因导致的过压误检测与LED过压故障,避免LED过压误判断而使LED灯闪烁,还具有内部集成的最小退磁时间不受外界干扰的优点,并消除传统LED通过外围设置最小退磁时间造成的LED闪烁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED驱动芯片领域,尤其涉及一种LED驱动芯片过压检测电路及方法。
技术介绍
随着LED照明产业的加速发展,节能环保、可靠稳定、成本低廉等优点成为了市场上的LED及LED驱动IC(集成电路)主流发展方向。在LED照明系统中设有的LED过压检测,能实时监测输出电压情况并设有保护方法,避免因为不能及时检测导致的元器件损耗,更重要的是,还要避免输出过压误检测,消除误检测带来的LED闪烁的故障。因此LED照明系统的稳定性不仅体现在正常工作情况,更加要在各种应用条件下,保证电路能够准确无误的检测故障并进行保护,使IC更具稳定、安全、高效的优势。对于现有的LED技术中过压误检测的原因及过程如下:首先,最小退磁时间TDMIN为芯片内部产生的固定时间,而退磁时间是整个系统正常工作时,电感电流在退磁时间内从电流峰值降低到电流为零的时间,且电感电流随时间的下降是线性关系,拓扑结构中退磁时间Td与输出电压大小和电感量有关,关系为Ipk*L=Vo*Td,其中Ipk为电感电流峰值,L为电感量,Vo为LED输出电压,Td为退磁时间,正常工作时每个周期电感电流都能打到峰值电流Ipk,因此可以认为Ipk*L为常量,LED输出电压Vo越高,退磁时间Td越小,因此可以通过检测系统工作的退磁时间Td来反应输出端电压值是否过压,因此在芯片内部设置最小退磁时间TDMIN,此时间为固定值,传统过压保护芯片内部判断检测到的退磁时间Td和芯片内部设置的最小退磁时间TDMIN的大小,若Td<TDMIN,芯片内部就认为输出过压。以上所述都发生在芯片功率管关断时间TOFF内。其次,在第一固定时间TON内,电感电流充电,充电的公式为Ipk*L=(VIN-Vo)*TON,其中Ipk为电感峰值电流,L为电感值,VIN为输入电压,Vo为输出电压,正常工作时每个周期的TON时间内,电感电流都是从零上升到峰值电流Ipk,且为线性上升,从公式中可以看出,Ipk*L为常量,那么可以看出当输入电压VIN低到很接近输出电压Vo时,第一固定时间TON会很大,假设需要第二固定时间TON1才能使得电感电流从0上升到峰值电流Ipk,但由于芯片内部设有最大导通时间信号TONMAX’,且最大导通时间信号TONMAX’<第二固定时间TON1,因此最大导通时间信号TONMAX’将功率管关断,使得电感电流无法达到峰值电流Ipk,那么若此周期的电感电流无法达到峰值电流Ipk,假设达到某个比峰值电流Ipk小的值Ipk1,那么会使得此周期的芯片功率管关断时间TOff内有:Ipk1*L=Vo*Td,由于Ipk1<Ipk,因此次周期即使输出没有过压,检测到的退磁时间Td也是变小的,有可能小于最小退磁时间TDMIN,因此芯片内部判断为LED输出端过压,此为误检测的原因,也就是说误检测的根本原因是输入电压VIN接近输出电压Vo,此通常发生在两种情况下,一为低输入电压VIN波谷处,或高输出电压时,二为关断电源开关时,输入电压VIN上的电容可以使输入电压VIN上的电压慢慢下降,当下降到输出电压Vo时,二者接近也会发生误检测。另外,第一固定时间TON内,电感电流流过外围电阻RCS得到的电压为电感电流峰值检测电压VCS,芯片检测到峰值检测电压VCS达到峰值电流检测阈值电压VREF值时,就认为电感电流达到峰值电流Ipk,当峰值电流检测电压VCS达到峰值电流检测阈值电压VREF后产生峰值电流Ipk=1信号来关断功率管。目前技术中常规的LED照明驱动IC输出过压检测的方法是通过增加引脚,在外围增加一个过压检测电阻连接至引脚,芯片内部输出一路微安级别的电流到此电阻上,产生的电压作为阈值提供给芯片内部来产生一个最小退磁时间信号TDMIN。芯片退磁时间信号TD与最小退磁时间信号TDMIN进行比较,若此最小退磁时间信号TDMIN大于退磁时间TD,那么就判定输出过压并进入一系列保护措施,例如进入打嗝模块。此检测方法中的电流流过电阻产生的阈值电压特别容易受到干扰,因此会常常产生过压误检测,导致闪烁。芯片内部常常设有最大开启时间的IC,而在低输入线电压特别是波谷处,或者是高输出负载电压情况时,会产生一种输出过压误检测情况,输入电压接近输出电压使得电感电流充电很慢,即使在最大导通时间信号TONMAX持续为高电平时间内峰值电流检测电压VCS也无法达到峰值电流检测阈值电压VREF的电压值,因此由最大导通时间信号TONMAX的时间信号来关断功率管,由于峰值电流检测电压VCS也无法达到峰值电流检测阈值电压VREF的电压值,那么电感可能充电不足,导致退磁时间减小,此退磁时间的减小并不是由于LED输出端真的发生过压,而是因为电感充电不足导致,电感充电不足是指电感电流没能达到Ipk值。此种情况会产生过压误检测并使LED闪烁。此种情况还会发生在关断电源时,线电压慢慢降低到与输出电压接近时,也会使得电感电流充电很缓,直到最大开启时间关断功率管,电感电流也没有达到正常工作时的峰值电流,因而电感退磁时间也会减少,而此时会因误触发过压检测发生关断电源时闪烁。如何高效准确的检测输出过压故障,提高LED恒流驱动电路性能,增加稳定性和安全性,成为本领域技术人员亟待解决的问题。请参阅图1,一种现有的实现过压检测的非隔离BUCK拓扑电路结构,其交流电源经过整流和滤波后的电压波形如图2中所示,虽然经过滤波,但仍然有波峰和波谷,尤其是低AC电源整流滤波后的波峰和波谷的差值比高AC电源整流滤波后的波峰和波谷的差值要大,因此低AC电源的波谷尤其低。输入电压波谷处,且输出电压比较高,那么输入电压和输出电压的差值就会很小,使得功率管导通时间内,电感电流的上升十分缓慢。请参阅图1、图3,其中图3为传统过压误检测分析波形图,LED没有过压,即正常状态工作时,电感电流IL上升到峰值电流IPK’时,峰值电流检测比较器会输出一个关断功率管的信号,功率管关断后电感L退磁,第一退磁时间信号为TD1,此时第一退磁时间信号TD1>最小退磁时间信号TDMIN’;当输入电压VIN接近输出电压时,电感L电流上升很缓慢,在芯片最大导通时间信号TONMAX’持续等于高电平的时间内电感电流Ipk也没有到达峰值,最大导通时间信号TONMAX’关断功率管(正常工作时关断功率管的信号为PWM=1信号,即电感电流流过RCS电阻产生的电压达到基准电压VREF后产生PWM=1信号,使得PGATE=0,PGATE=0为功率管持续关断的时间,但若功率管导通时间太长,而一直没有产生PWM=1信号,功率管导通时间达到最大导通时间TONMAX’后芯片内部会产生TONMAX’=1信号将功率管关断)后电感退磁,由于电感有可能充电不足使得退磁时间变小,第二退磁时间为TD2,第二退磁时间TD2是否小于最小退磁时间信号TDMIN’取决于电感电流在最大导通时间TONMAX’时间内充电的多少,若恰好使得TD2<TDMIN,则会产生误检测状态信号OVP’,但此时LED并没有真的过压,仅仅是由于输入电压VIN接近输出电压Vo造成的,此种情况属于LED过压误检测。常常发生在输入电压VIN波谷和切断交流电源后,由于过压保护通常为“打嗝”模式,此种过压误检测会导致LED闪烁。
技术实现思路
针对上述现有本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种LED驱动芯片过压检测电路,包括一检测电路本体,所述检测电路本体包括一检测电压输出端,其特征在于,还包括一防过压误检模块,所述防过压误检模块连接所述检测电压输出端,用于防止LED过压误检测。

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动芯片过压检测电路,包括一检测电路本体,所述检测电路本体包括一检测电压输出端,其特征在于,还包括一防过压误检模块,所述防过压误检模块连接所述检测电压输出端,用于防止LED过压误检测。2.根据权利要求1所述的LED驱动芯片过压检测电路,其特征在于,所述防过压误检模块包括:一峰值检测比较器,所述峰值检测比较器的正相输入端连接所述检测电压输出端,所述峰值检测比较器的反相输入端连接一参考电压输入端;一逐周期使能过压检测单元,所述逐周期使能过压检测单元的第一输入端连接所述峰值检测比较器的输出端;一最小退磁时间产生单元,所述最小退磁时间产生单元的输入端连接一第一控制信号输入端;一逐周期置位信号产生单元,所述逐周期置位信号产生单元的输入端连接所述第一控制信号输入端;一状态判断单元,所述状态判断单元的第一输入端连接一退磁信号输入端,所述状态判断单元的第二输入端连接所述最小退磁时间产生单元的输出端,所述状态判断单元的第三输入端连接所述逐周期置位信号产生单元的输出端;一最大导通时间产生电路,所述最大导通时间产生电路的输入端连接所述第一控制信号输入端;一计数单元,所述计数单元的第一输入端连接所述逐周期使能过压检测单元的输出端;所述计数单元的第二输入端连接所述状态判断单元的第一输出端;所述计数单元的第三输入端连接所述状态判断单元的第二输出端;所述计数单元的第四输入端连接所述最大导通时间产生电路的输出端;所述计数单元的第五输入端连接一第二控制信号输入端,所述计数单元的第一输出端连接所述逐周期使能过压检测单元的第二输入端;以及一锁存单元,所述锁存单元的第一输入端连接所述计数单元的第二输出端;所述锁存单元的第二输入端连接所述第二控制信号输入端。3.根据权利要求2所述的LED驱动芯片过压检测电路,其特征在于,所述逐周期使能过压检测单元包括:一第一锁存器和一第一反相器,所述第一锁存器的第一输入端连接所述峰值检测比较器的输出端,所述第一反相器的输入端连接所述第一锁存器的输出端。4.根据权利要求2所述的LED驱动芯片过压检测电路,其特征在于,所述最小退磁时间产生单元包括:一第一MOS管,所述第一MOS管的栅极连接所述最小退磁时间产生单元的输入端,所述第一MOS管的源极接地;一第一电流源,所述第一电流源的输入端连接一等电位端,所述第一电流源的输出端连接所述第一MOS管的漏极;一第一电容,所述第一电容的上极板连接所述第一电流源的输出端,所述第一电容的下极板接地;一第一或非门,所述第一或非门的第一输入端连接所述第一控制信号输入端,所述第一或非门的输出端连接所述最小退磁时间产生单元的输出端;以及两第二反相器,所述两第二反相器串联于所述第一电流源输出端与所述第一或非门的第二输入端之间。5.根据权利要求2所述的LED驱动芯片过压检测电路,其特征在于,所述逐周期置位信号产生单元包括:一第三反相器,所述第三反相器的输入端连接所述第一控制信号输入端;一第二MOS管,所述第二MOS管的栅极连接所述第三反相器的输出端,所述第二MOS管的源极接地;一第二电流源,所述第二电流源的输入端连接所述等电位端,所述第二电流源的输出端连接所述第二MOS管的漏极;一第二电容,所述第二电容的上极板连接所述第二电流源的输出端,所述第二电容的下极板接地;以及两第三反相器,所述两第三反相器串联于所述第二电流源的输出端与所述逐周期置位信号产生单元的输出端之间。6.根据权利要求2所述的LED驱动芯片过压检测电路,其特征在于,所述状态判断单元包括:一第二锁存器,所述第二锁存器的第一输入端连接所述状态判断单元的第一输入端,所述第二锁存器的第二输入端连接所述状态判断单元的第三输入端;一窄脉宽产生电路,所述窄脉宽产生电路的第一输入端连接所述第二锁存器的输出端,所述窄脉宽产生电路的输出端连接所述状态判断单元的第二输出端;以及一退磁时间比较电路,所述退磁时间比较电路的第一输入端连接所述状态判断单元的第二输入端,所述退磁时间比较电路的第二输入端连接所述第二锁存器的输出端,所述退磁时间比较电路的第一输出端连接所述窄脉宽产生电路的第二输入端,所述退磁时间比较电路的第二输出端连接所述状态判断单元的第一输出端。7.根据权利要求6所述的LED驱动芯片过压检测电路,其特征在于,所述窄脉宽产生电路包括:一第四反相器,所述第四反相器的输入端连接所述窄脉宽产生电路的第一输入端;一第五反相器,所述第五反相器的输入端连接所述第四反相器的输出端,所述第五反相器的输出端通过一第三电容接地;一第二或非门,所述第二或非门的第一输入端连接所述第四反相器的输出端;两...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗杰刘心泽
申请(专利权)人:上海灿瑞科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1