保护电路、LED驱动控制芯片、LED驱动控制电路、电路保护方法以及LED驱动方法技术

本发明专利技术披露了一种保护电路、LED驱动控制芯片、LED驱动控制电路及电路保护方法，其中所述保护电路是基于现有高功率因数非隔离LED驱动系统而新增设计的，通过判断反映负载侧供电的电信号(如电流检测电阻Rcs上的峰值电压)，间接判断交流电压源的开关状态，当电源控制开关处于断开状态时，将补偿信号产生模块所输出的补偿信号复位至一补偿阈值，以避免现有高功率因数非隔离LED驱动系统快速开关机导致的电感饱和，或LED负载电流过冲。

【技术实现步骤摘要】
保护电路、LED驱动控制芯片、LED驱动控制电路、电路保护方法以及LED驱动方法
本专利技术涉及集成电路驱动
，尤其涉及一种保护电路、LED驱动控制芯片、LED驱动控制电路、电路保护方法以及LED驱动方法。
技术介绍
高功率因数非隔离LED驱动器因为具有很高的功率因数，使得其输入电流的相位能够完全跟随输入电压相位变化而变化，因此对于电网几乎没有干扰，所以在大功率照明应用中，对高功率因数LED驱动器的需求越来越多。图1是一种高功率因数非隔离LED驱动系统，包括AC电压源101、电源控制开关SW、整流桥103、输入滤波电容C1、LED负载105、输出电容C3、续流二极管D1、控制芯片104、COMP补偿电容C2和电流检测电阻Rcs。在高功率因数LED驱动系统中，输入滤波电容C1仅用于EMI(ElectromagneticInterference，电磁干扰)滤波作用，容量非常小，为百纳法量级。电流检测电阻Rcs用于设定LED负载105的电流。控制芯片104的作用是采样电流检测电阻Rcs上的电压信号，在控制芯片104内部形成闭环控制，使得该控制芯片104内部基准电压在电流检测电阻Rcs上控制流过LED负载105的电流(ILED＝Vref1/Rcs)。由于经过整流桥103后的输入电压VIN的波动频率为100Hz，因此控制环路的带宽只有几赫兹，COMP补偿电容C2的容量很大，为微法量级，所以控制环路的响应时间和建立时间都非常长。电源控制开关SW通过接通和断开AC电压源101与LED驱动电路连接关系，实现点亮和熄灭LED负载105的功能。图2是传统控制芯片内部结构图，控制芯片104内部包括一控制器210和与控制器210电连接的开关电路220。所述控制器210包括：高压供电模块201、欠压关断模块202、开通时间计算模块205、退磁检测模块206、控制逻辑模块207、跨导放大器204以及电流采样模块203。所述开关电路220包括功率管MP。控制芯片104通过所述电流采样模块203采样上述电流检测电阻Rcs(如图1所示)的电压信号，输出VCSpst信号，并通过跨导放大器204，与基准电压VREF2相比，藉此产生补偿信号COMP，通过补偿电容C2滤波后的补偿信号COMP输入至所述开通时间计算模块205，以产生开通时间信号Ton，进而控制所述功率管MP的关断。所述退磁检测模块206检测电感L1的电流为零的时刻点，并且输出退磁检测信号ZXC，以实现功率管MP的开启。所述控制逻辑模块207接收开通时间信号Ton和退磁检测信号ZXC，并且产生PWM信号来控制功率管MP的关闭和开启。图3是传统高功率因数非隔离LED驱动系统的开关时序图，根据图3可以得知，当电源控制开关SW为高电平时，表示电源控制开关SW闭合，AC电压源101对LED驱动电路进行供电，整流桥后的母线电压VIN呈一正弦波波形，且该波形的谷底被输出电压VOUT限制，COMP补偿电容C2上的电压纹波很小，几乎是直流电平。当电源控制开关SW变成低电平以后，表示电源控制开关SW断开，AC电压源101停止对LED驱动电路供电，整流桥后的母线电压VIN迅速下降至输出电压VOUT。由于电源控制开关SW断开以后，母线电压VIN仍然可以继续对所述控制芯片104供电，以维持所述控制芯片104继续工作，但是不能继续对LED负载105提供设定的输出电流，导致控制环路的反馈信号偏低，跨导放大器204的输出电压会升高，即表现为补偿信号COMP的电压升高。如果经历连续的快速开关动作，会导致补偿信号COMP的电压继续升高，远远高于控制环路正常工作时跨导放大器204的输出电压，如果此时闭合电源控制开关SW，电源控制开关SW变成高电平，会导致电感L1的电流饱和，同时输入至LED负载105的电流会出现过冲现象，更严重的情况会烧坏LED负载105。因此，高功率因数非隔离LED驱动系统进行快速开关机所导致的电感饱和或LED负载电流过冲问题成为了亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种保护电路及采用该保护电路的LED驱动控制芯片以及LED驱动控制电路，其中所述保护电路是基于现有高功率非隔离LED驱动系统而新增设计的，通过判断反映负载侧供电的电信号(如电流检测电阻Rcs上的峰值电压)，间接判断交流电压源的开关状态，当电源控制开关处于断开状态时，将补偿信号产生模块所输出的补偿信号复位至一补偿阈值，以避免现有高功率因数非隔离LED驱动系统快速开关机导致的电感饱和，或LED负载电流过冲。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种保护电路，适用于控制器，所述控制器与开关电路电连接，所述保护电路包括：一采样模块、一判断模块、一计时模块和一复位模块；所述采样模块用于接收反映负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号；所述判断模块与所述采样模块相连，所述判断模块用于接收所述包络信号及一第一基准阈值，并且将所述包络信号与所述第一基准阈值进行比较，以及输出一比较结果；所述计时模块与所述判断模块相连，所述计时模块用于根据从所述判断模块所接收到的比较结果相应地进行开始计时，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号；所述复位模块与所述计时模块相连，用于根据所述复位信号将补偿信号复位为一补偿阈值；所述控制器根据所述补偿信号控制所述开关电路的导通时长和/或关断时长。在本专利技术的一实施例中，当所述包络信号小于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第一比较结果；当所述包络信号大于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第二比较结果。在本专利技术的一实施例中，所述计时模块基于第一比较结果开始计时，基于所述第二比较结果重置计时。在本专利技术的一实施例中，所述计时模块包括一计时器；当所述计时模块接收到所述第一比较结果，所述计时器开始计时，当所述计时模块接收到所述第二比较结果，所述计时器清零。在本专利技术的一实施例中，所述复位模块包括一第一开关，所述第一开关的一端与补偿信号产生模块连接，另一端接地，所述第一开关的控制端与所述计时模块连接，当接收复位信号时，将补偿信号复位为一补偿阈值。根据本专利技术的另一方面，提供一种LED驱动控制芯片，所述LED驱动控制芯片包括上述保护电路，所述LED驱动控制芯片还包括控制器；所述控制器包括：电流采样模块、一补偿信号产生模块、一开通时间计算模块、一退磁检测模块和一控制逻辑模块；所述电流采样模块接收所述反映负载侧供电的电信号，并基于所述电信号生成采样信号；所述补偿信号产生模块用于接收所述采样信号及一第二基准阈值，并且基于所述所述采样信号及一第二基准阈值产生一补偿信号；所述开通时间计算模块与所述补偿信号产生模块相连，所述开通时间计算模块用于接收所述补偿信号，并且根据所述补偿信号计算开关电路的导通时长，当导通时长结束时，输出一开关电路断开信号至所述控制逻辑模块；所述退磁检测模块用于检测电感电流为零的时刻点，并且输出一控制所述开关电路导通信号至所述控制逻辑模块；所述控制逻辑模块分别与所述开通时间计算模块和所述退磁检测模块相连，所述控制逻辑模块用于接收所述开关电路断开信号和所述开关电路导通信号，并且产生开关控制信号，以控制所述开关电路的关闭和开启。在本专利技术的一实施例中，所述补偿信号产生模块包括一跨导放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保护电路，适用于控制器，所述控制器与开关电路电连接，其特征在于，所述保护电路包括：一采样模块、一判断模块、一计时模块和一复位模块；所述采样模块用于接收反映负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号；所述判断模块与所述采样模块相连，所述判断模块用于接收所述包络信号及一第一基准阈值，并且将所述包络信号与所述第一基准阈值进行比较，以及输出一比较结果；所述计时模块与所述判断模块相连，所述计时模块用于根据从所述判断模块所接收到的比较结果相应地进行开始计时，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号；所述复位模块与所述计时模块相连，用于根据所述复位信号将补偿信号复位为一补偿阈值；所述控制器根据所述补偿信号控制所述开关电路的导通时长和/或关断时长。

【技术特征摘要】
1.一种保护电路，适用于控制器，所述控制器与开关电路电连接，其特征在于，所述保护电路包括：一采样模块、一判断模块、一计时模块和一复位模块；所述采样模块用于接收反映负载侧供电的电信号，并且对所述电信号进行采样，以输出一包络信号；所述判断模块与所述采样模块相连，所述判断模块用于接收所述包络信号及一第一基准阈值，并且将所述包络信号与所述第一基准阈值进行比较，以及输出一比较结果；所述计时模块与所述判断模块相连，所述计时模块用于根据从所述判断模块所接收到的比较结果相应地进行开始计时，当计时时长等于第一时间阈值时，输出一复位信号；所述复位模块与所述计时模块相连，用于根据所述复位信号将补偿信号复位为一补偿阈值；所述控制器根据所述补偿信号控制所述开关电路的导通时长和/或关断时长。2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，当所述包络信号小于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第一比较结果；当所述包络信号大于所述第一基准阈值时，所述判断模块输出第二比较结果。3.根据权利要求2的保护电路，其特征在于，所述计时模块基于第一比较结果开始计时，基于所述第二比较结果重置计时。4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述计时模块包括一计时器；当所述计时模块接收到所述第一比较结果，所述计时器开始计时，当所述计时模块接收到所述第二比较结果，所述计时器清零。5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述复位模块包括一第一开关，所述第一开关的一端与补偿信号产生模块连接，另一端接地，所述第一开关的控制端与所述计时模块连接，当接收复位信号时，将补偿信号复位为一补偿阈值。6.一种LED驱动控制芯片，其特征在于，包括权利要求1至5任一所述的保护电路，所述LED驱动控制芯片还包括控制器；所述控制器包括：电流采样模块、一补偿信号产生模块、一开通时间计算模块、一退磁检测模块和一控制逻辑模块；所述电流采样模块接收所述反映负载侧供电的电信号，并基于所述电信号生成采样信号；所述补偿信号产生模块用于接收所述采样信号及一第二基准阈值，并且基于所述采样信号及一第二基准阈值产生一补偿信号；所述开通时间计算模块与所述补偿信号产生模块相连，所述开通时间计算模块用于接收所述补偿信号，并且根据所述补偿信号计算开关电路的导通时长，当导通时长结束时，输出一开关电路断开信号至所述控制逻辑模块；所述退磁检测模块用于检测电感电流为零的时刻点，并且输出一控制所述开关电路导通信号至所述控制逻辑模块；所述控制逻辑模块分别与所述开通时间计算模块和所述退磁检测模块相连，所述控制逻辑模块用于接收所述开关电路断开信号和所述开关电路导通信号，并且产生开关控制信号，以控制所述开关电路的关闭和开启。7.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述补偿信号产生模块包括一跨导放大器，所述跨导放大器将所述采样信号与所述第二基准阈值的差值放大后通过芯片外置的补偿电容滤波后输出所述补偿信号。8.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述补偿信号产生模块包括一低通滤波器，所述低通滤波器数字化所述采样信号与第二基准阈值的差分积分信号，将所述差分积分信号进行累计计数并转换成模拟滤波后的补偿信号。9.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述开关电路的控制端与所述控制逻辑模块的输出端电连接，所述开关电路设置在所述LED驱动控制芯片中或者与所述LED驱动控制芯片电连接。10.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述控制器还包括一高压供电模块，所述高压供电模块与所述LED驱动控制芯片的HV引脚电连接，所述高压供电模块用于产生VCC电压。11.根据权利要求6所述的LED驱动控制芯片，其特征在于，所述控制器还包括一欠压关断模块，所述欠压关断模块用于当检测到供电电压低于一门限电压时，输出一欠压关断信号，以关闭所述LED驱动控制芯片。12.一种LED驱动控制电路，其特征在于，包括：一交流电压源、一电源控制开关、一整流桥、一输入滤波电容、一LED负载、一输出电容、一续流二极管、一电感、一采样单元和权利要求8所述的LED驱动控制芯片；所述交流电压源经所述电源控制开关耦接至所述整流桥的两个并联整流支路的共同连接点；所述输入滤波电容的一端电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑儒富，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31