CN102014536A - 驱动电路及发光二极管驱动控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种驱动电路及发光二极管驱动控制器，所述驱动电路用以驱动一负载。驱动电路包含一驱动电源以及一控制器。驱动电源用以提供一第一电源以驱动负载。所述控制器耦接一第二电源以接收操作所需电力，并于一第一模式时用以控制驱动电源提供负载的电力大小而于一第二模式时用以停止驱动电源提供负载电力。其中，控制器于驱动电源提供第一电源前，维持于第一模式。

Description

驱动电路及发光二极管驱动控制器

技术领域

本发明涉及一驱动电路及发光二极管驱动控制器，尤指一种具有闩锁保护的驱动电路及发光二极管驱动控制器。

背景技术

请参考图1，为公知的一具保护功能的驱动电路的电路示意图。驱动电路包含由一电感L、一二极管D、一晶体管开关SW、一电容C所构成的一转换电路、以及一控制器10，用以驱动一负载30。一电阻R耦接负载30，以根据流经负载30的电流大小产生一反馈信号FB。控制器10根据反馈信号FB产生一控制信号Gate控制晶体管开关SW的导通与截止，以调整由一输入电压VIN传送至转换电路的输出端的电力，使流经负载30的电流稳定于一电流值。

控制器10包含一误差放大电路12、一振荡电路14、一脉宽调变电路16、一驱动控制电路18以及一保护电路20。误差放大电路12接收一参考电压Vref及反馈信号FB，并据此产生一误差放大信号COMP。脉宽调变电路16接收误差放大信号COMP及振荡电路14所输出的一斜波信号SAW，以产生一脉宽调变信号PWM。驱动控制电路18根据脉宽调变信号PWM产生控制信号Gate以控制晶体管开关SW。保护电路20于驱动电路异常时，输出一保护信号PROT至驱动控制电路18，使驱动控制电路18暂时停止输出控制信号Gate，以停止输入电压VIN传送电力至转换电路。当电路异常解除时，保护电路20停止输出保护信号PROT，使驱动控制电路18重新输出控制信号Gate以控制晶体管开关SW。

然而，一般一旦出现电路异常，例如输出电压异常或输出电流异常，控制器10停止输出控制信号Gate后电路异常会消失但并非根本排除造成电路异常的原因。因此之后控制器10又重新输出控制信号Gate又会使电路异常再出现。如此周而复始不仅电路依然无法正常运作，也增加了不必要的电力消耗，而且造成了电路的不稳定甚至使电路增加了毁损的风险。

发明内容

鉴于现有技术中的控制器保护功能的设计使驱动电路于电路异常时增加了不必要的功耗，且造成电路的不稳定及增加毁损风险。本发明的驱动电路及控制器于电路异常，保持驱动电路于保护模式下直至驱动电路重新启动，以避免现有技术的驱动电路的问题，并且对于双电源驱动电路，增加驱动电路的电源的判断，以避免电路误判而无法动作。

为达到上述目的，本发明提供一种发光二极管驱动控制器，用以控制一发光二极管驱动电路以驱动一发光二极管模块。发光二极管驱动控制器包含一反馈控制单元以及一保护单元。反馈控制单元根据代表流经发光二极管模块的一驱动电流大小的一电流反馈信号输出一控制信号以调整驱动电流。保护单元根据电流反馈信号以决定是否产生一保护信号，以停止发光二极管驱动电路输出驱动电流直至发光二极管驱动控制器被重新启动。

本发明也提供一种驱动电路，用以驱动一负载。驱动电路包含一驱动电源以及一控制器。驱动电源用以提供一第一电源以驱动负载。控制器耦接一第二电源以接收操作所需电力，并于一第一模式时用以控制驱动电源提供负载的电力大小而于一第二模式时用以停止驱动电源提供负载电力。其中，控制器于驱动电源提供第一电源前，禁止操作于该第二模式。

本发明可以调整控制信号的工作周期，以调整提供至负载的电力大小，并根据保护信号以决定是否停止提供负载电力。本发明可提供过低压保护信号、过高压保护信号、过低电流保护信号、过高电流保护信号或其他用以侦测驱动电路的保护侦测信号的任一持续产生超过一预定时间长度/次数时，保护单元才输出保护信号，以避免驱动电路暂时性的电路异常。

以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的权利要求范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与附图中加以阐述。

附图说明

图1为公知的一具保护功能的驱动电路的电路示意图。

图2为根据本发明的一第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图。

图3为根据本发明的一第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图。

【主要元件附图标记说明】

现有技术：

控制器10

误差放大电路12

振荡电路14

脉宽调变电路16

驱动控制电路18

保护电路20

负载30

电感L

二极管D

晶体管开关SW

电容C

电阻R

反馈信号FB

控制信号Gate

输入电压VIN

参考电压Vref

误差放大信号COMP

斜波信号SAW

脉宽调变信号PWM

保护信号PROT

本发明：

控制器100、200

振荡单位102

误差放大单位104、212

脉宽调整单位106

脉宽调变信号107

驱动控制单位108

反馈控制单元110、210

保护单元120、220

过低压比较单位122、222

过高压比较单位124、224

过低电流比较单位126、226

过高电流比较单位128、228

电流侦测电路132、232

电压侦测电路134、234

开关140、240

电感142

二极管144

负载145、245

输出电容146

与门214

保护启动单元215

反相器216

单触发电路218

驱动电源250

输入电压VIN

输出电压VOUT

电压反馈信号VFB、Vs

控制信号S1、S2

参考信号Vr1、Vr2

误差放大信号Vea

保护信号PROT

过低压参考信号Vuvp

过低压保护信号UVP

过高压参考信号Vovp

过高压保护信号OVP

过低电流参考信号Vucp

电流反馈信号IFB、Cs

驱动电流Iload

过低电流保护信号UCP

过高电流参考信号Vocp

过高电流保护信号OCP

第一电源VDDH

第二电源VDDL

调光信号DIM

点A、B、C

具体实施方式

请参考图2，为根据本发明的一第一较佳实施例的驱动电路的电路示意图。驱动电路包含一控制器100以及一驱动电源，用以驱动一负载145，其中驱动电源包含一输入电压VIN、一开关140、一电感142、一二极管144以及一输出电容146。在本实施例，驱动电源为一直流转直流升压转换电路，用以将输入电压VIN转换成一输出电压VOUT，以驱动负载145。控制器100接收由一电压侦测电路134所产生的一电压反馈信号VFB，电压反馈信号VFB代表驱动电路所提供的输出电压VOUT的大小，并据此产生一控制信号S1以控制开关140的切换，使输出电压VOUT稳定。

控制器100包含一反馈控制单元110以及一保护单元120。反馈控制单元110包含一振荡单位102、一误差放大单位104、一脉宽调整单位106以及一驱动控制单位108。误差放大单位104接收电压反馈信号VFB以及一参考信号Vr1，并据此产生一误差放大信号Vea。脉宽调整单位106耦接振荡单位102及误差放大单位104，以接收误差放大信号Vea及由振荡单位102所产生的一三角波信号并据此产生一脉宽调变信号107。驱动控制单位108耦接脉宽调整单位106及保护单元120，以接收脉宽调变信号107及由保护单元120所产生的一保护信号PROT。驱动控制单位108根据脉宽调变信号107调整控制信号S1的工作周期，以调整提供至负载的电力大小，并根据保护信号PROT以决定是否停止提供负载145电力。

控制器100更包含一过低压比较单位122、一过高压比较单位124、一过低电流比较单位126以及一过高电流比较单位128。过低压比较单位122接收电压反馈信号VFB以及一过低压参考信号Vuvp，于电压反馈信号VFB的准位低于过低压参考信号Vuvp的准位时，即输出电压VOUT低于一预定过低电压值时输出一过低压保护信号UVP。过高压比较单位124接收电压反馈信号VFB以及一过高压参考信号Vovp，于电压反馈信号VFB的准位高于过高压参考信号Vovp的准位时，即输出电压VOUT高于一预定过高电压值时输出一过高压保护信号OVP。过低电流比较单位126接收一过低电流参考信号Vucp以及由一电流侦测电路132所产生的一电流反馈信号IFB，电流反馈信号IFB代表流经负载145的驱动电流Iload的大小，于电流反馈信号IFB的准位低于过低电流参考信号Vucp之准位时，即负载电流Iload低于一预定过低电流值时输出一过低电流保护信号UCP。过高电流比较单位128接收电流反馈信号IFB以及一过高电流参考信号Vocp，于电流反馈信号IFB的准位高于过高电流参考信号Vocp的准位时，即驱动电流Iload高于一预定过高电流值时输出一过高电流保护信号OCP。当保护单元120一旦接收到过低压保护信号UVP、过高压保护信号OVP、过低电流保护信号UCP、过高电流保护信号OCP的任一时，即输出保护信号PROT以停止控制器100输出控制信号S1，使驱动电源不再传送电力至负载145直至控制器100被重新启动为止。也就是说，当控制器100遇到电路异常时，控制器100即被锁住(latch)在保护模式，以避免电路不断地尝试正常电路作动。一般而言，控制器100可以通过外部的一重新启动信号(未绘出)至保护单元120，使保护单元120解除锁住以停止再输出保护信号PROT，或者停止提供控制器100所需的电力，使控制器100内部电路状态重新重设。

除了上述一发生电路异常即进入保护模式之外，本发明也可以过低压保护信号UVP、过高压保护信号OVP、过低电流保护信号UCP、过高电流保护信号OCP或其他用以侦测驱动电路的保护侦测信号的任一持续产生超过一预定时间长度时，保护单元120才输出保护信号PROT，以避免驱动电路暂时性的电路异常，例如：人为的晃动或碰触，而造成的电路误判。或者，本发明也可以过低压保护信号UVP、过高压保护信号OVP、过低电流保护信号UCP、过高电流保护信号OCP或其他用以侦测驱动电路的保护侦测信号的任一产生的次数超过一预定次数(例如：3次)时，保护单元120才输出保护信号PROT来避免暂时电路异常所造成的电路误判。

上述实施例以电压反馈控制的直流转直流升压转换电路为例说明，然而本发明也可以应用至任何具有保护功能的驱动电路。请参考图3，为根据本发明的一第二较佳实施例的驱动电路的电路示意图。本实施例的驱动电路为双电源电路***，也就是驱动负载的电源与驱动控制器的电源为彼此独立的电源。

请参见图3，驱动电路包含了一控制器200以及一驱动电源250。驱动电源250用以提供一第一电源VDDH以驱动负载245，在此实施例，负载245为一发光二极管模块。控制器200耦接一第二电源VDDL以接收操作所需电力。当驱动电路无任何电路异常时，控制器200操作在一第一模式，即正常模式，此时控制器200输出一控制信号S2控制开关240，以控制驱动电源250提供负载245的电力大小。当控制器200判断驱动电路发生电路异常时，控制器200操作在一第二模式，即保护模式，以停止驱动电源250提供负载245电力。另外，为避免第一电源VDDH晚于第二电源VDDL输入至控制器200可能误判电路异常而进入保护模式。因此，本发明的控制器200会判断驱动电源250是否已经开始提供第一电源VDDH，若否则禁止操作于第二模式。

控制器200包含一反馈控制单元210以及一保护单元220。反馈控制单元210包含一误差放大单位212以及一与门214。误差放大单位212接收一参考信号Vr2及由一电流侦测电路232所产生的一电流反馈信号Cs，电流反馈信号Cs代表流经负载245的驱动电流的大小，并据此产生一控制信号S2。在本实施例，控制信号S2控制开关的等效阻值，以控制流经负载的驱动电流稳定于一预定电流值。与门耦接误差放大单位212及保护单元220，以接收一调光信号DIM及由保护单元220所产生的一保护信号PROT，并根据保护信号PROT及调光信号DIM以决定是否停止提供负载245电力。

控制器200更包含一保护启动单元215、一过低压比较单位222、一过高压比较单位224、一过低电流比较单位226以及一过高电流比较单位228，其中保护启动单元215包含一反相器216、一单触发电路(One-Shot Circuit)218。保护启动单元215耦接过低电流比较单位226及保护单元220。过低电流比较单位226接收电流反馈信号Cs以及一过低电流参考信号Vucp。当第一电源VDDH尚未提供至负载245前，电流反馈信号Cs的准位低于一过低电流参考信号Vucp的准位，使过低电流比较单位226输出高准位的过低电流保护信号UCP。高准位的过低电流保护信号UCP经反相器216反向成低准位信号，故单触发电路218维持输出低准位的保护启动信号，此时保护单元220未启动。因此，当第一电源VDDH尚未提供至负载245前，控制器200未启动保护功能，因而无法操作于第二模式。

一旦第一电源VDDH提供至负载245，使电流反馈信号Cs的准位高于过低电流参考信号Vucp的准位，过低电流比较单位226输出低准位的过低电流保护信号UCP，经反相器216反向成高准位信号，故单触发电路218将维持输出高准位的保护启动信号，保护单元220开始启动保护功能。

保护单元220启动后，当电流反馈信号Cs的准位再低于一过低电流参考信号Vucp的准位，即流经负载245的负载电流低于一预定过低电流值时再输出一过低电流保护信号UCP。过低压比较单位222接收一过低压参考信号Vuvp以及一电压反馈信号Vs，电压反馈信号Vs代表第一电源VDDH的驱动电压的大小，于电压反馈信号Vs的准位低于过低压参考信号Vuvp的准位时，即第一电源VDDH的驱动电压低于一预定过低电压值时输出一过低压保护信号UVP。过高压比较单位224接收电压反馈信号Vs以及一过高压参考信号Vovp，于电压反馈信号Vs的准位高于过高压参考信号Vovp的准位时，即第一电源VDDH的驱动电压高于一预定过高电压值时输出一过高压保护信号OVP。过高电流比较单位228接收电流反馈信号Cs以及一过高电流参考信号Vocp，于电流反馈信号Cs的准位高于过高电流参考信号Vocp的准位时，即流经负载245的负载电流高于一预定过高电流值时输出一过高电流保护信号OCP。当保护单元220一旦接收到过低压保护信号UVP、过高压保护信号OVP、过低电流保护信号UCP、过高电流保护信号OCP的任一时，即输出保护信号PROT以停止控制器200输出控制信号S2，使第一电源VDDH不再传送电力至负载245直至控制器200被重新启动为止。

本实施例也可以过低压保护信号UVP、过高压保护信号OVP、过低电流保护信号UCP、过高电流保护信号OCP或其他用以侦测驱动电路的保护侦测信号的任一持续产生超过一预定时间长度时，保护单元220才输出保护信号PROT；或者，也可以过低压保护信号UVP、过高压保护信号OVP、过低电流保护信号UCP、过高电流保护信号OCP或其他用以侦测驱动电路的保护侦测信号的任一产生的次数超过一预定次数时，保护单元220才输出保护信号PROT来避免暂时电路异常所造成的电路误判。

另外，在本实施例，控制器200通过侦测点A的状态来判断第一电源VDDH是否已提供至负载245。在实际应用上，控制器200亦可以侦测耦接至驱动电源250的任何一点来判断第一电源VDDH是否以提供至负载245，例如第三图中所示的点B或点C。

如上所述，本发明完全符合专利三要件：新颖性、创造性和实用性。本发明在上文中已以较佳实施例揭露，在本发明的领域内任何普通技术人员可以理解的是，该实施例仅用于说明本发明，而不应解读为限制本发明的权利要求范围。应注意的是，凡与该实施例等效的变化与修改，均涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围应以权利要求为准。

Claims (13)

1.一种发光二极管驱动控制器，用以控制一发光二极管驱动电路以驱动一发光二极管模块，其特征在于：

一反馈控制单元，根据代表流经该发光二极管模块的一驱动电流大小的一电流反馈信号输出一控制信号以调整该驱动电流；以及

一保护单元，根据该电流反馈信号以决定是否产生一保护信号，以停止该发光二极管驱动电路输出该驱动电流直至该发光二极管驱动控制器被重新启动。

2.如权利要求1所述的发光二极管驱动控制器，其特征在于更包含一保护启动单元，根据该电流反馈信号以决定是否启动该保护单元。

3.如权利要求2所述的发光二极管驱动控制器，其特征在于该发光二极管驱动控制器耦接一第一电源，该发光二极管驱动电路耦接一第二电源。

4.如权利要求3所述的发光二极管驱动控制器，其特征在于该保护单元更接收代表该发光二极管驱动电路所提供的一驱动电压大小的一电压反馈信号，并于根据该电压反馈信号以决定是否产生该保护信号，以停止该发光二极管驱动电路输出该驱动电流直至该发光二极管驱动控制器被重新启动。

5.如权利要求3或4所述的发光二极管驱动控制器，其特征在于该保护单元于该驱动电压高于一第一电压值或低于一第二电压值或者于该驱动电流高于一第一电流值或低于一第二电流值时，产生该保护信号。

6.如权利要求3或4所述的发光二极管驱动控制器，其特征在于该保护单元计数该驱动电压高于该第一电压值的次数或低于该第二电压值的次数或者该驱动电流高于一第一电流值的次数或低于一第二电流值的次数，于该些次数的任一次数值大于一预定次数值时，产生该保护信号。

7.如权利要求3或4所述的发光二极管驱动控制器，其特征在于该保护单元于该驱动电压高于一第一电压值或低于一第二电压值持续一预定时间长度时或者于该驱动电流高于一第一电流值或低于一第二电流值持续一预定时间长度时，产生该保护信号。

8.一种驱动电路，用以驱动一负载，其特征在于：

一驱动电源，用以提供一第一电源以驱动该负载；以及

一控制器，耦接一第二电源以接收操作所需电力，并于一第一模式时用以控制该驱动电源提供该负载的电力大小而于一第二模式时用以停止该驱动电源提供该负载电力；

其中，该控制器于该驱动电源提供该第一电源前，禁止操作于该第二模式。

9.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于该控制器侦测该第一电源的一驱动电压或侦测流经该负载的一驱动电流，并于该驱动电压一旦高于一第一电压值或低于一第二电压值时或于该驱动电流一旦高于一第一电流值或低于一第二电流值时，进入该第二模式。

10.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于该控制器侦测该第一电源的一驱动电压或侦测流经该负载的一驱动电流，并计数该驱动电压高于该第一电压值的次数或低于该第二电压值的次数或记录该驱动电流高于该第一电流值的次数或低于该第二电流值的次数，于该些次数的任一一旦大于一预定次数值时，进入该第二模式。

11.如权利要求8所述的发光二极管驱动电路，其特征在于该控制器侦测该第一电源的一驱动电压或侦测流经该负载的一驱动电流，并于该驱动电压一旦高于一第一电压值或低于一第二电压值持续一预定时间长度时或于该驱动电流一旦高于一第一电流值或低于一第二电流值持续一预定时间长度时，进入该第二模式。

12.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于该负载包含一发光二极管。

13.如权利要求12所述的驱动电路，其特征在于该控制器接收一调光信号，并根据该调光信号控制该驱动电源提供该负载电力的时间。

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