CN106455205B - 双通道led驱动器及其开路保护方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种双通道LED驱动器及其开路保护方法。所述双通道LED驱动器用以驱动第一通道LED和第二通道LED，包括功率变换器、功率控制电路、锁存电路、第一调光开关和第二调光开关。当第一通道LED或第二通道LED开路时，锁住开路通道LED的开路状态，保持未开路通道LED长通。所述双通道LED驱动器及其开路保护方法保证了在其中一个通道LED出现开路情况时，可以继续提供照明服务并保障***安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种双通道LED(发光二极管)驱动器及其开路保护方法。
背景技术
随着科技的不断发展，LED由于其体积小、驱动简单且节能环保，正逐渐取代荧光灯在液晶显示背光和普通照明中的应用。LED需要驱动电路来为其提供受控的电流信号。在某些应用场合，除了受控的LED电流以外，还需要一些诸如12V、5V、3.3V之类的电源电压，用来为其他模块(例如微控制器MCU、无线控制模块RF、路由器等等)供电。
现有的双通道LED驱动电路通常采用两个功率级：第一功率级包括诸如反激变换器来提供两个恒定电压，其中一个电压用来驱动LED，另一个电压用来给其他模块供电；第二功率级包括两个恒流降压变换器，来分别控制流过两个通道的LED的电流。若其中一个通道LED发生开路(断路)情况，则现有双通道LED驱动电路关闭相应的功率级，以阻止功率继续提供给该通道LED。
美国芯源***有限公司(Monolithic Power Systems，MPS)提供不一样的双通道LED解决方案。MPS仅使用一个功率级，即可实现对双通道LED 的驱动和对无线模块的供电。无线模块提供两个调光信号，其中一个调光信号控制双通道LED的总亮度，另一个调光信号控制两个通道LED的调光比例。当该双通道LED的其中一个通道发生开路情况时，如何检测该开路情况、保证***的安全性(不会过压)并且继续提供照明是个挑战。
发明内容
因此本发明的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种改进的双通道LED驱动器及其控制方法。
根据本发明的实施例，提出了一种双通道LED驱动器，驱动第一通道LED 和第二通道LED，所述双通道LED驱动器包括：功率变换器，为所述第一和第二通道LED提供驱动电压和驱动电流，其中该开关变换器包括：第一绕组以及耦接至第一绕组的主功率开关，所述第一绕组在主功率开关导通时存储能量、在主功率开关断开时将能量提供至第一和第二通道LED；功率控制电路，接收无线控制模块提供的第一调光信号和表征流过主功率开关的电流的电流采样信号，产生驱动控制信号用以控制主功率开关；比较电路，比较表征驱动电压的辅助电压和开路阈值的大小，判断第一通道LED或第二通道LED是否开路，产生开路检测信号；锁存电路，接收无线控制模块提供的第二调光信号和开路检测信号，当开路检测信号指示第一通道LED或第二通道LED开路时，所述锁存电路将第二调光信号的反相信号锁存，产生反相锁存信号；第一调光开关，耦接至第一通道LED，对第一通道LED进行调光；第二调光开关，耦接至第二通道LED，对第二通道LED进行调光，所述第二调光开关与第一调光开关互补导通；其中当第一通道LED或第二通道LED开路时，第一调光开关和第二调光开关由反相锁存信号控制导通与断开；当第一通道LED和第二通道LED均没有开路时，第一调光开关和第二调光开关由第二调光信号控制导通与断开。
根据本发明的实施例，还提出了一种双通道LED驱动器的开路保护方法，所述双通道LED驱动器用以驱动第一通道LED和第二通道LED，所述方法包括：接收输入电压，产生驱动电流，用以驱动第一和第二通道LED；接收用户输入的第一调光信号和调节信号；将调节信号与输入电压进行同步，得到第二调光信号；根据第一调光信号调节第一和第二通道LED的总电流；监测第一通道LED和第二通道LED的开路情况，当有一通道LED出现开路情况时，保持相应开路通道的开路状态，使另一通道保持点亮；当第一和第二通道LED 均没有出现开路情况，根据第二调光信号调节第一通道LED和第二通道LED 的调光比例。
根据本发明各方面的上述双通道LED驱动器及其控制方法，只需要一个功率级即可实现对双通道LED的驱动、对无线模块的供电、并在其中一个通道LED出现开路情况时，保证输出不过压且可以继续提供照明服务；在两个通道LED均处于开路状态时，将功率级关闭，从而降低功耗，保障***安全。
附图说明
图1为根据本发明实施例的双通道LED驱动器100的电路结构示意图；
图2为根据本发明实施例的双通道LED驱动器200的电路结构示意图；
图3为根据本发明实施例的输出电流计算电路61的电路原理示意图；
图4为根据本发明实施例的双通道LED驱动器400的电路结构示意图；
图5为根据本发明实施例的双通道LED驱动器500的电路结构示意图；
图6示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器的选择电路 110的电路结构示意图；
图7为根据本发明实施例的双通道LED驱动器700的选择电路110的电路结构示意图；
图8示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器800的逻辑控制及驱动电路64的电路结构示意图；
图9为根据本发明实施例的双通道LED驱动器900的电路结构示意图；
图10示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器1000的过压判定电路120的电路结构示意图；
图11示意性示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器的开路保护方法流程图1100。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
图1为根据本发明实施例的双通道LED驱动器100的电路结构示意图。所谓双通道LED，即有两路LED串/LED并联耦接在驱动器的负载端。在图1 所示实施例中，所述双通道LED驱动器100驱动第一通道LED 1001和第二通道LED 1002，包括：输入端口101，接收交流输入电压(如市电)Vin；整流桥102，接收交流输入电压Vin，提供整流信号VDC；第一通道LED1001、第二通道LED 1002；功率变换器，为所述第一和第二通道LED(1001和1002) 提供驱动电压和驱动电流，其中该开关变换器包括：第一绕组31以及耦接至第一绕组31的主功率开关32，所述第一绕组31在主功率开关32导通时存储能量、在主功率开关32断开时将能量提供至第一和第二通道LED；第二绕组 104，与功率变换器中的第一绕组31磁耦合，提供供电电压VPS给无线控制模块(RF/MCU)105；功率控制电路106，接收第一调光信号DIM1和表征流过主功率开关32电流的电流采样信号ISEN，产生驱动控制信号Dr用以控制主功率开关32，其中第一调光信号DIM1由无线控制模块105提供；比较电路 108，接收表征驱动电压的辅助电压VAUX和开路阈值VOVP，所述比较电路108 比较辅助电压VAUX和开路阈值VOVP的大小，判断第一通道LED 1001或第二通道LED 1002是否开路，产生开路检测信号OC；锁存电路109，接收无线控制模块105提供的第二调光信号DIM2和开路检测信号OC，当开路检测信号OC指示第一通道LED 1001或第二通道LED 1002开路时，所述锁存电路 109将第二调光信号DIM2的反相信号锁存，产生反相锁存信号DIML；第一调光开关111，耦接至第一通道LED 1001，对第一通道LED 1001进行调光；第二调光开关112，耦接至第二通道LED 1002，对第二通道LED1002进行调光；其中当第一通道LED 1001或第二通道LED 1002开路时，第一调光开关111和第二调光开关112由反相锁存信号DIML控制导通与断开；当第一通道LED 1001和第二通道LED 1002均没有开路时，第一调光开关111和第二调光开关112由第二调光信号DIM2控制导通与断开；第二调光开关112与第一调光开关111互补导通。
在一个实施例中，锁存电路109包括D触发器。所述D触发器包括：D 输入端，接收第二调光信号DIM2；时钟输入端clk，接收开路检测信号OC；第一输出端Q和第二输出端/Q，其中反相锁存信号DIML在第二输出端/Q处提供。
在一个实施例中，第一调光信号DIM1和第二调光信号DIM2均为PWM (脉冲宽度调节)信号。
在图1所示实施例中，双通道LED驱动器100通过选择电路110对第二调光信号DIM2及其反相锁存信号DIML进行选择，当开路检测信号OC指示第一通道LED 1001或第二通道LED 1002开路，***需要开路保护(open current protection，OCP)时，所述选择电路110选择反相锁存信号DIML作为比例调光信号DIM0，来控制第一调光开关111和第二调光开关112；当开路检测信号OC指示第一通道LED 1001和第二通道LED 1002均没有开路，***不需要开路保护(non-open current protection，NOCP)时，所述选择电路110选择第二调光信号DIM2作为比例调光信号DIM0，来控制第一调光开关111和第二调光开关112。
在图1所示实施例中，所述双通道LED驱动器100还包括辅助绕组107，与第一绕组反激磁耦合，产生表征驱动电压的的辅助电压VAUX。但本领域的技术人员应当意识到，辅助电压VAUX也可以其他方式获得。
在图1所示实施例中，所述功率控制电路106包括：输出电流计算器61，接收表征流过主功率开关32电流的电流采样信号ISEN，计算流过第一和第二通道LED的总电流，产生等效输出电流IEQ；参考信号产生电路62，接收第一调光信号DIM1，产生受第一调光信号DIM1调节的参考信号VREF；误差放大器(EA)63，接收参考信号VREF和等效输出电流IEQ，所述误差放大器63 将参考信号VREF和等效输出电流IEQ的误差放大并进行积分，产生补偿信号 CMP；逻辑控制及驱动电路64，接收补偿信号CMP，产生驱动控制信号Dr 用以控制主功率开关32。在一个实施例中，所述参考信号产生电路62接收源参考电压VR0和第一调光信号DIM1，并将第一调光信号DIM1的占空比和源参考电压VR0相乘，产生参考信号VREF，即参考信号VREF与第一调光信号DIM1 的占空比和源参考电压VR的关系为：
VREF＝VR0×DDIM1，
其中DDIM1表示第一调光信号DIM1的占空比。
在图1所示实施例中，所述功率变换器还包括：副边绕组33，与第一绕组31磁耦合；第一从功率开关34，耦接在副边绕组33与第一通道LED 1001 之间；第二从功率开关35，耦接在副边绕组33与第二通道LED 1002之间。所述双通道LED驱动器100还包括：反相器113，接收比例调光信号DIM0，产生比例调光信号DIM0的反相信号。
在一个实施例中，当功率变换器采用隔离式(如图1中的反激变换器)时，比例调光信号DIM0经由光电耦合器114后再用来控制第一调光开关111和第二调光开关112。此时由于光电耦合器114的作用，比例调光信号DIM0被反相。当功率变换器采用非隔离式变换器时，第二调光信号无需经由光电耦合器，具体见下文图5所示实施例。
在一个实施例中，第二绕组104通过二极管和电压调节电路(如图1所示实施例的低压差线性稳压器LDO)给无线控制模块105供电。但本领域技术人员应当意识到，电压调节电路不局限于LDO，也可以采用其他合适的电路，甚至可以被省略。
图2为根据本发明实施例的双通道LED驱动器200的电路结构示意图。图2所示双通道LED驱动器200与图1所示双通道LED驱动器100相似，与图1所示双通道LED驱动器100不同的是，图2具体示出了第二绕组104 和功率开关32的耦接方式，以及输出电流计算器61与功率开关32的耦接方式。图2所示双通道LED驱动器200还包括：第一采样电阻器115和第二采样电阻器116，串联耦接在主功率开关32和原边参考地之间，其中第一采样电阻器115和第二采样电阻器116两端的电压为所述电流采样信号ISEN。第二绕组104经由第二采样电阻器116耦接至原边参考地。第一采样电阻器115 和第二采样电阻器116两端的电压(ISEN)经由输出电流计算器61 后，被转化为反映第一和第二通道LED总电流的等效输出电流IEQ。
在***的运行过程中，当主功率开关32断开时，流过其上的电流为零；当主功率开关32导通时，流过其上的电流I32可以表示为
其中ILm表示流过第一绕组31的励磁电感的电流，I104表示流过第二绕组104 的电流，N2/N1表示第二绕组104与第一绕组31的匝数比。
则第一采样电阻器115和第二采样电阻器116两端的电压(即电流采样信号ISEN)为：
ISEN＝I32×(R115+R116)-I104×R116 (2)。
其中R115表示第一采样电阻器115的电阻值，R116表示第二采样电阻器116 的电阻值。
由等式(1)和等式(2)，可以得到
将第二绕组104与第一绕组31的匝数比、第一采样电阻器115和第二采样电阻器116的电阻值做如下设定：
则可以得到
ISEN＝ILm×(R115+R116) (4)。
从等式(4)可以看到，当将第二绕组104与第一绕组31的匝数比、第一采样电阻器115和第二采样电阻器116的电阻值关系做特定设定后，电流采样信号ISEN仅与流过第一绕组31励磁电感的电流相关，而不受流过第二绕组104的电流的影响。该电流采样信号ISEN经过输出电流计算器61 被转化为等效输出电流IEQ后，可以准确反映第一通道LED 1001和第二通道1002的总电流。
图2所示双通道LED驱动器200的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似，为叙述简明，这里不再详述。
图3为根据本发明实施例的输出电流计算电路61的电路原理示意图。在图3所示实施例中，所述输出电流计算电路61包括：受驱动控制信号Dr控制的开关管661～663和电容器664。当主功率开关32导通时，开关管661和 663导通，开关管662断开，此时电流采样信号ISEN被传输至电容器664、等效输出电流IEQ等于零。当主功率开关32断开时，开关管661和663断开，开关管663导通，此时等效输出电流IEQ等于电容器664两端的电压，该电压等于电流采样信号ISEN的峰值。
表征第一和第二通道LED总电流的等效输出电流IEQ被输送至误差放大器63。通过误差放大器63的作用，等效输出电流IEQ的平均值被调节至参考信号VREF，而参考信号VREF受用户提供的第一调光信号DIM1控制。因此，在前述双通道LED驱动器100、200中，第一调光信号DIM1调节了第一和第二通道LED的总电流，即双通道LED的总亮度。
由于第一调光开关111和第二调光开关112由比例调光信号DIM0控制、且第一调光开关111和第二调光开关112互补导通，即第一通道LED 1001 和第二通道LED 1002被互补点亮提供照明。因此，比例调光信号DIM0调节了每个通道LED的调光比例。例如，当比例调光信号DIM2的占空比为40％时，经由光电耦合器114后由于被反相，则第一通道LED 1001的调光比例为 60％，第二通道LED 1002的调光比例为40％。即在比例调光信号DIM2的一个周期中，第一通道LED 1001的点亮时间占60％，第二通道LED 1002的点亮时间占40％。
***运行过程中，如果某一通道LED(如第一通道LED 1001)出现开路情况，当该通道相应的调光开关被导通(如第二调光信号DIM2使得第一调光开关111被导通)时，则由于第一通道LED 1001的开路情况，表征驱动电压的辅助电压VAUX在主功率开关32断开时将高于开路阈值VOVP。相应的，锁存电路109将被触发，在其第二输出端/Q产生第二调光信号DIM2的反相锁存信号DIML，该反相锁存信号DIML锁住第二调光信号DIM2此时的反相状态(即锁住将第一调光开关111断开、将第二调光开关112导通的状态)；同时，在选择电路110处，第二调光信号DIM2的反相锁存信号DIML被选择为比例调光信号DIM0，用来控制第一调光开关111和第二调光开关112，使得第二调光开关112被保持持续导通，第一调光开关111被保持持续断开。即在开路情况发生时，相应通道LED被熄灭(开路状态被锁住)，另一通道 LED被保持持续点亮以提供照明并保证输出不过压。
因此，前述双通道LED驱动器100、200在某一通道LED出现开路时，保证了***可以继续对应用场合提供照明并保障了***安全。
图4为根据本发明实施例的双通道LED驱动器400的电路结构示意图。图4所示双通道LED驱动器400与图1所示双通道LED驱动器100相似，与图1所示双通道LED驱动器100不同的是，在图4所示双通道LED驱动器 400中，所述无线控制模块(RF/MCU)105的第二调光信号DIM2和交流输入电压Vin和/或整流电压VDC同步。具体来说，所述无线控制模块105包括：用户输入模块51，提供用户输入的第一调光信号DIM1和调节信号DIM；过零比较器52，接收表征交流输入电压Vin(和/或整流信号VDC)的输入采样信号和零值参考信号VZ(如0.1V)，所述零值比较器52比较输入采样信号和零值参考信号VZ的大小，产生过零检测信号ZD；同步触发器53，接收用户提供的调节信号DIM和过零检测信号ZD，产生第二调光信号DIM2。其中所述第二调光信号DIM2响应过零检测信号ZD被复位、响应调节信号DIM被置位，复位的优先级高于置位的优先级。
图4所示双通道LED驱动器400的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似，为叙述简明，这里不再详述。
前述双通道LED驱动器100、200和400的功率变换器均采用隔离式变换器，然而本领域技术人员应该知道，双通道LED驱动器的功率变换器也可采用非隔离变换器，如图5所示。
图5为根据本发明实施例的双通道LED驱动器500的电路结构示意图。在图5所示实施例中，所述双通道LED驱动器500的功率变换器包括升-降压型(buck-boost)变换器。所述buck-boost变换器包括：第一绕组31；耦接至第一绕组31的主功率开关32，所述第一绕组31在主功率开关32导通时存储能量，在主功率开关32断开时将能量提供至第一和第二通道LED；第一从功率开关34，耦接至第一绕组31和主功率开关32；第二从功率开关35，耦接至第一绕组31和主功率开关32。
在图5所示实施例中，由于其功率变换器采用buck-boost变换器，因此第一调光开关111和第二调光开关112为高端(high-side)配置，需要浮驱动。
在图5所示实施例中，由于其功率变换器为非隔离式变换器，因此比例调光信号DIM0无需经由光电耦合器114，因此，反相器113耦接在选择电路110 和第一调光开关111之间。
图5所示双通道LED驱动器500的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似，为叙述简明，这里不再详述。
前述根据本发明各实施例的双通道LED驱动器中，若其中一个通道LED 出现开路情况，则驱动电压的辅助电压VAUX在主功率开关32断开时将超过开路阈值VOVP，；而在功率变换器的主功率开关32导通时，辅助电压VAUX被拉低，开路检测信号OC变成低电平。因此，当出现某一通道LED开路时，开路检测信号OC是脉冲信号，其高电平存续于开路状态发生并且主功率开关 32的断开期间。该脉冲的高电平需要被锁住，以保证相应通道LED被持续断开。
图6示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器600的选择电路110的电路结构示意图。在图6所示实施例中，所述选择电路110包括： RS锁存器11，具有置位输入端S、复位输入端R和输出端Q，其中置位输入端S接收开路检测信号OC，复位输入端R接收***的欠压锁存信号UVLO，当开路检测信号OC指示有一通道LED出现开路情况时，所述RS锁存器11 将开路状态锁存，产生开路锁存信号OCL；选择开关12，在开路锁存信号OCL 的控制下选择第二调光信号DIM2或者反相锁存信号DIML作为比例调光信号DIM0，来控制第一调光开关和第二调光开关。当开路锁存信号OCL指示其中一通道LED开路时，选择开关12选择反相锁存信号DIML作为比例调光信号 DIM0；当开路锁存信号OCL指示没有任一通道LED开路时，选择开关12选择第二调光信号DIM2作为比例调光信号DIM0。
图6所示双通道LED驱动器600的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似，为叙述简明，这里不再详述。
图7示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器700的选择电路110的电路结构示意图。在图7所示实施例中，所述选择电路110包括： RS锁存器11，当第一通道LED和第二通道LED的其中一通道出现开路情况时，RS锁存器11响应开路检测信号OC产生开路锁存信号OCL，以锁存所述开路通道LED的开路状态；反相单元13，接收开路锁存信号OCL，产生与开路锁存信号反相的开路反相信号；第一逻辑与单元14，对反相锁存信号DIML 和开路锁存信号OCL执行逻辑与运算，产生第一逻辑与信号；第二逻辑与单元15，对开路反相信号和第二调光信号DIM2执行逻辑与运算，产生第二逻辑与信号；逻辑或单元16，对第一逻辑与信号和第二逻辑与信号执行逻辑或运算，产生比例调光信号DIM0，用以控制第一调光开关111和第二调光开关112。
当开路检测信号OC指示某一通道LED开路，则开路锁存信号OCL为高电平，开路反相信号为低电平。相应的，在第一逻辑与单元14处，反相锁存信号DIML被传输至逻辑或单元16；在第二逻辑与15处，第二调光信号DIM2 被屏蔽。因此，比例调光信号DIM0为反相锁存信号DIML，第一调光开关111 和第二调光开关112由反相锁存信号DIML控制。反之，当开路检测信号OC 指示第一通道LED和第二通道LED均没有开路，则开路锁存信号OCL为低电平，开路反相信号为高电平。相应的，在第一逻辑与单元14处，反相锁存信号DIML被屏蔽；在第二逻辑与15处，第二调光信号DIM2被传输至逻辑或单元16。因此，比例调光信号DIM0为第二调光信号DIM2，第一调光开关 111和第二调光开关112由第二调光信号DIM2控制。
图7所示双通道LED驱动器700的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似，为叙述简明，这里不再详述。
图8示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器800的逻辑控制及驱动电路64的电路结构示意图。在图8所示实施例中，逻辑控制及驱动电路64包括：比较器81，接收补偿信号CMP和锯齿波信号VSAW，其中所述锯齿波信号VSAW在主功率开关32导通时线性上升、在主功率开关32断开时被复位，所述比较器81对所述补偿信号CMP和锯齿波信号VSAW进行比较，产生比较信号；逻辑电路82，接收表征副边绕组的电流是否过零的电流过零信号ZCD(如通过一第三绕组检测)和比较信号，产生逻辑信号，其中所述逻辑信号响应电流过零信号ZCD被置位、响应比较信号被复位；驱动单元83，接收逻辑信号，产生所述驱动控制信号Dr，用以控制主功率开关32的运行。
在图8所示实施例中，所述逻辑电路82包括RS触发器。
图8所示双通道LED驱动器800的其他电路结构及运行原理与图1所示双通道LED驱动器100相似，为叙述简明，这里不再详述。
前述根据本发明多个实施例的双通道LED驱动器在其中一个通道LED出现开路情况时，通过断开相应开路通道LED，并保持另一个未开路通道LED 持续点亮，继续给应用场合提供照明。若在第一通道LED开路后，第二通道 LED也发生开路，即两个通道LED均发生开路情况，则需要关闭功率级，停止功率变换器的运行，以降低功耗，保证***安全。以下结合图9具体阐述当两个通道LED均发生开路时的电路保护。
图9为根据本发明实施例的双通道LED驱动器900的电路结构示意图。图9所示双通道LED驱动器900与图1所示双通道LED驱动器100相似，与图1所示双通道LED驱动器100不同的是，图9所示双通道LED驱动器 900还包括：过压判定电路120，接收开路检测信号OC，判定辅助电压VAUX是否连续N个周期(如连续4个周期)均出现高于开路阈值VOVP的脉冲(判断第一通道LED和第二通道LED是否均处于开路状态)，当判定结果为辅助电压VAUX连续设定周期均出现高于开路阈值VOVP的脉冲，则第一通道LED 和第二通道LED均处于开路状态，过压判定电路120产生过压保护信号OVP，以关闭功率控制电路，停止功率变换器的工作。N为自然数，可以根据实际情况设定。
具体来说，假定第一通道LED 1001出现开路情况，则其相应的第一调光开关111被保持断开，第二通道LED 1002相应的第二调光开关112被保持持续导通，使得第二通道LED1002继续给应用场合提供照明。若第二通道 LED 1002在某一时刻也出现开路情况，则辅助电压VAUX将再一次超过开路阈值VOVP，此时开路检测信号OC再一次变高，直至功率变换器的主功率开关 32在下一个周期中被导通，以指示另一通道LED也出现开路情况。过压判定电路120接收此开路检测信号OC，并判断在接下来的设定周期，开路检测信号OC是否连续出现脉冲信号，指示另一通道LED也出现开路情况。当开路检测信号OC连续设定周期(如连续2个或4个周期)出现脉冲信号，则过压判定电路120输出过压保护信号OVP，以关闭功率控制电路(如将驱动控制信号Dr拉低，屏蔽驱动控制信号Dr等等)，停止功率变换器的工作，从而降低功耗，保证***不过压，使得安全性得到保障。
图10示意性的示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器1000的过压判定电路120的电路结构示意图。在图10所示实施例中，所述过压判定电路120包括：RS触发器21，具有置位端S，接收开路检测信号OC，复位端 R，接收表征驱动控制信号Dr的复位信号Gatef，所述RS触发器21响应驱动控制信号Dr的下降沿，将开路检测信号OC传输至其第一输出端Q，并在其第二输出端/Q产生开路检测信号OC的反相信号；D锁存器22，具有输入端D、时钟端clk和输出端Q，其输入端D耦接至RS触发器21的第二输出端/Q接收开路检测信号OC的反相信号，其时钟端clk接收表征驱动控制信号 Dr的方波信号Gater，所述D锁存器22响应驱动控制信号Dr的上升沿，将开路检测信号OC的反相信号传输至其输出端Q；计数器23，具有输入端I、复位端R和输出端O，其中输入端I接收开路检测信号OC，所述计数器23 响应开路检测信号的上升沿计数、响应开路检测信号的反相信号被复位，当计数达到设定值，产生过压保护信号OVP，以关闭功率控制电路，停止功率变换器的工作。如果计数器23在计数没有达到设定值时，其复位端R被D锁存器22的输出复位，则计数器被清零，过压保护信号OVP不对功率控制电路产生作用。
如前所述，当两通道LED均开路时，开路检测信号OC为连续脉冲信号(其高电平时间为主功率开关32的断开期间)。当功率变换器的主功率开关 32断开时，辅助电压VAUX超过开路阈值VOVP，开路检测信号OC变为高电平， RS触发器21响应驱动控制信号Dr的下降沿(即响应主功率开关32的断开)，将该高电平的开路检测信号OC的反相信号(低电平)传输至其第二输出端/Q。相应的，D锁存器22的输出为低电平，不对计数器23执行复位。当计数器 23响应开路检测信号OC的连续脉冲进行计数并达到设定值时，过压保护信号OVP变为高电平，将功率控制电路106关闭，使功率变换器停止工作，降低功耗，保证***安全。如果在计数器未达到设定值之前，开路检测信号OC 在某个周期没有出现脉冲(即在该周期内，开路检测信号OC一直为低电平)，则RS触发器21响应驱动控制信号Dr的下降沿，将该低电平的开路检测信号 OC的反相信号(高电平)传输至其第二输出端/Q。相应的，D锁存器22接收该高电平的输入信号，并响应下一周期驱动控制信号Dr的上升沿，将其传输至输出端Q。于是计数器23被复位清零，过压保护信号OVP为低电平，不对功率控制电路产生作用。
本发明还提出了一种双通道LED驱动器的开路保护方法。图11示意性示出了根据本发明实施例的双通道LED驱动器的开路保护方法流程图1100。所述双通道LED驱动器用以驱动第一通道LED和第二通道LED，所述方法包括：
步骤1101，接收输入电压，产生驱动电流，用以驱动第一和第二通道LED。
步骤1102，接收用户输入的第一调光信号和调节信号。
步骤1103，将调节信号与输入电压进行同步，得到第二调光信号。
步骤1104，根据第一调光信号调节第一和第二通道LED的总电流。
步骤1105，监测第一通道LED和第二通道LED的开路情况，当有一通道LED出现开路情况时，进入步骤1106；当第一和第二通道LED均没有出现开路情况，进入步骤1107。
步骤1106，保持相应开路通道的开路状态，使另一通道保持点亮。
步骤1107，根据第二调光信号调节第一通道LED和第二通道LED的调光比例。
在一个实施例中，所述步骤1106“保持所述开路通道的开路状态，使另一通道保持点亮”包括：锁存该开路状态和第二调光信号的反相状态，并根据锁存的第二调光信号的反相信号调节第一通道LED和第二通道LED的调光比例。
在一个实施例中，所述步骤1103“将调节信号与输入电压进行同步，得到第二调光信号”包括：判断输入电压的过零情况，在输入电压过零时产生过零检测信号；响应过零检测信号将第二调光信号复位，响应调节信号将第二调光信号置位。
在一个实施例中，所述方法还包括：持续监测第一通道LED和第二通道 LED的开路情况，如果第一通道LED和第二通道LED均处于开路状态，关闭双通道LED驱动器的功率级。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种双通道LED驱动器，驱动第一通道LED和第二通道LED，所述双通道LED驱动器包括：
功率变换器，为所述第一和第二通道LED提供驱动电压和驱动电流，其中该功率变换器包括：第一绕组以及耦接至第一绕组的主功率开关，所述第一绕组在主功率开关导通时存储能量、在主功率开关断开时将能量提供至第一和第二通道LED；
功率控制电路，接收无线控制模块提供的第一调光信号和表征流过主功率开关的电流的电流采样信号，产生驱动控制信号用以控制主功率开关；
比较电路，比较表征驱动电压的辅助电压和开路阈值的大小，判断第一通道LED或第二通道LED是否开路，产生开路检测信号；
锁存电路，接收无线控制模块提供的第二调光信号和开路检测信号，当开路检测信号指示第一通道LED或第二通道LED开路时，所述锁存电路将第二调光信号的反相信号锁存，产生反相锁存信号；
第一调光开关，耦接至第一通道LED，对第一通道LED进行调光；
第二调光开关，耦接至第二通道LED，对第二通道LED进行调光，所述第二调光开关与第一调光开关互补导通；其中
当第一通道LED或第二通道LED开路时，第一调光开关和第二调光开关由反相锁存信号控制导通与断开；
当第一通道LED和第二通道LED均没有开路时，第一调光开关和第二调光开关由第二调光信号控制导通与断开。
2.如权利要求1所述的双通道LED驱动器，其中所述功率变换器接收交流输入电压，并基于交流输入电压为所述第一和第二通道LED提供驱动电压和驱动电流，所述无线控制模块包括：
用户输入模块，提供用户输入的第一调光信号和调节信号；
过零比较器，比较输入采样信号和零值参考信号的大小，产生过零检测信号；
同步触发器，产生第二调光信号；其中所述第二调光信号响应过零检测信号被复位、响应调节信号被置位。
3.如权利要求1所述的双通道LED驱动器，还包括选择电路，对第二调光信号及其反相锁存信号进行选择，其中
当开路检测信号指示第一通道LED或第二通道LED开路时，所述选择电路选择反相锁存信号来控制第一调光开关和第二调光开关；
当开路检测信号指示第一通道LED和第二通道LED均没有开路时，所述选择电路选择第二调光信号来控制第一调光开关和第二调光开关。
4.如权利要求3所述的双通道LED驱动器，其中选择电路包括：
RS锁存器，当开路检测信号指示第一通道LED和第二通道LED的其中一通道出现开路情况时，所述RS锁存器将开路状态锁存，产生开路锁存信号；
选择开关，受开路锁存信号的控制，选择第二调光信号或者反相锁存信号来控制第一调光开关和第二调光开关。
5.如权利要求3所述的双通道LED驱动器，其中选择电路包括：
RS锁存器，当开路检测信号指示第一通道LED和第二通道LED的其中一通道出现开路情况时，所述RS锁存器将开路状态锁存，产生开路锁存信号；
反相单元，产生与开路锁存信号反相的开路反相信号；
第一逻辑与单元，对反相锁存信号和开路锁存信号执行逻辑与运算，产生第一逻辑与信号；
第二逻辑与单元，对开路反相信号和第二调光信号执行逻辑与运算，产生第二逻辑与信号；
逻辑或单元，对第一逻辑与信号和第二逻辑与信号执行逻辑或运算，用以控制第一调光开关和第二调光开关。
6.如权利要求1所述的双通道LED驱动器，还包括过压判定电路，接收开路检测信号，当开路检测信号在连续N个周期均指示辅助电压出现大于开路阈值的脉冲，过压判定电路产生过压保护信号，以关闭功率控制电路，其中N为自然数。
7.如权利要求6所述的双通道LED驱动器，其中所述过压判定电路包括：
RS触发器，响应驱动控制信号的下降沿，产生开路检测信号的反相信号；
D锁存器，响应驱动控制信号的上升沿，将开路检测信号的反相信号传输至其输出端；
计数器，响应开路检测信号的上升沿计数、响应开路检测信号的反相信号被复位，当计数达到设定值，产生过压保护信号，以关闭功率控制电路。
8.一种双通道LED驱动器的开路保护方法，所述双通道LED驱动器用以驱动第一通道LED和第二通道LED，所述方法包括：
接收输入电压，产生驱动电流，用以驱动第一和第二通道LED；
接收用户输入的第一调光信号和调节信号；
将调节信号与输入电压进行同步，得到第二调光信号；
根据第一调光信号调节第一和第二通道LED的总电流；
监测第一通道LED和第二通道LED的开路情况，当有一通道LED出现开路情况时，保持相应开路通道的开路状态，使另一通道保持点亮；当第一和第二通道LED均没有出现开路情况，根据第二调光信号调节第一通道LED和第二通道LED的调光比例。
9.如权利要求8所述的方法，所述“保持所述开路通道的开路状态，使另一通道保持点亮”包括：锁存该开路状态和第二调光信号的反相状态，并根据锁存的第二调光信号的反相信号调节第一通道LED和第二通道LED的调光比例。
10.如权利要求8所述的方法，还包括：持续监测第一通道LED和第二通道LED的开路情况，如果第一通道LED和第二通道LED均处于开路状态，关闭双通道LED驱动器的功率级。
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