CN219577320U - 具有保护功能的led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种具有保护功能的LED驱动电路，包括：整流单元，用于将交流电转换为直流电；滤波单元，用于对所述直流电进行滤波处理；功率转换单元，用于接收滤波后的直流电，并向负载提供稳定的电流，包括控制芯片和具有栅极的功率开关管，所述控制芯片具有向所述栅极输出控制信号使得功率开关管导通或断开的控制端；隔离保护单元，耦接在所述控制芯片和功率开关管之间，容许信号从所述控制端传输至所述栅极，而阻隔来自栅极的电流传输至所述控制端。在功率开关管的栅极和源极发生连锡的情况下，本申请提供的LED驱动电路，通过隔离保护单元阻隔从源极输入的高压电流，避免高压电流流入控制芯片，避免控制芯片被烧毁。

Description

具有保护功能的LED驱动电路

技术领域

本申请涉及照明技术领域，特别是涉及一种具有保护功能的LED驱动电路。

背景技术

LED驱动电路一般通过调节功率开关管的导通角，来实现对输出功率的调节，功率开关管例如采用MOSFET管。功率开关管的导通与否通过IC芯片来控制。如公开号为CN110461069B的专利公开了一种调光信号生成电路和方法、调光控制集成电路及LED驱动电路，其LED驱动电路包括具有DRV管脚的IC芯片、以及受控于DRV管脚的开关管，能够实现输出功率的调节。

这种通过调节功率开关管导通角从而控制输出功率的LED驱动电路，在工厂批量生产时，进行焊接时(例如波峰焊)会产生一定比例的连锡焊点，无法通过出厂前的通电测试，而发生大片区域的电路烧毁。尤其当连锡发生在开关管的接直流总线的源极、以及接IC芯片的栅极之间时，通电测试会使得来自源极的高压电流直接流入到IC芯片，电流的冲击使得芯片烧毁，造成维修难度增加和生产成本提高的不利后果。

实用新型内容

为避免由于功率开关管源极和栅极的短路，造成通电测试时IC芯片的烧毁，有必要针对上述技术问题，提供一种具有保护功能的LED驱动电路。

本申请具有保护功能的LED驱动电路，包括：

整流单元，用于将交流电转换为直流电；

滤波单元，用于对所述直流电进行滤波处理；

功率转换单元，用于接收滤波后的直流电，并向负载提供稳定的电流，包括控制芯片和具有栅极的功率开关管，所述控制芯片具有向所述栅极输出控制信号使得功率开关管导通或断开的控制端；

隔离保护单元，耦接在所述控制芯片和功率开关管之间，容许信号从所述控制端传输至所述栅极，而阻隔来自栅极的电流传输至所述控制端。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述隔离保护单元包括光耦合器，所述光耦合器包括用于将电信号转化为光信号的光发射器、以及用于将光信号转换为电信号的光侦测器；

所述光发射器具有耦接所述控制端的输入端，所述光侦测器具有耦接所述栅极的输出端以及耦接所述滤波单元的供电端。

可选的，所述光侦测器的输出端与所述栅极之间包括第一通路和第二通路，所述第一通路为双向通路，所述第二通路为允许电流从所述栅极流向所述光侦测器的输出端的单向通路。

可选的，所述第二通路包括负极耦接所述光侦测器的输出端的二极管。

可选的，所述第一通路包括第一电阻。

可选的，所述光侦测器的输出端通过第二电阻耦接至地线。

可选的，包括耦接所述栅极的稳压单元。

可选的，所述稳压单元为与所述第二电阻并联的稳压二极管。

可选的，所述供电端与所述滤波单元之间耦接第一限流元件。

可选的，所述光发射器的输入端与所述控制端之间耦接有第二限流元件。

本申请具有保护功能的LED驱动电路至少具有以下技术效果：

在功率开关管的栅极和源极发生连锡的情况下，本申请提供的LED驱动电路，通过隔离保护单元阻隔从源极输入的高压电流，避免高压电流流入控制芯片，避免控制芯片被烧毁。

附图说明

图1为本申请一实施例中具有保护功能的LED驱动电路的模块结构示意图；

图2～图3为本申请一实施例中具有保护功能的LED驱动电路的电路图；

图中附图标记说明如下：

100、整流单元；200、滤波单元；300、功率转换单元；310、控制芯片；320、功率开关管；330、隔离保护单元；331、光发射器；331A、输入端；332、光侦测器；332A、供电端；332B、输出端；301、第一通路；302、第二通路；400、负载。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”或“耦接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

本申请中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

参见图1，本申请一实施例中提供一种具有保护功能的LED驱动电路，包括整流单元100、滤波单元200、功率转换单元300和隔离保护单元330。其中整流单元100用于将交流电转换为直流电；滤波单元200用于对直流电进行滤波处理；功率转换单元300用于接收滤波后的直流电(脉动直流电)，并向负载400提供稳定的电流。功率转换单元300包括控制芯片310和具有栅极Gate的功率开关管320，控制芯片310具有向栅极Gate输出控制信号使得功率开关管320导通或断开的控制端DRV。隔离保护单元330耦接在控制芯片310和功率开关管320之间，容许信号从控制端DRV传输至栅极Gate，而阻隔来自栅极Gate的电流传输至控制端DRV。

本实施例中，功率开关管320例如可以选用MOSFET管，控制芯片310的控制端DRV控制向栅极Gate输出控制信号，使功率开关管320的获得直流电的源极Source、以及耦接至地线的漏极Drain导通或断开，从而实现输出功率的调节。

若在焊接时源极Source和栅极Gate发生连锡，通电测试时，来自于源极Source的高压电流被隔离保护单元330阻隔，防止高压电流进入控制芯片310中烧毁控制芯片。

参见图1～图3，在一个实施例中结合电路图说明。整流单元100包括全波整流桥BD1，整流桥BD1通过火线L和零线N输入交流线，滤波单元200包括RC滤波电路，滤波输出直流电Vbus。直流电Vbus与地线之间还依次设置有二极管D1，以及并联的电容C1和电阻R5，能够抵抗差模浪涌。二极管D1的负载有取电端V1，用于光侦测器332供电。具体地，二极管D1的负极作为取电端V1，耦接至光侦测器332的供电端332A。

功率转换单元300包括变压器TR，变压器TR的初级绕组耦接Vbus，并从初级绕组中的取电端V2(具体取自于变压器TR初级绕组的3脚)，耦接至功率开关管的源极Source。源极Source通过漏极Drain放电时，初级绕组正常工作，为次级绕组供电。次级绕组给负载400供电。次级绕组和负载之间还设置有二极管D4、以及由电阻R3和电容C3构成的次级滤波电路。

功率转换单元300包括控制芯片310(即图中IC芯片U1，以下简称为IC芯片)、以及功率开关管320(即图中开关管Q1，以下简称为Q1)。IC芯片的供电端VCC可以通过在变压器TR上增加绕组，维持工作所需电能。其控制端DRV(6脚)耦接至开关管Q1的栅极Gate。开关管Q1的Source耦接至取电端V2，漏极Drain经由并联的电阻R13、电阻R14连接至地线。

功率转换单元300包括隔离保护单元330，隔离保护单元330包括光耦合器U2。光耦合器U2包括用于将电信号转化为光信号的光发射器331、以及用于将光信号转换为电信号的光侦测器332。

光发射器331具有输入端331A，输入端331A耦接控制端DRV。具体地，光发射器331的输入端331A与控制端DRV之间耦接有第二限流元件(电阻R6)。

光侦测器332具有供电端332A和输出端332B，供电端332A耦接滤波单元200(耦接至Vbus)，输出端332B耦接至栅极Gate。供电端332A与滤波单元200之间耦接第一限流元件(电阻R7)，电阻R7具体耦接在供电端332A和二极管D1的负极之间。

在通电测试时，如果源极和栅极发生连锡，来自于取电端V2的高压电流无法流入IC芯片的控制端DRV，避免烧毁IC芯片。在正常使用时，控制端DRV输出控制信号，经过电-光-电信号转换，正常控制开关管Q1的导通与截止。

在一个实施例中，光侦测器332的输出端332B与栅极Gate之间包括第一通路301和第二通路302，第一通路301为双向通路，第二通路302为允许电流从栅极Gate流向光侦测器332的输出端332B的单向通路。

在开关管的栅极从高电平下降到低电平时，开关管Q1从导通切换到截止。但由于电路器件的电量残余，会使得栅极电平下降延迟。本实施例中控制端DRV输出的控制信号通过第一通路发送给栅极，当控制端DRV停止输出控制信号时，栅极的电平同时通过第一通路301和第二通路302放电释放，实现快速开关管从导通到截止的快速切换。

具体地，第二通路302包括负极耦接光侦测器332的输出端332B的二极管D5，二极管D5的正极耦接栅极Gate。第一通路301包括第一电阻(电阻R8)，光侦测器332的输出端332B通过第二电阻(电阻R11)耦接至地线。第二通路302还包括电阻R9。也就是说，第一通路301包括电阻R10、电阻R8。第二通路包括电阻R10、二极管D5和电阻R9，如图3中虚线所示。

功率转换单元300包括耦接栅极Gate的稳压单元，稳压单元为与第二电阻(电阻R11)并联的稳压二极管D6。开关管的栅极Gate和漏极Drain之间还耦接有泄放电阻R12。

本申请实施例中通过光耦合器保护IC芯片，能避免IC芯片被烧毁。在IC芯片的控制端DRV和开关管Q1的栅极Gate之间隔离保护单元300。若开关管Q1栅极和源极的焊点发生连锡，通电测试时光耦合器U2阻止从源极流入的高压电流流入到IC芯片中，以免IC芯片被烧毁。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.具有保护功能的LED驱动电路，其特征在于，包括：

整流单元，用于将交流电转换为直流电；

滤波单元，用于对所述直流电进行滤波处理；

功率转换单元，用于接收滤波后的直流电，并向负载提供稳定的电流，包括控制芯片和具有栅极的功率开关管，所述控制芯片具有向所述栅极输出控制信号使得功率开关管导通或断开的控制端；

隔离保护单元，耦接在所述控制芯片和功率开关管之间，容许信号从所述控制端传输至所述栅极，而阻隔来自栅极的电流传输至所述控制端。

2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述隔离保护单元包括光耦合器，所述光耦合器包括用于将电信号转化为光信号的光发射器、以及用于将光信号转换为电信号的光侦测器；

所述光发射器具有耦接所述控制端的输入端，所述光侦测器具有耦接所述栅极的输出端以及耦接所述滤波单元的供电端。

3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述光侦测器的输出端与所述栅极之间包括第一通路和第二通路，所述第一通路为双向通路，所述第二通路为允许电流从所述栅极流向所述光侦测器的输出端的单向通路。

4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第二通路包括负极耦接所述光侦测器的输出端的二极管。

5.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一通路包括第一电阻。

6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述光侦测器的输出端通过第二电阻耦接至地线。

7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，包括耦接所述栅极的稳压单元。

8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述稳压单元为与所述第二电阻并联的稳压二极管。

9.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述供电端与所述滤波单元之间耦接第一限流元件。

10.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述光发射器的输入端与所述控制端之间耦接有第二限流元件。