申请/专利权人：无锡恒芯微科技有限公司

申请日：2018-06-20

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN108541112B

主分类号：H05B44/00

分类号：H05B44/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2018.10.16#实质审查的生效;2018.09.14#公开

摘要：本发明涉及LED驱动电路技术领域，尤其涉及一种用于BUCK‑BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路，包括比较器、计时器、第一RS触发器、第一非门、第二非门、第三非门和第一与非门，计时器包括第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第四D触发器、第五D触发器、第六D触发器、第二RS触发器、第一与门、第二与门、第三与门、第四与门、第二与非门、第三与非门、第四非门、第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第九非门、第十非门、第十一非门；本发明应用于BUCK‑BOOSTLED驱动电路时，提高了系统稳定性，防止在LED短路情况下损坏芯片甚至炸机，且在LED短路情况下降低了系统输入功耗。

主权项：1.一种用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路，其特征在于：包括比较器、计时器、第一RS触发器、第一非门、第二非门、第三非门和第一与非门；所述计时器包括第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第四D触发器、第五D触发器、第六D触发器、第二RS触发器、第一与门、第二与门、第三与门、第四与门、第二与非门、第三与非门、第四非门、第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第九非门、第十非门和第十一非门；所述比较器的输出端接第一与非门的第一输入端；所述第二D触发器的Q输出端接第二与非门的第一输入端，Q输出端接自身的D输入端和第三D触发器的CP输入端；所述第三D触发器的Q输出端接第三与门的第一输入端，Q输出端接自身的D输入端和第四D触发器的CP输入端；所述第四D触发器的Q输出端接第二与门的第一输入端，Q输出端接自身的D输入端和第五D触发器的CP输入端；所述第五D触发器的Q输出端接第一与门的第一输入端，Q输出端接自身的D输入端和第六D触发器的CP输入端；所述第六D触发器的Q输出端接第一与门的第二输入端，Q输出端接自身的D输入端；所述第一与门的输出端接第二与门的第二输入端；所述第二与门的输出端接第三与门的第二输入端；所述第三与门的输出端接第二与非门的第二输入端；所述第二与非门的输出端接第四非门的输入端和第七非门的输入端；所述第四非门的输出端接第三与非门的第一输入端；所述第五非门的输出端接第三与非门的第二输入端；所述第三与非门的输出端接第六非门的输入端；所述第六非门的输出端接第一与非门的第二输入端；所述第七非门的输出端接第八非门的输入端；所述第八非门的输出端接第四与门的第一输入端；所述第九非门的输出端接第二RS触发器的S输入端；所述第十非门的输出端接第二RS触发器的R输入端；所述第二RS触发器的Q输出端接第一D触发器的D输入端；所述第一D触发器的Q输出端接第四与门的第二输入端；所述第四与门的第三输入端接第一D触发器的R输入端，输出端接第十一非门的输入端；所述第十一非门的输出端接第二D触发器的R输入端、第三D触发器的R输入端、第四D触发器的R输入端、第五D触发器的R输入端、第六D触发器的R输入端和第一非门的输入端；所述第一非门的输出端接第一RS触发器的R输入端；所述第一RS触发器的S输入端接第九非门的输入端，Q输出端接第二非门NOT2的输入端；所述第二非门的输出端接第一与非门的第三输入端；所述第一与非门的输出端接第三非门的输入端；所述比较器的同相输入端、反相输入端、第二D触发器的CP输入端、第五非门的输入端、第一RS触发器的S输入端、第十非门的输入端和第一D触发器的CP输入端、R输入端作为LED短路保护电路的输入端，第三非门的输出端作为LED短路保护电路的输出端；所述第一RS触发器由两个或非门构成；所述第二RS触发器由两个与非门构成。

全文数据：一种用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路技术领域[0001]本发明涉及LED驱动电路技术领域，尤其涉及一种用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路。背景技术[0002]目前国内市场上Buck-Boost的LED驱动电路，大都采用了传统的电压工艺，需要外置的供电系统，其由LED的负载正端，通过电阻和二极管来提供VCC的电压。由于市场的需要，发明人之前开发了一种采用了集成高压JFET供电的BUCK-BOOSTLED驱动电路，该驱动电路无需外置的供电回路，因此在系统应用方案上更为简单，但是由于电路结构的改变，使得其在LED短路保护方面也出现了新的问题。[0003]传统的Buck-BoostLED驱动电路，没有采用高压集成工艺，其供电系统由启动电阻以及负载通过电阻和二极管来提供。当负载LED发生短路后，负载通过电阻和二极管的供电系统，也会被短路到地，此时VCC电压下降至UVLO下电压，则系统关闭，再通过启动电阻来对VCC上电，如此反复，VCC电压是一个三角波形，系统不停的开和关。[0004]当Buck-BoostLED驱动电路集成了内置的高压JFET后，启动电阻和由负载通过电阻和二极管的供电回路被省掉了，系统VCC电压由内部的JFET通过高压转低电压模块得到。通过调节JFET的大小尺寸可以对芯片提供不同的电流。其电路原理图如图1所示，当负载LED短路时，由于系统没有馈电回路，并且由于系统供电由内置的高压JroT提供，所以VCC电压会保持不变，不会掉电。此时由于负载短路，则电感通过负载放电的时间会很长，内部采用计算电路得到的电压偏低，COMP脚的电压会快速上升，高压MOSFET的导通时间会变大，流过ISEN采样电阻的电流会变大。由于内部设定了Ton_max最大导通时间）和Toff_max最大退磁时间）的时间，此时系统就会工作在Ton_max和Toff_max的工作状态，由于负载LED短路，贝Ij在Toff_max时间内，系统不能将电感的电流全部放电，那么电感的电流会越来越大，当增大到一定程度时则会使高压MOSFET烧毁击穿，进而导致电路失效。发明内容[0005]针对现有技术中的问题，本发明提供一种用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路。[0006]为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：[0007]一种用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路，包括比较器、计时器、第一RS触发器、第一非门、第二非门、第三非门和第一与非门；[0008]所述计时器包括第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第四D触发器、第五D触发器、第六D触发器、第二RS触发器、第一与门、第二与门、第三与门、第四与门、第二与非门、第三与非门、第四非门、第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第九非门、第十非门、第i非门；[0009]所述比较器的输出端接第一与非门的第一输入端；[0010]所述第二D触发器的Q输出端接第二与非门的第一输入端，^输出端接自身的D输入端和第三D触发器的CP输入端；[0011]所述第三D触发器的Q输出端接第三与门的第一输入端，吞输出端接自身的D输入端和第四D触发器的CP输入端；[0012]所述第四D触发器的Q输出端接第二与门的第一输入端，3输出端接自身的D输入端和第五D触发器的CP输入端；[0013]所述第五D触发器的Q输出端接第一与门的第一输入端，汾输出端接自身的D输入端和第六D触发器的CP输入端；[0014]所述第六D触发器的Q输出端接第一与门的第二输入端，设输出端接自身的D输入端；[0015]所述第一与门的输出端接第二与门的第二输入端；[0016]所述第二与门的输出端接第三与门的第二输入端；[0017]所述第三与门的输出端接第二与非门的第二输入端；[0018]所述第二与非门的输出端接第四非门的输人端和第七非门的输入端；[0019]所述第四非门的输出端接第三与非门的第一输入端；[0020]所述第五非门的输出端接第三与非门的第二输入端；[0021]所述第三与非门的输出端接第六非门的输入端；[0022]所述第六非门的输出端接第一与非门的第二输入端；[0023]所述第七非门的输出端接第八非门的输入端；[0024]所述第八非门的输出端接第四与门的第一输入端；[0025]所述第九非门的输出端接第二RS触发器的S输入端；[0026]所述第十非门的输出端接第二RS触发器的R输入端；[0027]所述第二RS触发器的Q输出端接第一D触发器的D输入端；[0028]所述第一D触发器的Q输出端接第四与门的第二输入端；[0029]所述第四与门的第三输入端接第一D触发器的R输入端，输出端接第十一非门的输入端；[0030]所述第i^一非门的输出端接第二D触发器的R输入端、第三D触发器的R输入端、第四D触发器的R输入端、第五D触发器的R输入端、第六D触发器的R输入端、第一非门的输入端；[0031]所述第一非门的输出端接第一RS触发器的R输入端；[0032]所述第一RS触发器的S输入端接第九非门的输入端，Q输出端接第二非门N0T2的输入端；[0033]所述第二非门的输出端接第一与非门的第三输入端；[0034]所述第一与非门的输出端接第三非门的输入端；[0035]所述比较器的同相输入端、反相输入端、第二D触发器的CP输入端、第五非门的输入端、第一RS触发器的S输入端、第十非门的输入端、第一D触发器的CP输入端、R输入端作为LED短路保护电路的输入端，第三非门的输出端作为LED短路保护电路的输出端。[0036]作为优选，所述第一RS触发器由两个或非门构成。[0037]作为优选，所述第二RS触发器由两个与非门构成。[0038]从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：将本发明应用于BUCK-BOOSTLED驱动电路时，不仅能够提高系统的稳定性，防止在LED短路的情况下损坏芯片甚至炸机，而且能够在LED短路的情况下降低系统输入功耗。附图说明[0039]图1是现有的Buck-BoostLED驱动电路的电路结构图；[0040]图2是本发明的电路结构图；[0041]图3是本发明计时器的内部电路结构图；[0042]图4是本发明的时序波形图；[0043]图5是本发明应用在Buck-BoostLED驱动电路的电路结构图。具体实施方式[0044]结合图2至图5,详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。[0045]如图2和图3所示，一种用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路，包括比较器、计时器、第一RS触发器RSl、第一非门NOTl、第二非门N0T2、第三非门N0T3和第一与非门NANDl;[0046]第一RS触发器RSl由两个或非门NOR构成，计时器包括第一D触发器DFFRl、第二D触发器DFFR2、第三D触发器DFFR3、第四D触发器DFFR4、第五D触发器DFFR5、第六D触发器DFFR6、第二RS触发器RS2、第一与门AND1、第二与门AND2、第三与门AND3、第四与门AND4、第二与非门NAND2、第三与非门NAND3、第四非门N0T4、第五非门N0T5、第六非门N0T6、第七非门N0T7、第八非门N0T8、第九非门N0T9、第十非门N0T10、第^^一非门N0T11，第二RS触发器RSl由两个与非门NAND构成；[0047]比较器的输出端接第一与非门NANDl的第一输入端；[0048]第二D触发器DFFR2的Q输出端接第二与非门NAND2的第一输入端，石输出端接自身的D输入端和第三D触发器DFFR3的CP输入端；[0049]第三D触发器DFFR3的Q输出端接第三与门AND3的第一输入端，I输出端接自身的D输入端和第四D触发器DFFR4的CP输入端；[0050]第四D触发器DFFR4的Q输出端接第二与门AND2的第一输入端，石输出端接自身的D输入端和第五D触发器DFFR5的CP输入端；[0051]第五D触发器DFFR5的Q输出端接第一与门AND1的第一输入端，输出端接自身的D输入端和第六D触发器DFFR6的CP输入端；[0052]第六D触发器DFFR6的Q输出端接第一与门ANDl的第二输入端，石输出端接自身的D输入端；[0053]第一与门ANDl的输出端接第二与门AND2的第二输入端；[0054]第二与门AND2的输出端接第三与门AND3的第二输入端；[0055]第三与门AND3的输出端接第二与非门NAND2的第二输入端；[0056]第二与非门NAND2的输出端接第四非门N0T4的输入端和第七非门N0T7的输入端；[0057]第四非门N0T4的输出端接第三与非门NAND3的第一输入端；[0058]第五非门N0T5的输出端接第三与非门NAND3的第二输入端；[0059]第三与非门NAND3的输出端接第六非门N0T6的输入端；[0060]第六非门N0T6的输出端接第一与非门NANDl的第二输入端；[0061]第七非门N0T7的输出端接第八非门N0T8的输入端；[0062]第八非门N0T8的输出端接第四与门AND4的第一输入端；[0063]第九非门N0T9的输出端接第二RS触发器RS2的S输入端；[0064]第十非门N0T10的输出端接第二RS触发器RS2的R输入端；[0065]第二RS触发器RS2的Q输出端接第一D触发器DFFRl的D输入端；[0066]第一D触发器DFFRl的Q输出端接第四与门AND4的第二输入端；[0067]第四与门AND4的第三输入端接第一D触发器DFFRl的R输入端，输出端接第^^一非门NOTll的输入端；[0068]第^^一非门NOTl1的输出端接第二D触发器DFFR2的R输入端、第三D触发器DFFR3的R输入端、第四D触发器DFFR4的R输入端、第五D触发器DFFR5的R输入端、第六D触发器的R输入端、第一非门NOTl的输入端；[0069]第一非门NOTl的输出端接第一RS触发器RSl的R输入端；[0070]第一RS触发器RSl的S输入端接第九非门N0T9的输入端，Q输出端接第二非门N0T2的输入端；[0071]第二非门N0T2的输出端接第一与非门NANDl的第三输入端；[0072]第一与非门NANDl的输出端接第三非门N0T3的输入端；[0073]比较器的同相输入端、反相输入端、第二D触发器DFFR2的CP输入端、第五非门N0T5的输入端、第一RS触发器RSl的S输入端、第十非门N0T10的输入端、第一D触发器DFFRl的CP输入端、R输入端作为LED短路保护电路的输入端，第三非门N0T3的输出端作为LED短路保护电路的输出端。[0074]本发明的工作原理为：[0075]比较器的同相输入端接入VREFl信号，比较器的反相输入端接入Z⑶信号，第二D触发器DFFR2的CP输入端接入DRV_DM1信号，第五非门N0T5的输入端接入DRV_DM2信号，第一RS触发器RSl的S输入端接入T0FF_MAX信号，第十非门的输入端接入LEB2信号，第一D触发器DFFRl的CP输入端接入LEBl信号，第一D触发器DFFRl的贿俞入端接入EN信号；[0076]如图2所示，为本发明所述LED短路保护电路的电路结构图，EN信号为系统（BPBuck-BoostLED驱动电路，以下均简称系统）的UVLO信号，当系统电压达到了UVL0_0N，则EN信号从低电位跳变到高电位，计时器电路初始化，并开始工作。此时系统开始工作，VREFl是内部设定的基准电压此电路设定为50mv，ZCD电压是负载通过电阻分压得到的电压此电压也用于设定LED开路保护点），正常情况下，LED没有短路，则ZCD电压比较高大于50mv，典型值一般在大约IV左右。比较器输出的CMP_Z⑶信号在检测周期内输出低电位，OUT信号输出为低电位。系统初始上电，由于负载电压还没有建立，则ZCD信号低于50mv，此时系统工作在最大退磁时间模式，T0FF_MAX是一个带有占空比的方波，当出现连续的T0FF_MAX信号，则计时器开始计时，当计时器连续计满内部设定的值此电路为32个周期），则计时器COUNT输出高电位，如果此时Z⑶信号低于50mv，则CMP_Zro输出为高电位，那么OUT信号输出为高电位，触发系统LED短路保护功能。此时系统会关闭内部JFET，VCC电压开始降低到UVLO下电压，则系统开始重新启动，并重新检测LED是否短路，如此反复，当LED短路故障解除，ZCD电压信号开始上升，并大于50mv，CMP_ZCD在检测周期内，输出为低电位，OUT信号输出为低电位。此时系统开始退出最大退磁工作模式，T0FF_MAX信号变为低电位。计时器停止工作，并初始化。当LED短路，则进入最大退磁工作模式，则T0FF_MAX输出方波，则计时器开始工作。同时计时器必须是连续计数32个周期，才被认定是负载LED短路。这样是为了防止由于系统电压波动导致的误触发。[0077]计时器的内部逻辑如图3所示，其工作原理如下：当系统开始工作，UVLO上电完成，则EN信号变为高电位，EN信号对所有D触发器进行复位并开始计时，当输出LED没有短路，则T0FF_MAX没有方波信号，为低电位，LEB2信号为DRV信号DRV信号为驱动功率MOSFET的驱动信号，DRV_DM1和DRV_DM2是退磁信号）的一个延时信号，每个周期来复位第二RS触发器，第二RS触发器输出到第一D触发器DFFRl的D端为低电位，LEBl是一个采样信号（采样信号从DRV信号经过处理得到），控制第一D触发器DFFRl的CP输入端，此时则采样到低电位，第一D触发器DFFRl的Q端输出为低电位，那么RST输出为低电位，第二D触发器DFFR2、第三D触发器DFFR3、第四D触发器DFFR4、第五D触发器DFFR5、第六D触发器DFFR6保持复位状态，计时器停止工作，COUNT保持低电位不变。当LED负载短路时，由于Z⑶变为OV左右，则此时系统会工作在最大退磁时间模式，此时T0FF_MAX开始输出方波波形，则第二RS触发器输出为高电位，第一D触发器DFFRl采样到高电位，并输出高电位，则RST信号为高电位，此时计时器开始工作，当计满32个周期，则COUNT输出高电位，触发LED短路保护，系统关闭JFET供电高压管，VCC电压下降，当下降到UVLO下电压则系统开始重新上电启动。如此反复。当没有计满32个周期，此时系统恢复正常，则由于T0FF_MAX信号为低电位，则计时器会重新复位，如此可以避免目前电压和其他干扰导致的系统误触发。[0078]本发明的时序波形图如图4所示，本发明应用于图1所示的Buck-BoostLED驱动电路中的电路结构图如图5所示。[0079]综上所述，本发明具有以下优点：将本发明应用于BUCK-BOOSTLED驱动电路时，不仅能够提高系统的稳定性，防止在LED短路的情况下损坏芯片甚至炸机，而且能够在LED短路的情况下降低系统输入功耗。[0080]可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

权利要求：I.一种用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路，其特征在于:包括比较器、计时器、第一RS触发器、第一非门、第二非门、第三非门和第一与非门；所述计时器包括第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第四D触发器、第五D触发器、第六D触发器、第二RS触发器、第一与门、第二与门、第三与门、第四与门、第二与非门、第三与非门、第四非门、第五非门、第六非门、第七非门、第A非门、第九非门、第十非门、第十一非门；所述比较器的输出端接第一与非门的第一输入端；所述第二D触发器的Q输出端接第二与非门的第一输入端，0输出端接自身的D输入端和第三D触发器的CP输入端；所述第三D触发器的Q输出端接第三与门的第一输入端，g输出端接自身的D输入端和第四D触发器的CP输入端；所述第四D触发器的Q输出端接第二与门的第一输入端，石输出端接自身的D输入端和第五D触发器的CP输入端；所述第五D触发器的Q输出端接第一与门的第一输入端，^输出端接自身的D输入端和第六D触发器的CP输入端；所述第六D触发器的Q输出端接第一与门的第二输入端，^输出端接自身的D输入端；所述第一与门的输出端接第二与门的第二输入端；所述第二与门的输出端接第三与门的第二输入端；所述第三与门的输出端接第二与非门的第二输入端；所述第二与非门的输出端接第四非门的输入端和第七非门的输入端；所述第四非门的输出端接第三与非门的第一输入端；所述第五非门的输出端接第三与非门的第二输入端；所述第三与非门的输出端接第六非门的输入端；所述第六非门的输出端接第一与非门的第二输入端；所述第七非门的输出端接第八非门的输入端；所述第八非门的输出端接第四与门的第一输入端；所述第九非门的输出端接第二RS触发器的S输入端；所述第十非门的输出端接第二RS触发器的R输入端；所述第二RS触发器的Q输出端接第一D触发器的D输入端；所述第一D触发器的Q输出端接第四与门的第二输入端；所述第四与门的第三输入端接第一D触发器的R输入端，输出端接第十一非门的输入端；所述第i^一非门的输出端接第二D触发器的R输入端、第三D触发器的R输入端、第四D触发器的R输入端、第五D触发器的R输入端、第六D触发器的R输入端、第一非门的输入端；所述第一非门的输出端接第一RS触发器的R输入端；所述第一RS触发器的S输入端接第九非门的输入端，Q输出端接第二非门N0T2的输入端；所述第二非门的输出端接第一与非门的第三输入端；所述第一与非门的输出端接第三非门的输入端；所述比较器的同相输入端、反相输入端、第二D触发器的CP输入端、第五非门的输入端、第一RS触发器的S输入端、第十非门的输入端、第一D触发器的CP输入端、R输入端作为LED短路保护电路的输入端，第三非门的输出端作为LED短路保护电路的输出端。2.根据权利要求1所述的用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路，其特征在于:所述第一RS触发器由两个或非门构成。3.根据权利要求1所述的用于BUCK-BOOSTLED驱动电路的LED短路保护电路，其特征在于:所述第二RS触发器由两个与非门构成。

百度查询： 无锡恒芯微科技有限公司 一种用于BUCK-BOOST LED驱动电路的LED短路保护电路

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