具有过热降电流和恒流功能的led保护电路及驱动器

文档序号:196836 发布日期:2021-11-02 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 具有过热降电流和恒流功能的led保护电路及驱动器 (LED protection circuit and driver with over-temperature current reduction and constant current functions ) 是由 钟志远 杨建宇 于 2021-08-04 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路及驱动器,其中保护电路包括第一运算放大电路OP1、第三运算放大电路OP3和场效应管,OP3的两个电压输入端用于输入变化电压和基准电压,OP1的两个电压输入端用于输入电压Viadj和恒流阈值电压,OP3的电流输出端通过电阻R2、电阻R3与其电流输入端连接,OP3的电流输出端通过电阻R2、电阻R1与OP1的电源端连接,OP3的电流输出端接地,OP1的电源端连接电源,OP1的电压Viadj输入端与第三运算放大器的电流输入端连接,场效应管的漏极连接电源,源极连接OP3的电流输入端,栅极连接OP1输出端。本发明增加一个恒流功能,降低后的灯电流能保持恒定。(The invention discloses an LED protection circuit with functions of over-temperature current reduction and constant current and a driver, wherein the protection circuit comprises a first operational amplifier circuit OP1, a third operational amplifier circuit OP3 and a field effect transistor, two voltage input ends of an OP3 are used for inputting variable voltage and reference voltage, two voltage input ends of the OP1 are used for inputting voltage Viadj and constant current threshold voltage, a current output end of the OP3 is connected with the current input end of the OP1 through a resistor R2 and a resistor R3, a current output end of the OP3 is connected with a power supply end of the OP1 through a resistor R2 and a resistor R1, a current output end of the OP3 is grounded, a power supply end of the OP1 is connected with a power supply, a voltage Viadj input end of the OP1 is connected with a current input end of the third operational amplifier, a drain electrode of the field effect transistor is connected with the power supply, a source electrode is connected with the current input end of the OP3, and a gate electrode is connected with an output end of the OP 1. The invention adds a constant current function, and the reduced lamp current can be kept constant.)

具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路及驱动器

技术领域

本发明涉及LED灯技术领域,具体涉及一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路。

背景技术

和大多数集成电路驱动器一样,常规的LED驱动器仅带有过热关断功能。当驱动器结温超过设定温度时,控制器关闭驱动输出,LED灯熄灭。为了解决高温下LED灯熄灭的问题,少数LED驱动器加入了电流折返电路。当驱动器结温达到设定温度时,驱动器输出降低LED电流,以减少LED灯发热。这种设计的优点是可以避免LED灯熄灭,使LED灯能在低电流情况下继续工作。但是LED电流减小后,LED灯亮度减小,LED灯发热减小,驱动器结温降低,驱动器输出将增大LED电流,LED灯亮度提高,LED灯发热又将增大。LED电流将在折返区间不停变化,LED灯会呈现忽明忽暗的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术在LED驱动器加入了电流折返电路后,LED电流将在折返区间不停变化,LED灯会忽明忽暗的技术问题,目的在于提供一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路,解决了现有技术在LED驱动器加入了电流折返电路后,LED电流将在折返区间不停变化,LED灯会忽明忽暗的技术问题,

本发明通过下述技术方案实现:

一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路,包括第一运算放大电路OP1、第三运算放大电路OP3和场效应管Q1,所述第三运算放大电路OP3具有两个电压输入端,分别用于输入变化电压Viadj2和基准电压Vref,所述第一运算放大电路OP1具有两个电压输入端,分别用于输入LED灯正常工作设定电压Viadj和恒流阈值电压Vtempa,所述第三运算放大电路OP3用于将电压信号转换为电流信号,所述第三运算放大电路OP3的电流输出端依次通过电阻R2、电阻R3与其电流输入端连接,所述第三运算放大电路OP3的电流输出端依次通过电阻R2、电阻R1与第一运算放大电路OP1的电源端连接,所述第三运算放大电路OP3的电流输出端接地,所述第一运算放大电路OP1的电源端连接电源VDD,所述第一运算放大电路OP1的电压Viadj输入端与第三运算放大器OP3的电流输入端连接,所述场效应管Q1的漏极连接所述电源VDD,源极连接第三运算放大电路OP3的电流输入端,栅极连接第一运算放大电路OP1的输出端。

进一步,还包括第二运算放大器OP2和场效应管Q2,所述第二运算放大器OP2具有两个电压输入端,分别用于输入所述变化电压Viadj2和关断阈值电压Vtempb,所述关断阈值电压Vtempb小于恒流阈值电压Vtempa,所述场效应管Q2的栅极与第二运算放大器OP2的输出端连接,漏极与第三运算放大器OP3的电流输入端连接,源极与第三运算放大器OP3的电流输出端连接。

一种LED驱动器,包括所述具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路,所述驱动器包括驱动芯片,所述驱动芯片包括IADJ2引脚、VREF引脚、IADJ引脚、TEMPA引脚和TEMPB引脚,所述第三运算放大电路OP3的变化电压Viadj2和基准电压Vref输入端分别连接IADJ2引脚和VREF引脚,所述第一运算放大电路OP1的电压Viadj和恒流阈值电压Vtempa输入端分别连接IADJ引脚和TEMPA引脚。

进一步,所述IADJ2引脚用于连接到包含热敏电阻的分压器电路,用于获得LED灯板的温度信号。

进一步,所述TEMPA引脚用于设置LED灯过热时LED电流的降额曲线,TEMPB引脚用于设置过热关断温度阈值。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

本发明提供的一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路及驱动器,在使LED驱动器具有电流折返功能的基础上,增加一个恒流功能,在高温环境下,降低后的LED电流也能保持恒定,避免LED灯忽明忽暗的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中:

图1为本发明一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路的原理图;

图2为采用了本发明一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路检测的温度点(例如LED灯板或LED灯珠)与LED电流的关系图;

图3为本发明一种LED驱动器的典型应用电路图;

图4为本发明一种LED驱动器中LED电流与IADJ2电压的关系图;

图5为本发明一种LED驱动器中LED电流与LED灯板温度的关系图;

图6为本发明一种LED驱动器中IADJ2功能对LED灯板温度和LED电流的影响示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例一

请参考图1和图2,本发明实施例提供一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路,包括第一运算放大电路OP1、第三运算放大电路OP3和场效应管Q1,所述第三运算放大电路OP3具有两个电压输入端,分别用于输入变化电压Viadj2和基准电压Vref,所述第一运算放大电路OP1具有两个电压输入端,其反向输入端和同向输入端分别用于输入LED灯正常工作设定电压Viadj和恒流阈值电压Vtempa,所述第三运算放大电路OP3用于将电压信号转换为电流信号,所述第三运算放大电路OP3的电流输出端依次通过电阻R2、电阻R3与其电流输入端连接,所述第三运算放大电路OP3的电流输出端依次通过电阻R2、电阻R1与第一运算放大电路OP1的电源端连接,所述第三运算放大电路OP3的电流输出端接地,所述第一运算放大电路OP1的电源端连接电源VDD,所述第一运算放大电路OP1的电压Viadj输入端与第三运算放大器OP3的电流输入端连接,所述场效应管Q1的漏极连接所述电源VDD,源极连接第三运算放大电路OP3的电流输入端,栅极连接第一运算放大电路OP1的输出端。

作为具体实施方式,还包括第二运算放大器OP2和场效应管Q2,所述第二运算放大器OP2具有两个电压输入端,其反向输入端和同向输入端分别用于输入所述变化电压Viadj2和关断阈值电压Vtempb,所述关断阈值电压Vtempb小于恒流阈值电压Vtempa,所述场效应管Q2的栅极与第二运算放大器OP2的输出端连接,漏极与第三运算放大器OP3的电流输入端连接,源极与第三运算放大器OP3的电流输出端连接。

本发明实施例的工作流程如下:

LED灯正常工作时,也就是在过热保护没有起作用之前,LED灯的电流由LED灯正常工作设定电压,即输入电压Viadj控制。输入电压Viadj是由R1、R2固定的分压电阻设定的一个固定的电压,这个固定的电压,就是LED灯正常工作时设定电流用的。

当外部电路温度过高时,热敏电阻产生变化,热敏电阻值的变化改变电压Viadj2。当电压Viadj2低于基准电压Vref时,第三运算放大电路OP3开始工作,生成一个sink电流源。该电流源作为旁路电流,使电流流过电阻R3,从而改变电压Viadj。电压Viadj降低后,LED电流相应减小。随着电压Viadj2的逐渐增大,LED电流逐渐减小,实现电流的固定斜率调节,灯逐渐变暗。

第一运算放大电路OP1的其中一个电压输入端通过单电阻设定一个恒流阈值电压Vtempa输入,当电压Viadj降低至恒流阈值电压Vtempa时,第一运算放大电路OP1和场效应管Q1开始工作,锁定电压Viadj,此后,LED电流保持恒定。

第二运算放大电路OP2的其中一个电压输入端通过单电阻设定一个关断阈值电压Vtempb输入。如果外部电路温度继续升高,电压Viadj2持续降低。当电压Viadj2低于关断阈值电压Vtempb时,第二运算放大电路OP2开始工作,通过场效应管Q2将电压Viadj拉低至0V,LED电流降为0。实现LED电流关断。

请参考图2,OTP1为降电流起始温度点,OTP2为LED电流转为恒流状态对应的起始温度点,OTP3为驱动器关断时对应的温度点。OTP1至OTP2对应的温度区间为折返电流区,在这个温度区间内,LED电流会随温度变化而变化;OTP2至OPT3对应的温度区间为恒流区,在这个温度区间内,LED电流保持恒定,LED灯会以恒定的低亮度工作。OTP3为过温关断点,当被检测的温度点达到此温度时,驱动器输出关闭,LED灯熄灭。

本发明提供的一种具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路,在使LED驱动器具有电流折返功能的基础上,增加一个恒流功能,在高温环境下,降低后的LED电流也能保持恒定,避免LED灯忽明忽暗的情况,解决了现有技术在LED驱动器加入了电流折返电路后,LED电流将在折返区间不停变化,LED灯会忽明忽暗的技术问题。本发明可广泛适用于各类电源电路,包括DC-DC恒压电源和LED恒流电源以及恒功率电源,可以避免过温时出现输出电压或电流反复变化带来的不稳定性。

实施例二

请参考图1至图6,本发明实施例提供一种LED驱动器,包括所述具有过热降电流和恒流功能的LED保护电路,所述驱动器包括驱动芯片,所述驱动芯片包括IADJ2引脚、VREF引脚、IADJ引脚、TEMPA引脚和TEMPB引脚,所述第三运算放大电路OP3的变化电压Viadj2和基准电压Vref输入端分别连接IADJ2引脚和VREF引脚,所述第一运算放大电路OP1的电压Viadj和恒流阈值电压Vtempa输入端分别连接IADJ引脚和TEMPA引脚。

所述驱动芯片可以采用PT16751芯片,作为具体实施方式,所述IADJ2引脚用于连接到包含热敏电阻的分压器电路,用于获得LED灯板的温度信号。作为具体实施方式,所述TEMPA引脚用于设置LED灯过热时LED电流的降额曲线,TEMPB引脚用于设置过热关断温度阈值。

PT16751芯片提供了先进的过温保护。通过设置Radj5,Rtempa和Rtempb定制电流降额曲线和关断点。典型应用如图3所示,一般在LED灯板上放置NTC热敏电阻来检测LED灯板的温度。NTC热敏电阻值随着LED灯板温度升高而减小,IADJ2的电压也降低。如图4所示,当Viadj2降至2.17V时,LED电流开始减小,以降低LED灯板发热。但是,如果LED灯板的温度继续升高,NTC热敏电阻值会继续降低,相应的VIADJ2也继续降低,从而进一步减小LED电流。当LED电流降至X%(Radj5和Rtempa设定)时,LED电流保持不变。如果LED灯板的温度继续升高,NTC热敏电阻值继续减小,Viadj2继续减小。当Viadj2电压降至Y[V](由Rtempb设置)时,PT16751的GATE引脚停止工作,LED电流降至零。

如图5所示,LED额定电流为300mA,第一过温保护阈值OTP1设置为120℃,Viadj2为2.17V,LED电流开始减小。第二过温度保护阈值OTP2被设置为130℃(Radj5,Rtempa设定),LED电流保持恒定120mA(额定值的40%)。第三过温度保护阈值OTP3设置为140℃(Rtempb设定),Viadj2对应电压是Y[V](图4),LED灯关闭。图6显示了IADJ2过温保护(0TP)功能对LED灯板温度和LED电流的影响。没有IADJ2 OTP功能,LED电流保持不变(Line2),但LED灯板温度会继续上升(Line1)。随着工作时间的增加,如果LED灯板散热不好,LED灯珠会烧坏。当使用IADJ2 OTP保护功能后,LED灯板温度升高,LED电流减小,LED灯板温度可以保持不变。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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