[發明專利]一種輸出過壓保護電路

在審

• 申請號: 201711403476.X
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107969048A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海燦瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明涉及LED驅動領域，尤其涉及一種輸出過壓保護電路。

背景技術

LED驅動芯片通常需要集成輸出過壓保護功能以防止異常情況下輸出電壓過高損壞系統。當LED驅動電路的輸出端開路或者異常過壓時，LED驅動芯片必須觸發輸出過壓保護功能關斷輸出功率管以控制輸出電壓的進一步上升，否則會使輸出電壓失控持續升高，超出器件的極限耐壓造成系統損壞。

隨著LED應用的普及和成本的降低，LED驅動應用的環境也越來越復雜惡劣，因此面對各種極端情況時必然要求芯片的保護功能能夠在不影響正常應用前提下可靠及時地觸發，從而有效保護電路。目前，常見的過壓保護方案有以下兩種：

第一種如圖1所示，通過電阻R1、R2分壓采樣退磁階段電感兩端電壓fb并與芯片(虛框所示)內部的參考電壓vref比較，當采樣到的電壓大于芯片內參考電壓時觸發過壓保護OVP并關斷輸出功率管M0。該方案的主要缺點在于：在極限應用中電感的退磁時間有可能短至小于芯片內部為防止干擾而設置的屏蔽時間leboff，從而導致過壓保護失效；或者由于噪聲的影響導致R1、R2的采樣電壓fb出現擾動而誤觸發過壓保護導致燈閃。

第二種如圖2所示，通過芯片(虛框所示)外部管腳Rovp接電阻R1以設置芯片內部的最小退磁時間作為過壓閾值。隨著輸出電壓逐漸升高，電感的退磁時間也逐漸減小，當輸出過壓時電感退磁時間小于R1設定的最小退磁時間時，觸發過壓保護并關斷輸出功率管M0。其中，圖2中swon信號為功率管的開關信號，uvlob為電源電壓的欠壓鎖定信號，leboffb為防止干擾的屏蔽時間，tdfin為電感退磁結束的檢測信號，ovp為過壓保護信號。

如圖3所示，在swon＝1功率管導通期間，MOS管M1將電容Cramp的上極板拉低，固定電流源Iovp流經芯片外的電阻Rovp在比較器comp負相輸入端產生固定電壓，此時比較器comp輸出tdmin＝0，D觸發器保持初始值輸出ovp＝0。在swon＝0功率管關斷期間，電感開始退磁，Cramp在電流源Iramp的充電下線性上升，當ramp上升至Rovp電壓時，比較器comp輸出tdmin＝1，此時如果已經檢測到退磁信號tdfin＝1，則D觸發器輸出OVP＝1觸發輸出過壓保護并鎖定。為防止tdfin誤檢測，在功率管關斷后設置屏蔽時間leboffb，在此期間內觸發的tdfin＝1無效，不會觸發OVP，觸發OVP后只有當芯片下電uvlob＝0，復位OVP。

此方案的主要缺點在于：當輸入電壓較低，勵磁不夠時有可能導致退磁時間很短誤觸發過壓保護，甚至引起燈閃；或者極限條件下系統實際退磁時間小于芯片為防止干擾而設置的內部屏蔽時間leboffb，則過壓保護失效。

綜上所述，以上兩種方案都存在過壓保護的不可靠性，不是誤觸發過壓保護就是過壓保護失效。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種輸出過壓保護電路，以可靠準確地觸發輸出過壓保護功能，從而有效避免過壓保護的誤觸發和失效。

為了實現上述目的，本發明提供一種輸出過壓保護電路，該保護電路包括：

輸出電壓采集模塊，其第一輸入端與正電壓輸出端連接，第二輸入端與負電壓輸出端連接，第三輸入端接地；

電阻R0，其一端接地并接所述輸出電壓采集模塊的第三輸入端，另一端接所述輸出電壓采集模塊的輸出端；

運算放大器，其正輸入端接電阻R0的一端；

MOS管M1，其柵極接所述運算放大器的輸出端，源極接所述運算放大器的負輸入端；

電阻R1，其一端接所述MOS管M1的源極，另一端接所述電阻R0的另一端；

電流鏡模塊，其輸入端接所述MOS管M1的漏極；

電阻R2，其一端接所述電流鏡模塊的輸出端，另一端接地；以及

比較器，其正輸入端接所述電流鏡模塊的輸出端，負輸入端接一基準電壓端，輸出端接一過壓信號端。

進一步地，所述輸出電壓采集模塊包括：

電感L0，其一端接所述負電壓輸出端；

電阻R4，其一端接所述負電壓輸出端，另一端接所述電阻R0的另一端；以及

二極管D5，其陽極接所述電感L0的另一端，陰極接電阻R0的一端以及所述正電壓輸出端。

進一步地，所述輸出電壓采集模塊包括：

電阻R4，其一端接所述負電壓輸出端；

電阻R5，其一端接所述電阻R4的另一端，另一端接所述電阻R0的另一端；