[發明專利]開關組件保護電路

有效

• 申請號: 201811405456.0
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN111225478B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 張志乾
• 申請（專利權）人: 明緯（廣州）電子有限公司
• 主分類號: H05B45/50
• 分類號: H05B45/50
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

大部分的LED驅動器制造商選擇使用等級更高的Power MOSFET作為功率開關組件，以避免功率開關組件于LED驅動器發生輸出短路時損壞。然而，這樣的解決方案并無法完全適用所有的LED驅動器。特別地，本發明以一輸出短路偵測單元、一電壓調節單元與一功率開關關閉單元組成一種開關組件保護電路。在LED驅動器發生輸出短路時，該輸出短路偵測單元會偵測LED驅動器的高輸出電流并對應地輸出一偵測電壓；接著，電壓調節單元會將該高電壓轉換成一啟動信號，由此通過該啟動信號啟用該功率開關關閉單元以促使LED驅動器的功率開關單元(Power MOSFET)轉入關閉狀態；如此方式，便能夠有效地避免LED驅動器發生輸出短路時所產生的高輸出電流和高溫對Power MOSFET造成毀損。

技術領域

本發明是關于電源供應器、電源轉換器與LED驅動器的技術領域，尤指可被應用于電源供應器、電源轉換器或LED驅動器中的一種開關組件保護電路。

背景技術

隨著電子科技的發展與進步，各式各樣的電子設備與產品被廣泛地應用于人們的日常生活之中，而傳統上使用一線性電源供應器(linear power supply)提供穩定的電壓/電流給電子設備。然而，傳統的線性電源供應器具有體積龐大、電源轉換效率低等缺點，因此荷蘭人羅乃第(Neti R.M.Rao)于美國專利號US4,253,137之中首先揭示了切換式電源供應器技術(Switch Mode Power Supply,SMPS)。

電源供應器主要是利用電源轉換單元完成電源轉換。至今，電源供應器已經具有許多應用，例如被應用為發光二極管(Light-Emitting Diode,LED)的驅動器。為了令LED驅動器可同時具備調光功能，功率開關組件會被設置于LED驅動器的輸出端與LED照明單元之間。圖1 即顯示一種具有調光功能的LED驅動器的電路方塊圖。如圖1所示， LED驅動器1’耦接一電源2’，并以其電源轉換單元11’將該電源2’所提供的交流電轉換成具特定電壓值的直流電壓信號或具特定電流值的直流電流信號。另一方面，圖1顯示一LED照明單元3’電性連接至該電源轉換單元11’的輸出端。一般而言，電源轉換單元11’的輸出端會設有輸出整流線路與輸出濾波線路，但這些線路已經為電子工程師所熟知，在此便不多加解釋。

值得注意的是，一功率開關組件4’被設置于電源轉換單元11’的輸出端與LED照明單元3’之間，且該功率開關組件4’通常是功率型金氧半場效晶體管(Power MOSFET)。另一方面，常見的調光技術通常以一調光控制裝置5’控制功率開關組件4’的開/關，且該調光控制裝置5’包括位于用戶端的一調光控制器51’以及電性連接至功率開關組件4’的一開關組件驅動器52’。如此設計，當使用者通過調光控制器51’輸入一調光控制信號，該開關組件驅動器52’便會根據該調光控制信號控制功率開關組件4’的開/關動作，以此方式完成對該LED照明單元3’的調光。

由圖1可進一步發現，LED照明單元3’包括串聯式連接的多顆LED 組件。當然，一些LED照明單元3’所包括的多顆LED組件為并聯式連接。熟悉LED驅動器設計與制作的電子工程師應該都知道，在LED驅動器1’的生產測試、包含LED驅動器1’的照明燈具的生產調試、或燈具安裝施工的過程中，很容易造成LED驅動器1’中的電源轉換單元 11’的次級輸出端短路的情況。實務經驗指出，除了可能毀壞LED照明單元3’所包含的LED組件之外，LED驅動器1’輸出端短路所產生的大電流輸出也可能同時導致功率開關組件4’因功率損耗過大而損壞。基于這個理由，大部分的LED驅動器制造商選擇使用等級更高的 power MOSFET作為功率開關組件4’，由此解決前述問題。然而，這樣的解決方案并無法完全適用所有的LED驅動器或類似的電壓轉換器。原因在于，隨著LED驅動器的輸出規格的提升，必須選用更高等級的 power MOSFET作為功率開關組件4’。因此，少數高輸出規格的LED驅動器無法找到更好的power MOSFET來取代原本使用的高等級power MOSFET。