[发明专利]一种用于LED驱动的尖刺电流保护电路

说明书

所属技术领域

本发明涉及LED照明应用领域，具体涉及一种LED照明产品在允许空载后接通LED发光芯片的热线保护电路。

背景技术

随着大功率LED(发光二极管)技术的发展，白光LED的发光亮度已经得到了大幅度的提升。凭借其高节能、利环保、寿命长、体积小、发光稳定等特点，大功率白光LED已被应用于室内家居照明、道路照明、商业照明等场所，被誉为继白炽灯、荧光灯之后照明光源的第三次革命。按LED照明产品结构可以分为一体化LED照明产品和采用可更换镇流器的LED照明产品。第一类：一体化的LED照明产品，可以直接替换如白炽灯等传统照明光源，不需要更换灯头、电线等其它照明设施，如LED球泡灯，LED筒灯，LED射灯等。由于这类灯具的驱动电路和LED负载是装在一个不可拆卸的灯具内，所以它们的工作具有同步性，即只要灯具接通电源，LED会立即发光，切断电源，LED会立即熄灭，不存在可允许的空载情况：如驱动电路有电流流过，而LED负载断路。酒店大堂、超市照明也会涉及到一体化LED照明产品。第二类：采用可更换镇流器的LED照明产品。此类LED产品驱动电源常采用模块化的镇流器，即其驱动电源是模块化，可更换的，如LED路灯，LED灯管T8，T12以及壁橱、冰箱类照明。它与一体化照明产品的区别在于，镇流器和LED的工作具有异步性。通常壁橱、冰箱里的镇流器一直处于与电源接通状态，负载为空载状态，而在开区壁橱门或冰箱门等需要照明的操作时，LED负载才会被接通点亮。这类照明产品在不需要照明时，允许驱动镇流器空载。在更换LED路灯和灯管负载时，也可能出现空载后直接连通LED负载的情况。LED应用照明都会面临由驱动电路、环境、温度等因素带来的寿命问题。寿命缩短会加大单位时间的成本投入。

由于LED照明产品都是以驱动电路为依托的发光源，电子线路具有诸多不确定的安全因素，它可能自身损坏，也可能因为非正常输出电流过大等类似情况毁坏LED负载。从驱动电路角度，如何应对影响LED照明寿命的可预见问题，成为LED照明工程领域又一新课题。在LED驱动电路的输出端都有一个大容值的电解电容。大多数LED驱动电路都工作在恒流模式。这就意味着，如果输出不接LED，即空载的时候，驱动电路的输出电压会比接入LED正向导通电压的之和大。如果突然连接上LED，将有一个非常大的尖刺电流流过LED负载，这个尖刺电流甚至可能毁坏LED发光芯片。避免此种情况发生的传统方案有：(1)与LED串联一个NTC(负温度系数的热敏电阻)，但是NTC不能承受重复的电流尖刺冲击；(2)设置空载时的输出电压略高于LED正向导通电压之和。但这种方法只适合应用于特定的LED负载；(3)与LED串联一个半导体开关，如图1所示。这种电路的缺点在于：在接通LED负载之前，MOS开关一直处与导通状态，功耗增加。而整个LED照明产品正常工作后，随着环境温度的升高，三极管Q3的基极-发射极电压Vbe将减小，可能导致Q3错误开启，甚至损坏MOS开关管。

发明内容

本发明的目的在于：针对在允许空载后接通LED发光芯片的照明产品，克服现有技术的上述不足，提供一种简单、有效的热线保护电路，以保证LED照明产品的寿命，减少单位时间投入成本。为此，本发明采用如下的技术方案：

一种用于LED驱动的尖刺电流保护电路，所述的保护电路包括与LED负载一起串接在LED芯片驱动电路输出端的MOS开关管和MOS开关管保护电路，设LED芯片驱动电路输出端为第一电压源，维持MOS开关管开启的电压为第二电压源，所述的保护电路还包括负载检测电路，所述的负载检测电路包括稳压管、第一三极管Q2和第二三极管Q4，稳压管与第一三极管Q2相串联后接在LED芯片驱动电路输出端，稳压管的负极与第一电压源的正极相接，第一三极管Q2的基极与LED负载的负极及MOS开关管的漏极相接，第一三极管Q2的发射极接地，第一三极管Q2的集电极与第二三极管Q4的基极相接；第二三极管Q4的集电极与MOS开关管的栅极相接，第二三极管Q4的发射极接地。

作为优选实施方式，所述的MOS开关管保护电路包括第三三极管Q3，所述的第三三极管Q3的基极分两路，一路通过电阻R3接地，另一路通过电容C2连接到MOS开关管的源端，MOS开关管的源端通过电阻接地，第三三极管Q3的集电极接MOS开关管的栅极。