[发明专利]开关组件保护电路

说明书

大部分的LED驱动器制造商选择使用等级更高的Power MOSFET作为功率开关组件，以避免功率开关组件于LED驱动器发生输出短路时损坏。然而，这样的解决方案并无法完全适用所有的LED驱动器。特别地，本发明以一输出短路侦测单元、一电压调节单元与一功率开关关闭单元组成一种开关组件保护电路。在LED驱动器发生输出短路时，该输出短路侦测单元会侦测LED驱动器的高输出电流并对应地输出一侦测电压；接着，电压调节单元会将该高电压转换成一启动信号，由此通过该启动信号启用该功率开关关闭单元以促使LED驱动器的功率开关单元(Power MOSFET)转入关闭状态；如此方式，便能够有效地避免LED驱动器发生输出短路时所产生的高输出电流和高温对Power MOSFET造成毁损。

技术领域

本发明是关于电源供应器、电源转换器与LED驱动器的技术领域，尤指可被应用于电源供应器、电源转换器或LED驱动器中的一种开关组件保护电路。

背景技术

随着电子科技的发展与进步，各式各样的电子设备与产品被广泛地应用于人们的日常生活之中，而传统上使用一线性电源供应器(linear power supply)提供稳定的电压/电流给电子设备。然而，传统的线性电源供应器具有体积庞大、电源转换效率低等缺点，因此荷兰人罗乃第(Neti R.M.Rao)于美国专利号US4,253,137之中首先揭示了切换式电源供应器技术(Switch Mode Power Supply,SMPS)。

电源供应器主要是利用电源转换单元完成电源转换。至今，电源供应器已经具有许多应用，例如被应用为发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)的驱动器。为了令LED驱动器可同时具备调光功能，功率开关组件会被设置于LED驱动器的输出端与LED照明单元之间。图1 即显示一种具有调光功能的LED驱动器的电路方块图。如图1所示， LED驱动器1’耦接一电源2’，并以其电源转换单元11’将该电源2’所提供的交流电转换成具特定电压值的直流电压信号或具特定电流值的直流电流信号。另一方面，图1显示一LED照明单元3’电性连接至该电源转换单元11’的输出端。一般而言，电源转换单元11’的输出端会设有输出整流线路与输出滤波线路，但这些线路已经为电子工程师所熟知，在此便不多加解释。

值得注意的是，一功率开关组件4’被设置于电源转换单元11’的输出端与LED照明单元3’之间，且该功率开关组件4’通常是功率型金氧半场效晶体管(Power MOSFET)。另一方面，常见的调光技术通常以一调光控制装置5’控制功率开关组件4’的开/关，且该调光控制装置5’包括位于用户端的一调光控制器51’以及电性连接至功率开关组件4’的一开关组件驱动器52’。如此设计，当使用者通过调光控制器51’输入一调光控制信号，该开关组件驱动器52’便会根据该调光控制信号控制功率开关组件4’的开/关动作，以此方式完成对该LED照明单元3’的调光。

由图1可进一步发现，LED照明单元3’包括串联式连接的多颗LED 组件。当然，一些LED照明单元3’所包括的多颗LED组件为并联式连接。熟悉LED驱动器设计与制作的电子工程师应该都知道，在LED驱动器1’的生产测试、包含LED驱动器1’的照明灯具的生产调试、或灯具安装施工的过程中，很容易造成LED驱动器1’中的电源转换单元 11’的次级输出端短路的情况。实务经验指出，除了可能毁坏LED照明单元3’所包含的LED组件之外，LED驱动器1’输出端短路所产生的大电流输出也可能同时导致功率开关组件4’因功率损耗过大而损坏。基于这个理由，大部分的LED驱动器制造商选择使用等级更高的 power MOSFET作为功率开关组件4’，由此解决前述问题。然而，这样的解决方案并无法完全适用所有的LED驱动器或类似的电压转换器。原因在于，随着LED驱动器的输出规格的提升，必须选用更高等级的 power MOSFET作为功率开关组件4’。因此，少数高输出规格的LED驱动器无法找到更好的power MOSFET来取代原本使用的高等级power MOSFET。