專利名稱：Led旁路控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED，具體涉及LED旁路控制電路。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)背光在顯示器領(lǐng)域的應(yīng)用開始占居主導(dǎo)地位。例如，在液晶電視(IXD TV)領(lǐng)域，LED正逐漸取代傳統(tǒng)的CCFL背光源。在液晶電視背光的應(yīng)用中，LED以多條燈串的陣列形式提供背光。如圖1所示，每條由多個(gè)LED燈串聯(lián)組成的燈串由高達(dá)200V 的直流電壓驅(qū)動(dòng)。這種串聯(lián)形式的LED燈串具有每個(gè)LED燈電流相同的優(yōu)點(diǎn)，因此，亮度穩(wěn)定，并且驅(qū)動(dòng)效率高。但LED燈串同時(shí)具有一個(gè)較大的缺點(diǎn)，那就是當(dāng)燈串中的一個(gè)LED開路時(shí)，整條燈串都會(huì)熄滅。為了防止這個(gè)問題的發(fā)生，通常采用旁路電路與每個(gè)LED并聯(lián)。當(dāng)其中的一個(gè)LED 開路時(shí)，電流將從旁路電路中流過。傳統(tǒng)的旁路電路采用穩(wěn)壓管，如圖1所示。其中每個(gè)穩(wěn)壓管ZD和一個(gè)LED A并聯(lián)。穩(wěn)壓管ZD可被反向擊穿且具有穩(wěn)定的反向電壓。因此，當(dāng)LED 燈串中的某一個(gè)LED A開路時(shí)，高電壓的驅(qū)動(dòng)電壓加載到與之并聯(lián)的穩(wěn)壓管ZD上，ZD反向擊穿導(dǎo)通并將電壓鉗制在穩(wěn)定電壓上。這樣，LED燈串中除開路的LED外其余LED又能正常工作了。為了保證電路的運(yùn)行，穩(wěn)壓管ZD的反向擊穿電壓需大于LED的正常正向電壓， 因此，當(dāng)LED正常工作時(shí)，穩(wěn)壓管ZD將不導(dǎo)通。而當(dāng)LED開路而觸發(fā)穩(wěn)壓管ZD導(dǎo)通時(shí)，其穩(wěn)定電壓將小于反向擊穿電壓，用于降低旁路電路的功耗。然而，該電路也有兩大缺點(diǎn)。第一，穩(wěn)壓管的功耗較高。例如，穩(wěn)壓管的反向穩(wěn)定鉗制電壓可達(dá)到1伏。該穩(wěn)定電壓受限于半導(dǎo)體工藝，同時(shí)受運(yùn)行溫度和導(dǎo)通電流影響。其次，當(dāng)穩(wěn)壓管ZD受誤觸發(fā)時(shí)，例如當(dāng)供電電壓不穩(wěn)定而產(chǎn)生“尖刺”時(shí)或LED開通瞬間的電流潮涌等，燈串中的一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)壓管ZD將反向?qū)ǘ月芬粋€(gè)或多個(gè)LED，從而在背光中留下“黑點(diǎn)”，當(dāng)該誤觸發(fā)狀態(tài)消除后，穩(wěn)壓管ZD將不能自動(dòng)回復(fù)，除非燈串重新上電啟動(dòng)，然而很多場(chǎng)合不方便經(jīng)常重新啟動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種控制電路，包括檢測(cè)電路，其輸入端耦合至目標(biāo)電路的兩端；電容，與所述目標(biāo)電路并聯(lián)耦合，并耦合至所述檢測(cè)電路的輸入端；以及旁路電路，包含與所述目標(biāo)電路并聯(lián)的開關(guān)，并且所述旁路電路的輸入端耦合至所述檢測(cè)電路的輸出端。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述目標(biāo)電路為LED。其中所述LED和其它LED串聯(lián)形成LED燈串，所述LED燈串由一供電電源供電。所述開關(guān)為MOSFET、JFET、BJT或其它類型的開關(guān)管。其中所述檢測(cè)電路可進(jìn)一步包含比較器，其中所述比較器進(jìn)一步包含同相輸入端，耦合至所述目標(biāo)電路的陽極；反相輸入端，連接一參考電壓源的正極，所述參考電壓源的負(fù)極連接所述目標(biāo)電路的陰極；以及輸出端，耦合至所述開關(guān)的控制端?？刂齐娐房蛇M(jìn)一步包含一參考電壓外部調(diào)節(jié)端，用于從外部調(diào)節(jié)參考電壓。其中所述電容的第一端連接所述比較器的同相輸入端，所述電容的第二端連接所述目標(biāo)電路的陰極?？刂齐娐房蛇M(jìn)一步包含二極管，其陽極連接所述目標(biāo)電路的陽極，其陰極連接所述電容的第一端，所述電容的第二端連接目標(biāo)電路的陰極?？刂齐娐房蛇M(jìn)一步包含穩(wěn)壓管，與所述目標(biāo)電路并聯(lián)連接。其中所述檢測(cè)電路可進(jìn)一步包含第一電源端，耦合至所述電容的第一端；以及第二電源端，耦合至所述電容的第二端。所述參考電壓大于所述目標(biāo)電路的正常正向電壓并且所述參考電壓小于所述穩(wěn)壓管的鉗制電壓。旁路電路還可進(jìn)一步包含鎖存器，包含置位輸入端、復(fù)位輸入端和輸出端，其中所述鎖存器的置位輸入端連接所述檢測(cè)電路的輸出端，所述鎖存器的復(fù)位輸入端連接所述目標(biāo)電路的陽極；以及電荷泵，包含使能輸入端，第一電源端、第二電源端、第一輸出端和第二輸出端，其中所述使能輸入端耦合至所述鎖存器的輸出端，所述第一電源端和所述第二電源端耦合至所述目標(biāo)電路的兩端、所述第一輸出端耦合至所述電容的第一端，所述第二輸出端耦合至所述開關(guān)的控制端。所述旁路電路可進(jìn)一步包含計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器，所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的使能輸入端耦合至所述鎖存器的輸出端，所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的輸出端耦合至所述電荷泵的使能輸入端。當(dāng)所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的使能輸入端信號(hào)為有效值時(shí)，所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的輸出信號(hào)為周期性交替的有效值和無效值。例如，所述有效值為高電平信號(hào)，所述無效值為低電平信號(hào)。其中所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的輸出信號(hào)具有高占空比。所述鎖存器還可進(jìn)一步包含第一電源端，耦合至所述電容的第一端；以及第二電源端，耦合至所述電容的第二端。通過將開關(guān)用于旁路目標(biāo)電路，同時(shí)采用電容維持一定時(shí)間的導(dǎo)通時(shí)間，系統(tǒng)功耗降低。同時(shí)通過在開關(guān)導(dǎo)通之后關(guān)斷開關(guān)，系統(tǒng)可自動(dòng)從誤觸發(fā)狀態(tài)恢復(fù)。并且，在部分實(shí)施例中，電容在通過控制電路的偏置電流放電的同時(shí)還可以為控制電路提供電源，不需要額外電源，系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。應(yīng)當(dāng)知道，本實(shí)用新型的有益效果并不局限于此，具體實(shí)施方式
涉及的技術(shù)特征還包含其它未述及的有益效果。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的采用穩(wěn)壓管的LED旁路電路。圖加示出了本實(shí)用新型的一個(gè)LED旁路控制電路實(shí)施例。圖2b示出了本實(shí)用新型的另一個(gè)LED旁路控制電路實(shí)施例。圖3是出了本實(shí)用新型的第二個(gè)LED旁路控制電路實(shí)施例。圖4示出了根據(jù)圖3中控制電路的一個(gè)仿真波形圖實(shí)施例。圖5示出了本實(shí)用新型的第三個(gè)LED旁路控制電路實(shí)施例，該旁路控制電路含RS 鎖存器和電荷泵。圖6示出了本實(shí)用新型的第四個(gè)LED旁路控制電路實(shí)施例，在該實(shí)施例中，在RS 鎖存器和電荷泵之間還耦合一計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器。圖7示出了根據(jù)圖6中旁路控制電路的一個(gè)波形圖實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
圖加示出了本實(shí)用新型的一個(gè)用于旁路LED的控制電路20實(shí)施例。該控制電路 20并聯(lián)耦合在目標(biāo)電路LED A的兩端，根據(jù)LED A的狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行旁路控制。例如，控制電路20可以根據(jù)檢測(cè)到的LED A兩端的電壓，在檢測(cè)到LED A兩端正向電壓超過一預(yù)定電壓時(shí)，使旁路電路導(dǎo)通，旁路該LED Α。下面具體描述控制電路20的各個(gè)組成部分?？刂齐娐?0包含檢測(cè)電路21、旁路電路和電容C。其中旁路電路為旁路開關(guān)M。 旁路開關(guān)M和LED A并聯(lián)連接，旁路開關(guān)M的控制端接收檢測(cè)電路21輸出信號(hào)的控制，選擇性地導(dǎo)通以旁路LED Α。檢測(cè)電路21耦合至LED A的兩端LED+和LED-，用于檢測(cè)LED A 的狀態(tài)。其中檢測(cè)電路21通過檢測(cè)LEDA兩端的電壓來檢測(cè)LEDA的狀態(tài)。術(shù)語“耦合”在這里包含通過導(dǎo)體的直接連接和通過電阻、電容、二極管及其它有源或無源器件的間接連接。通過將檢測(cè)電路21耦合到LED A，檢測(cè)電路可直接或間接檢測(cè)LED A兩端的電壓。電容C和LED A并聯(lián)耦合，并耦合至檢測(cè)電路21的兩個(gè)輸入端之間，使電容C的第一端和檢測(cè)電路21的一個(gè)輸入端連接，電容C的第二端和LED A的陰極連接。當(dāng)開關(guān)M處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，且LED A兩端的電壓大于電容兩端的電壓，S卩，Va > VeW，電能被存儲(chǔ)于電容C中。當(dāng)開關(guān)M處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，Va < Vc,電容C通過檢測(cè)電路31的偏置電流放電?？刂齐娐愤€可進(jìn)一步包含二極管D，如圖2b所示的另一實(shí)施例，二極管D保證電流的單向流動(dòng)，從二極管 D的陽極流向陰極。電容C通過二極管D與LED A并聯(lián)耦合。此外，檢測(cè)電路21通過二極管D檢測(cè)LED A兩端的電壓。二極管D的陽極和LED A的陽極連接，二極管D的陰極和檢測(cè)電路21的一輸入端及電容的一端連接，這樣，檢測(cè)電路21通過二極管D間接檢測(cè)LED A 兩端的電壓。當(dāng)LED A開路時(shí)，為LED燈串供電的電源電壓加載到該開路的LEDA上，使得LED A的正向電壓Va(Vh-V1J上升。Vc = Va-Vdot相應(yīng)上升，其中Vc為圖示的電容C兩端的電壓，V_P為二極管D的體壓降。此時(shí)，檢測(cè)電路21檢測(cè)到該信息，輸出信號(hào)使旁路開關(guān)M 導(dǎo)通，旁路LED Α。在一個(gè)實(shí)施方式中，檢測(cè)電路21通過二極管D將LED A的正向電壓Va 和一閾值電壓比較，當(dāng)Va大于閾值電壓時(shí)，判斷為對(duì)應(yīng)的LED A呈開路狀態(tài)，使旁路開關(guān)M 導(dǎo)通。這樣，LED燈串的電流通過旁路開關(guān)M形成電流通路，使其余LED正常工作。旁路開關(guān)M可為金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)、雙極型晶體管(BJT)、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)或其它類型的開關(guān)管。該開關(guān)管可以是N型的，也可以為P型的。和穩(wěn)壓管相比，開關(guān)管的導(dǎo)通壓降很低，因此，采用開關(guān)管作為旁路電路的功耗較低。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)旁路開關(guān)M為 MOSFET管時(shí)，其導(dǎo)通壓降Vw為50毫伏。若LED A正常工作，兩端正向電壓低于閾值電壓，旁路開關(guān)M保持關(guān)斷狀態(tài)，控制電路20不影響LED A的正常工作。上述控制電路不局限用于LED燈串。本實(shí)用新型旨在保護(hù)所有適用的目標(biāo)電路。 在一個(gè)實(shí)施例中，目標(biāo)電路和其它電路呈串聯(lián)連接形成串聯(lián)的電路，并使用一供電電源電壓對(duì)串聯(lián)的電路進(jìn)行供電。電路串中的單個(gè)目標(biāo)電路可以為單個(gè)LED，如圖1所示，或?yàn)槿我鈹?shù)量的LED、電子發(fā)光器件或其它類型的發(fā)光器件。每一個(gè)目標(biāo)電路可以為單個(gè)器件、串聯(lián)的器件系列或器件陣列(多個(gè)并聯(lián)的器件系列)。目標(biāo)電路也可以為非發(fā)光的任意類型的電器件，如馬達(dá)、傳感器、發(fā)射器、集成電路、電池或充電器等。為了便于描述，在串聯(lián)的電路由供電電源上電后，目標(biāo)電路高電平的一端稱為陽極，目標(biāo)電路低電平的一端稱為陰極。圖3示出了本實(shí)用新型的第二個(gè)LED旁路控制電路30實(shí)施例?？刂齐娐?0包括旁路電路，檢測(cè)電路31，電容C，穩(wěn)壓管ZD和二極管D。旁路電路為一開關(guān)M，開關(guān)M并聯(lián)耦合于目標(biāo)電路LED A兩端。在圖示的實(shí)施例中， 開關(guān)M為N型MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。M的漏極與LED A的陽極連接，M的源極與LED A的陰極連接。當(dāng)開關(guān)M導(dǎo)通時(shí)，LED A被旁路，使得電流通過開關(guān)M的溝道從漏極流向源極，LED串中的其它LED繼續(xù)正常工作。旁路開關(guān)M除了采用N型M0SFET， 也可采用P型M0SFET，也可以使用其它類型的開關(guān)管。檢測(cè)電路31耦合至電容C用于檢測(cè)目標(biāo)電路LED A的狀態(tài)，若檢測(cè)到開路狀態(tài)則控制開關(guān)M導(dǎo)通。檢測(cè)電路31包含第一電源端Pl和第二電源端P2。第一電源端Pl和第二電源端P2分別耦合在電容C的兩端，用于為檢測(cè)電路31提供電源，同時(shí)通過第一電源端 Pl和第二電源端P2之間的偏置電流作為電容C的放電路徑。在圖示的實(shí)施例值，檢測(cè)電路31進(jìn)一步包含一比較器U1。比較器Ul包含一同相輸入端，和二極管D的陰極與電容C 的第一端相連；一反相輸入端，和參考電壓Vkef源的正極相連。參考電壓源Vkef的負(fù)極與目標(biāo)LED A的陰極連接，這樣，比較器Ul比較電容C兩端的電壓Vc和參考電壓VKEF。參考電壓Vkef為上述檢測(cè)目標(biāo)LED A開路狀態(tài)的閾值電壓減去二極管D的體壓降，因二極管D的體壓降很小且基本恒定，參考電壓約等于檢測(cè)LEDA開路狀態(tài)的上述閾值電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，參考電壓Vkef由控制電路30產(chǎn)生。在另一個(gè)實(shí)施例中，參考電壓Vkef由外部電路產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施例中，參考電壓Vkef的值通過控制電路30的端口可進(jìn)行外部調(diào)節(jié)。比較器 Ul的輸出端耦合至開關(guān)M的控制端，用于控制開關(guān)M的導(dǎo)通和關(guān)斷。對(duì)于圖3所示的實(shí)施例，開關(guān)M為MOSFET管，開關(guān)M的控制端即為MOSFET的柵極。二極管D耦接在LED A和檢測(cè)電路31之間。二極管D的陽極和LED A的陽極連接，二極管D的陰極和檢測(cè)電路31的一個(gè)輸入端連接。二極管D保證電流的單向流動(dòng)，從二極管D的陽極流向D的陰極。電容C 一端連接二極管D的陰極，另一端連接LED A的陰極。當(dāng)電流流經(jīng)二極管D時(shí)，電容兩端的電壓VC = VA-V_P。Va為目標(biāo)電路A的正向電壓， Vdeop為二極管D導(dǎo)通時(shí)的正向體壓降。V_P遠(yuǎn)小于Vtl和Vaci，其中Vtl為穩(wěn)壓管ZD的鉗制電壓，Vaci為LED A正常工作時(shí)的正向電壓(或稱正常正向電壓)。V_P為二極管的固有屬性， 基本保持恒定。在一個(gè)實(shí)施例中，Vaci大約為4V(伏特)，V_P大約為0. 5V，V0大約為7V。穩(wěn)壓管ZD和目標(biāo)LED A并聯(lián)耦合。其中穩(wěn)壓管ZD的陰極和LEDA的陽極連接，穩(wěn)壓管ZD的陽極和LED A的陰極連接。穩(wěn)壓管ZD的鉗制電壓V。高于LED A的正常正向電 SVA(I。這樣，當(dāng)A正常工作時(shí)，穩(wěn)壓管ZD不導(dǎo)通，處于高阻狀態(tài)。當(dāng)A處于開路或誤觸發(fā)狀態(tài)，Va將上升并高于穩(wěn)壓管ZD的反向擊穿電壓，因此穩(wěn)壓管ZD反向擊穿導(dǎo)通，將Va電壓鉗位于穩(wěn)壓管ZD的鉗制電壓％。參考電壓Vkef應(yīng)當(dāng)高于目標(biāo)電路LED A的正常正向電壓 V同時(shí)Veef低于穩(wěn)壓管ZD的鉗制電壓V00例如，LED A的正常正向電壓Vao為4V，穩(wěn)壓管 ZD的鉗制電壓Vtl為7V，參考電壓Vkef為5V。接下來，結(jié)合圖4的仿真波形圖說明圖3中控制器30的工作方式。圖4的波形從上至下分別代表目標(biāo)電路LED A的狀態(tài)ST、電容C兩端的電壓V。、控制開關(guān)M柵極的柵極控制電壓Ve以及目標(biāo)LED A的正向電壓VA。其中狀態(tài)信號(hào)ST的低電平代表目標(biāo)電路處于正常工作狀態(tài)，ST的高電平代表目標(biāo)電路處于開路或誤觸發(fā)狀態(tài)。此外，在最下面的波形中， 也示出了代表Va平均電壓的Vatc信號(hào)。繼續(xù)圖4的說明。在時(shí)間tl之前，LED A處于正常工作狀態(tài)(ST低電平)。在該正常工作狀態(tài)，LED A正向電SVa為正常正向電SVAQ。此時(shí)，穩(wěn)壓管ZD不導(dǎo)通，Vc = Vaq-Vdkqp, 比較器Ul比較Ve和參考電壓Vkef，此時(shí)Ve < Vkef，比較器Ul輸出的Ve信號(hào)為低電平，開關(guān) M保持關(guān)斷。在時(shí)間tl，LED進(jìn)入開路狀態(tài)(ST高電平)，LED燈串電壓加載到單個(gè)LED A兩端，Va迅速上升并導(dǎo)致穩(wěn)壓管ZD反向擊穿導(dǎo)通使LED A被鉗位在Va = V0 (V0為穩(wěn)壓管的鉗制電壓)。此時(shí)Ve被充電至Ve = V0-Vdeqp > Vkef，比較器Ul輸出高電平的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào) \，使得開關(guān)M導(dǎo)通，將LED A旁路。這樣，LED A兩端的電壓Va下降到開關(guān)管M的導(dǎo)通電壓V, 二極管D反向偏置，處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，電容C通過比較器Ul的從第一電源端Pl 至第二電源端P2的偏置電流緩慢放電。V。緩慢下降，使得開關(guān)M的導(dǎo)通狀態(tài)能持續(xù)一定時(shí)間。V。在緩慢下降過程中，V。具有較高幅值，可用于為控制電路30本身提供電源，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，控制電路30功耗低。在時(shí)間t2，V。下降到Vkef之下，比較器Ul輸出低電平Ve信號(hào)關(guān)斷開關(guān)M。開關(guān)M的關(guān)斷使得Va再次上升從而觸發(fā)開關(guān)M再次快速導(dǎo)通。若LED A保持開路狀態(tài)，開關(guān)M的交替導(dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作將自動(dòng)持續(xù)。這樣，Va電壓也呈現(xiàn)周期性的高低電平波形，該波形的占空比取決于充電速度和放電速度。通過將檢測(cè)電路31的第一電源端 Pl至第二電源端P2的偏置電流選擇在較小的值，電容C的放電速度遠(yuǎn)慢于充電速度，這樣 Va的占空比將很小，使得平均電壓Vatc接近開關(guān)M的導(dǎo)通電壓Vw。在每個(gè)周期，開關(guān)M都有一次短時(shí)間的關(guān)斷。若LEDA恢復(fù)到正常狀態(tài)或誤觸發(fā)原因消除，即ST從高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綘顟B(tài)，參見時(shí)間t3，在開關(guān)M關(guān)斷后，Va將恢復(fù)至正常正向電壓Vaci，因此Vc < Vkef，檢測(cè)電路31輸出的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve保持低電平，旁路開關(guān)M將不再導(dǎo)通。這樣，LED系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，控制電路30不再干涉LED A的正常工作。圖5示出了本實(shí)用新型的另一個(gè)控制電路50實(shí)施例?？刂齐娐?0包含檢測(cè)電路 31、穩(wěn)壓管ZD、二極管D、電容C和旁路電路52。為了簡(jiǎn)化說明，和圖3實(shí)施例中相同的結(jié)構(gòu)和連接將不再贅述。和圖3所示實(shí)施例不同之處在于，旁路電路52除了包含旁路開關(guān)M 外，進(jìn)一步包含鎖存器521和電荷泵522。鎖存器521的置位輸入端S耦合至檢測(cè)電路51 的輸出端，受檢測(cè)電路51的輸出信號(hào)控制。鎖存器521的復(fù)位輸入端R連接LED A的陽極。 鎖存器521的輸出端Q耦合至電荷泵522的使能端ENSW。鎖存器521的置位輸入端S的優(yōu)先級(jí)高于其復(fù)位輸入端R。因此，當(dāng)S和R處的輸入信號(hào)都為邏輯高時(shí)，輸出端Q信號(hào)取決于S值，輸出高電平的EN信號(hào)。鎖存器的工作方式參見如下列表
S1010R0110Q101保持因此，鎖存器521在Vc > Veef時(shí)輸出有效信號(hào)(EN高電平)，在Vc < Veef且Va為邏輯高電平時(shí)輸出無效值(EN低電平)，其中LED A的正常正向電壓為邏輯高電平。鎖存器 521的電源輸入端P5、P6可分別連接電容的兩端，由V。供電，同時(shí)通過P5和P6間的偏置電流為電容C至少部分地提供放電路徑。電荷泵522包含使能輸入端ENSW、第一電源端P3、第二電源端P4、第一輸出端 VOUT和第二輸出端Ve。電荷泵522的使能輸入端ENSW耦合至鎖存器521的Q輸出端。第一電源端P3和第二電源端P4分別連接目標(biāo)LED A的兩側(cè)，使得電荷泵522的輸入電壓差為\。第一輸出端連接電容C的第一端，控制電容兩端的電壓Ve。第二輸出端耦合至開關(guān) M的控制端。當(dāng)電荷泵522的使能輸入信號(hào)ENSW為高電平時(shí)，其第二輸出端輸出的柵極驅(qū)動(dòng)電壓為\ = V。。當(dāng)ENSW為低電平時(shí)，電荷泵522輸出關(guān)斷信號(hào)，使Ve為低電平。繼續(xù)圖5的說明，當(dāng)LED A開路時(shí)，Va上升并穩(wěn)定于穩(wěn)壓管ZD的鉗制電壓V。。Vc 迅速充電至Vci-Vdot,其中V_P為二極管D的體壓降。檢測(cè)電路51檢測(cè)到V。高于參考電壓 Veef,從而使鎖存器521置位，電荷泵522輸出高電平的Ve信號(hào)，開關(guān)M導(dǎo)通。這樣，Va快速降低到開關(guān)管的導(dǎo)通電壓，開關(guān)管的導(dǎo)通電壓相比穩(wěn)壓管ZD的鉗制電壓很低，具體來說， 開關(guān)管的導(dǎo)通電壓由LED燈串中的電流大小、開關(guān)管M的集成尺寸和電荷泵的泵率確定。 當(dāng)LED A處于正常工作狀態(tài)時(shí)，鎖存器521由LED A的正常正向電壓Vaq復(fù)位(Vaq表征邏輯高)，鎖存器521輸出低電平的無效值至電荷泵522的使能輸入端ENSW，Ve信號(hào)為低電平， 開關(guān)管M處于關(guān)斷狀態(tài)。圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的第四個(gè)實(shí)施例的控制電路60。為了避免誤觸發(fā)，控制電路60進(jìn)一步包含計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623，耦合在鎖存器521和電荷泵522之間，計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623周期性地輸出高低電平，使開關(guān)管M周期性地關(guān)斷，若目標(biāo)電路從開路狀態(tài)恢復(fù)或誤觸發(fā)因素消除，目標(biāo)電路將恢復(fù)正常工作，不再被旁路。為了簡(jiǎn)化說明，和圖5實(shí)施例中相同的結(jié)構(gòu)和連接將不再贅述。計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623的使能輸入端EN耦合至鎖存器521的Q輸出端。計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623的輸出端TOUT耦合至電荷泵522的使能輸入端 ENSW。當(dāng)使能輸入端電平EN有效(高電平)即計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623被使能后，計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623輸出周期性的高低電平脈沖ENSW，ENSff呈周期性的交替的有效值和無效值，即先輸出有效(如高電平)的使能信號(hào)ENSW，使Ve = Vc,開關(guān)M導(dǎo)通，經(jīng)過固定時(shí)長后輸出無效 (如低電平)的使能信號(hào)ENSW，使電荷泵522輸出關(guān)斷信號(hào)，然后周期性地重復(fù)這一過程， 直到使能輸入端電平EN無效(低電平)時(shí)，ENSW信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o效值(低電平)。這樣，計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623能周期性地關(guān)斷開關(guān)M使得LED A能從誤觸發(fā)狀態(tài)恢復(fù)正常工作?？刂齐娐?0的工作方式將結(jié)合圖7中的波形圖進(jìn)行說明。圖7示出了 LED A的正向電壓\、電容C的電壓\、比較器Ul的輸出信號(hào)CMP信號(hào)、鎖存器521輸出的EN信號(hào)、 計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623輸出的ENSW信號(hào)和電荷泵522輸出的Ve信號(hào)的波形。為便于描述開關(guān)M的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)，用二值邏輯電平示意性的表示Ve，其中高電平時(shí)Ve = Vc,開關(guān)M導(dǎo)通，低電平時(shí)開關(guān)M關(guān)斷。在時(shí)間tl，LED A從正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_路狀態(tài)，Va上升并鉗位于穩(wěn)壓管的鉗位電壓、。同時(shí)，Vc充電至接近Vtl，檢測(cè)電路51檢測(cè)到\大于參考Vkef從而輸出高電平的CMP信號(hào)。高電平的CMP信號(hào)置位鎖存器521，輸出高電平的EN信號(hào)。高電平的EN信號(hào)使得計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623輸出高電平的ENSW信號(hào)，電荷泵522輸出的Ve = Vc，開關(guān)M導(dǎo)通。開關(guān)一旦導(dǎo)通，Va下降至開關(guān)M的導(dǎo)通電壓V,導(dǎo)通電壓Vw由LED燈串電流，開關(guān)M集成尺寸以及電荷泵的泵率共同決定。然后電容C通過控制電路60的偏置電流放電，例如，電容C通過檢測(cè)電路51的電源輸入端Pl至P2之間的偏置電流，以及通過鎖存器521的電源輸入端P5與P6之間的偏置電流放電，Vc緩慢下降。當(dāng)Vc下降至穩(wěn)定電壓 Vco時(shí)受電荷泵522控制穩(wěn)定在Vra水平，穩(wěn)定電壓Vra由電荷泵的泵率K和開關(guān)M的導(dǎo)通電壓確定，Ve(1 = K*Vw。在一個(gè)實(shí)施例中，K = 6。電容C兩端的電壓Ve具有較高幅值，可用于為控制電路60本身如檢測(cè)電路51和旁路電路62提供電源，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，控制電路60 功耗低。ENSW信號(hào)由計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器623每間隔預(yù)定的時(shí)間置低一段時(shí)間，使得開關(guān)M每隔預(yù)定的時(shí)間關(guān)斷一次，用于檢測(cè)LED A的狀態(tài)。在時(shí)間t2，即從ENSW上升沿起的預(yù)定時(shí)間后，ENSW變?yōu)榈碗娖?，使得電荷?22輸出關(guān)斷信號(hào)(\為邏輯低)，關(guān)斷開關(guān)1若在t2時(shí)LED A保持開路狀態(tài)，Va再次升高至穩(wěn)壓管ZD的鉗位電壓Vtl，電容C充電。接下來ENSW 再次上升，電荷泵輸出Ve = Vc,開關(guān)M導(dǎo)通，開始下一個(gè)周期相同的動(dòng)作。若LED A持續(xù)長時(shí)間的開路狀態(tài)，這一過程將不斷重復(fù)，開關(guān)M呈現(xiàn)周期性的導(dǎo)通和關(guān)斷，開關(guān)M的占空比由計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的ENSW信號(hào)占空比決定。通過設(shè)定ENSW信號(hào)具有高占空比，在LEDA開路時(shí)，Va的平均電壓接近開關(guān)M的導(dǎo)通電壓，在一個(gè)實(shí)施例中，ENSff信號(hào)的占空比大于90 %。 若LED A恢復(fù)至正常工作狀態(tài)或誤觸發(fā)因素消除，參見時(shí)間t3，當(dāng)開關(guān)M關(guān)斷后，Va將上升至正常正向電壓Vaci，使得\ < Veef(Vc = VA-V_P，其中Vdkqp為二極管D的體二極管)，因此比較器Ul輸出低電平的CMP信號(hào)。此時(shí)，Va = Vaq，為邏輯高電平，Va復(fù)位鎖存器521，使之輸出低電平的使能信號(hào)EN，使計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器輸出的ENSW信號(hào)保持低電平(無效狀態(tài))， 從而Ve保持低電平，開關(guān)M保持關(guān)斷狀態(tài)。這樣，當(dāng)LED A恢復(fù)至正常狀態(tài)或誤觸發(fā)因素消除后，開關(guān)M將不再旁路LED A，系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)正常工作。電容C在開關(guān)M關(guān)斷時(shí)存儲(chǔ)能量，使得V。充電到較高水平，在開關(guān)M導(dǎo)通時(shí)V。緩慢下降，并通過電荷泵623穩(wěn)定在較高的值，從而使得在不需要外部額外電源的情況下，保持柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve長時(shí)間的高電平，使 Va的平均值較低，控制電路60總體功耗較低。 應(yīng)當(dāng)看到，上述的邏輯“低”電平或邏輯“高”電平是可替換的，因?yàn)閷?duì)于邏輯電路來說，不同的邏輯電位經(jīng)過運(yùn)算可獲得相同的結(jié)果，并且對(duì)于不同的開關(guān)管來說，開關(guān)管的柵極驅(qū)動(dòng)電壓也不一致。例如，當(dāng)電容C兩端電壓大于預(yù)定參考電壓Vkef時(shí)，開關(guān)M將被導(dǎo)通，此時(shí)信號(hào)EN和ENSW可為上述實(shí)施例中的邏輯“高”電平作為有效值，也可以為邏輯“低” 電平作為有效值。增強(qiáng)型MOSFET開關(guān)管可以在高電平的柵極驅(qū)動(dòng)電壓下導(dǎo)通，在低電平的柵極驅(qū)動(dòng)電壓下關(guān)斷，而耗盡型的MOSFET管可以在低電平的柵極驅(qū)動(dòng)電壓下導(dǎo)通而在高電平的柵極驅(qū)動(dòng)電壓下關(guān)斷。
權(quán)利要求1.一種LED旁路控制電路，包括檢測(cè)電路，其輸入端耦合至目標(biāo)電路的兩端；電容，與所述目標(biāo)電路并聯(lián)耦合，并耦合至所述檢測(cè)電路的輸入端；以及旁路電路，包含與所述目標(biāo)電路并聯(lián)的開關(guān)，并且所述旁路電路的輸入端耦合至所述檢測(cè)電路的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的LED旁路控制電路，其中作為所述目標(biāo)電路的LED和其它LED 串聯(lián)形成LED燈串，所述LED燈串由一供電電源供電。
3.如權(quán)利要求1所述的LED旁路控制電路，其中所述開關(guān)為M0SFET、JFET或BJT之中的一種。
4.如權(quán)利要求2所述的LED旁路控制電路，進(jìn)一步包含二極管，其陽極連接所述目標(biāo)電路的陽極，其陰極連接所述電容的第一端，所述電容的第二端連接所述目標(biāo)電路的陰極。
5.如權(quán)利要求2所述的LED旁路控制電路，其中所述檢測(cè)電路進(jìn)一步包含比較器，其中所述比較器進(jìn)一步包含同相輸入端，耦合至所述目標(biāo)電路的陽極；反相輸入端，連接一參考電壓源的正極，所述參考電壓源的負(fù)極連接所述目標(biāo)電路的陰極；以及輸出端，耦合至所述開關(guān)的控制端。
6.如權(quán)利要求5所述的LED旁路控制電路，進(jìn)一步包含一參考電壓外部調(diào)節(jié)端。
7.如權(quán)利要求5所述的LED旁路控制電路，其中所述電容的第一端連接所述比較器的同相輸入端，所述電容的第二端連接所述目標(biāo)電路的陰極。
8.如權(quán)利要求5所述的LED旁路控制電路，進(jìn)一步包含二極管，其陽極連接所述目標(biāo)電路的陽極，其陰極連接所述電容的第一端，所述電容的第二端連接目標(biāo)電路的陰極。
9.如權(quán)利要求8所述的LED旁路控制電路，進(jìn)一步包含穩(wěn)壓管，與所述目標(biāo)電路并聯(lián)連接。
10.如權(quán)利要求9所述的LED旁路控制電路，其中所述檢測(cè)電路進(jìn)一步包含 第一電源端，耦合至所述電容的第一端；以及第二電源端，耦合至所述電容的第二端。
11.如權(quán)利要求9所述的LED旁路控制電路，其中所述旁路電路進(jìn)一步包含鎖存器，包含置位輸入端、復(fù)位輸入端和輸出端，其中所述鎖存器的置位輸入端連接所述檢測(cè)電路的輸出端，所述鎖存器的復(fù)位輸入端連接所述目標(biāo)電路的陽極；以及電荷泵，包含使能輸入端，第一電源端、第二電源端、第一輸出端和第二輸出端，其中所述使能輸入端耦合至所述鎖存器的輸出端，所述第一電源端和所述第二電源端耦合至所述目標(biāo)電路的兩端、所述第一輸出端耦合至所述電容的第一端，所述第二輸出端耦合至所述開關(guān)的控制端。
12.如權(quán)利要求11所述的LED旁路控制電路，其中所述旁路電路進(jìn)一步包含計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器，所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的使能輸入端耦合至所述鎖存器的輸出端，所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的輸出端耦合至所述電荷泵的使能輸入端。
13.如權(quán)利要求12所述的LED旁路控制電路，其中所述計(jì)時(shí)脈沖發(fā)生器的輸出信號(hào)具有高占空比。
14.如權(quán)利要求11所述的LED旁路控制電路，其中所述鎖存器包含 第一電源端，耦合至所述電容的第一端；以及第二電源端，耦合至所述電容的第二端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種LED旁路控制電路，該旁路控制電路包含檢測(cè)電路、旁路開關(guān)和電容。檢測(cè)電路耦合至目標(biāo)LED的兩端用于檢測(cè)LED的狀態(tài)；旁路開關(guān)與LED并聯(lián)連接，并根據(jù)檢測(cè)電路的輸出信號(hào)選擇性的導(dǎo)通用于旁路LED。本實(shí)用新型通過電容使開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)維持一定時(shí)間，比現(xiàn)有的穩(wěn)壓管旁路元件具有更低的功耗，同時(shí)在誤觸發(fā)時(shí)LED系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。
文檔編號(hào)G09G3/34GK201965891SQ20102053441
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者席小玉, 張正偉 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司