专利名称：Led驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管(LED)驱动电路，尤其涉及ー种能够检测用于对LED阵列进行升压的功率晶体管的异常情况的LED驱动电路。
背景技术：
液晶显示装置(Liquid Crystal Display, IXD)相比其他显示装置,厚度薄、重量轻，且驱动电压和消耗功率低，因此被广泛使用。但是，液晶显示装置是ー种自身不能发光的非发光元件，因此需要提供用于向液晶显示面板提供光的专门的背光単元。作为液晶显示装置的背光光源大多使用冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescent Lamp, CCFL)和发光二极管(Light Emitting Diode, LED)等。冷阴极突光灯由于使用汞，因此有可能引起环境污染，而且响应速度慢，色彩再现性低，也不适于LCD面 板的轻薄短小化。相反，发光二极管由于不使用环境有害物质，因此有利于环保，且具有可以脉冲驱动的优点。并且，色彩再现性优异，可通过调节红色、緑色、蓝色发光二极管的光亮任意地改变亮度、色温等，还具有适合于LCD面板的轻薄短小化的优点，因此最近大多作为LCD面板等的背光用光源来使用。如此，当在使用发光二极管的LCD背光灯中串联多个发光二极管而使用时(即，利用LED阵列时)，需要ー种能够向发光二极管提供恒定电流的驱动电路，且需要ー种用于调整提供给发光二极管的电源的DC-DC (直流-直流)转换器。具体来讲,DC-DC转换器具备功率晶体管(Power transistor),通过将所提供的脉冲宽度调制(PWM)信号输入至功率晶体管的栅极(gate)，由此执行用于驱动发光二极管的升压。另外，这种功率晶体管由于长久的驱动或者冲击等有可能存在劣化的情况，当功率晶体管劣化时，不能执行用于驱动发光二极管的升压，随之不能維持用于驱动发光二极管所期望的输出电压。但是，以往不存在能够检测这种功率晶体管的异常情况的方法，从这一点考虑，要求一种能够检测功率晶体管的异常情况的方法。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供ー种能够检测用于对LED阵列进行升压的功率晶体管的异常情况的LED驱动电路。为了实现上述目的，本发明提供的LED驱动电路包括输入部，接收用于驱动LED阵列的调光信号；DC-DC转换器，其包括执行开关动作的功率晶体管，根据所述功率晶体管的开关动作，将输出电压提供给所述LED阵列；PWM信号生成部，将用于调整所述LED阵列的电源的PWM信号提供给所述功率晶体管；LED驱动部，利用所述调光信号驱动所述LED阵列；以及检测部，检测所述功率晶体管的劣化。
此时，优选地，所述检测部利用所述功率晶体管的源极电压检测所述功率晶体管的劣化。此时，所述检测部包括当所述功率晶体管的源极电压大于预设的第一电压时输出高电平信号的第一比较器，所述检测部可基于所述第一比较器的输出信号检测所述功率晶体管的劣化。此时，优选地，所述第一比较器为当所述源极电压变得大于所述第一电压时输出高电平信号，且当所述源极电压变得小于第二电压时输出低电平信号的滞后比较器，所述第二电压具有小于所述第一电压的电压等级。另外，，所述检测部还包括电容器；第一晶体管，当所述第一比较器输出高电平信号时被导通而将恒定电流提供于所述电容器；第二比较器，当所述电容器的电压大于预设的第三电压时输出高电平信号，所述检测部可基于所述第二比较器的输出信号而检测所述功率晶体管的劣化。 此时，优选地，所述电容器的电容量为I μ F，所述恒定电流的大小为I μ A，所述第三电压为IV。另外，所述检测部还可包括根据外部控制信号对被充到所述电容器的电荷进行放电的第二晶体管。此时，优选地，所述检测部还包括恢复部，当所述功率晶体管的源极电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电，所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。此时，当所述调光信号为低电平信号且所述功率晶体管的源极电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。此时，优选地，所述检测部还包括第二晶体管，对被充到所述电容器的电荷进行放电；恢复部，当所述功率晶体管的源极电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电，所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。此时，优选地，当所述调光信号为低电平信号且所述功率晶体管的源极电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。另外，优选地，所述PWM信号生成部包括比较所述LED阵列和所述LED驱动部共同连接的节点的电压和预设的第五电压而输出其差值的反馈部，所述检测部利用所述反馈部的输出电压检测所述功率晶体管的劣化。此时，所述检测部优选为还包括电容器；第一比较器，当所述反馈部的输出电压大于预设的第一电压时，输出高电平信号；第一晶体管，当所述第一比较器输出高电平信号时被导通，向所述电容器提供恒定电流；第二比较器，当所述电容器的电压大于预设的第三电压时，输出高电平信号，所述检测部基于所述第二比较器的输出信号，检测所述功率晶体管的劣化。此时，所述第一比较器为当所述反馈部的输出电压变得大于所述第一电压时输出高电平信号，且当所述反馈部的输出电压变得小于第二电压时输出低电平信号的滞后比较器，所述第二电压具有小于所述第一电压的电压等级。另外，优选地，所述电容器的电容量为lyF，所述恒定电流的大小为Ιμ�。龅谌缪刮狪V。另外，所述检测部还可包括根据外部控制信号对被充到所述电容器的电荷进行放电的第二晶体管。此时，优选地，所述检测部还包括恢复部，当所述反馈部的输出电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电，所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。此时，优选地，当所述调光信号为低电平信号且所述反馈部的输出电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。另外，优选地，所述检测部还包括第二晶体管，对被充到所述电容器的电荷进行放电；恢复部，当所述反馈部的输出电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电，所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。
此时，优选地，当所述调光信号为低电平信号且所述反馈部的输出电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。另外，所述PWM信号生成部可包括信号生成部，生成将被提供于所述DC-DC转换器的功率晶体管的PWM信号；反馈部，比较所述LED阵列与所述LED驱动部共同连接的节点的电压和预设的第五电压而输出
其差值；控制部，当对所述功率晶体管的源极电压和具有预设频率的三角波电压进行加法运算的第一合计电压大于对所述反馈部的输出电压和预设的第六电压进行加法运算的第ニ合计电压时，控制所述信号生成部使所述PWM信号复位。如上所述，本实施例所提供的LED驱动电路能够检测用于对LED阵列进行升压的功率晶体管的劣化。
图I为本发明的一实施例所提供的LED驱动电路的方框图；图2为本发明的实施例所提供的LED驱动电路的电路图；图3为本发明的第一实施例所提供的检测部的电路图；图4为本发明的第二实施例所提供的检测部的电路图；图5为示出或非门(N0R门)的真值表的图；图6为用于说明正常工作时的LED驱动电路的动作的波形图；图7为用于说明非正常工作时的LED驱动电路的动作的波形图；而且图8及图9为用于说明本实施例所提供的检测部的动作的波形图。符号说明1000:LED驱动电路 100 :输入部200:PWM信号生成部 300 :DC_DC转换器400 LED 驱动部500 LED 阵列600 :检测部
具体实施方式
以下，參照附图详细说明本发明。图I为本发明的一实施例所提供的LED驱动电路的方框图。參照图1，LED驱动电路1000包括输入部100、PWM信号生成部200、DC-DC转换器300、LED驱动部400、LED阵列500以及检测部600。输入部100接收用于驱动LED阵列的调光信号。具体来讲，作为对于LED的数字调光方法有直接模式(direct mode)、固定相位模式(fixed phase mode)、相移模式(phaseshift mode)。在此，直接模式为对于PWM频率以及导通工作周期(on duty)均在外部(PAD :衰减器)进行控制的方式，固定相位模式以及相移模式为在集成电路内部生成PWM频率，从PAD仅接收导通工作周期而进行控制的方式。在此，所谓调光信号为用于调整LED的亮度和色温等或者补偿温度的信号。PWM信号生成部200生成用于调整LED阵列的电源的PWM信号。
对于PWM信号生成部200的具体构成以及动作，将在后面參照图2进行说明。DC-DC转换器300包括执行开关动作的功率晶体管，根据功率晶体管的开关动作将输出电压提供给LED阵列。具体来讲，DC-DC转换器300基于PWM信号生成部200所生成的PWM信号转换DC电压，并将转换的DC电压提供给LED阵列500。此时，DC-DC转换器300可将对应于LED阵列500的正向偏压(forward biasvoltage)的电压提供给LED阵列500，以使LED阵列500在饱和区工作。LED驱动部400利用调光信号驱动LED阵列。具体来讲，LED驱动部400可利用从输入部100输入的调光信号调整LED阵列500内的驱动电流。检测部600检测功率晶体管的劣化。具体来讲，检测部600检测DC-DC转换器的
功率晶体管是否存在短路等劣化。对于检测部600的具体构成以及动作，将在后面參照图3及图4进行说明。如上所述，本实施例所提供的LED驱动电路1000可利用检测部600检测功率晶体管的劣化，用户可容易地掌握LED驱动电路的异常情況。图2为本实施例所提供的LED驱动电路的电路图。參照图2，LED驱动电路1000包括输入部100、PWM信号生成部200、DC-DC转换器300、LED驱动部400以及LED阵列500。另外，虽然在图2中没有示出检测部600的构成，但是在具体实施时，图3或图4的电路可设置于图2的ー侧。输入部100从外部接收用于驱动LED的调光信号PWMI。PWM信号生成部200生成提供给DC-DC转换器300的PWM信号PWM_0UT。具体来讲，PWM信号生成部200包括时钟信号210、信号生成部220、控制部230、加法运算部240以及反馈部250。时钟信号210为具有预设的频率的时钟信号CLK。时钟信号利用LED驱动电路1000自身的振荡器而生成，或者可从外部接收。信号生成部220生成将提供给DC-DC转换器300的功率晶体管的PWM信号。具体来讲，信号生成部220可由RS触发器实现。此时，RS触发器可将时钟信号210作为置位(set)输入接收，将控制部230的输出作为复位(reset)输入接收。在此，RS触发器为当接收置位信号时输出“1”，而当接收复位信号时输出“O”的触发器。
控制部230控制信号生成部220。具体来讲，控制部230可由运算放大器(OP-AMP)实现，且从OP-AMP的正极(+ )端子接收对功率晶体管的源极电压和具有预设的频率的三角波电压进行加法运算的第一合计电压，从OP-AMP的负极(_)端子接收对反馈部250的输出电压和预设的第六电压(例如，I. 15V)进行加法运算的第二合计电压，由此可将其差值提供给信号生成部220。具体来讲，当对所述功率晶体管的源极电压和具有预设频率的三角波电压进行加法运算的第一合计电压大于对所述反馈部的输出电压和预设的第六电压进行加法运算的第二合计电压时，所述控制部230控制所述信号生成部220使所述PWM信号复位。加法运算部240对DC-DC转换器300的功率晶体管的源极电压和具有预设的频率的三角波电压进行加法运算而输出至控制部230的OP-AMP的正极⑴端子。并且，加法运算部240对反馈部250的输出电压和预设的第六电压(例如，I. 15V)进行加法运算而输出至控制部230的OP-AMP的负极(_)端子。反馈部250测定提供给LED阵列500的电源(具体来讲，LED阵列500与LED驱动部400所相遇的节点的电压)，井比较所测定的电源和预设的參考电压VREF (或第五电压)， 将其差值提供给控制部230。在图示的例子中示出了测量LED阵列500与LED驱动部400所相遇的节点的电压VFB的例子，但是也可以由测量DC-DC转换器300的输出电压Vout的形态实现。DC-DC转换器300可以由升压转换器(booster switcher)构成,该升压转换器由电感器、功率晶体管(或者升压门)以及ニ极管构成。图2所示的DC-DC转换器300执行与通常的升压转换器300相同的动作，因此省略具体说明。LED驱动部400为恒定电流控制器。图2所示的LED驱动部400为通常使用于LED驱动电路的恒定电流控制器，从这一点上来讲，省略具体的说明。以下，參照图3以及图4说明检测部的具体的构成以及动作。图3为本发明的第一实施例所提供的检测部的电路图。具体来讲，第一实施例所提供的检测部600利用DC-DC转换器300的功率晶体管的源极电压检测功率晶体管的劣化。參照图3，检测部600包括第一比较器610、第一晶体管部620、电容器630、第二比较器640、恢复部650、660以及第二晶体管670。第一比较器610比较功率晶体管的源极电压CS和预设的第一电压(例如，O. 7V)。在此，第一比较器610可以是具有滞后作用(hysteresis)的OP-AMP (比较器)。据此，第一比较器610比较功率晶体管的源极电压CS和预设的第一电压(例如，O. 7V)以及预设的第二电压(例如，O. 5V)，当功率晶体管的源极电压CS变得大于第一电压时可输出高电平(High)信号，当功率晶体管的源极电压CS变得小于预设的第二电压时可输出低电平(Low)信号。在此，预设的第一电压为相比功率晶体管在正常工作时所能够具有的源极电压的变化范围高的电压。由此，功率晶体管的源极电压CS大于预设的第一电压时，可预测为功率晶体管发生了劣化。但是，当功率晶体管的源极电压因干扰等而一时大于第一电压时，功率晶体管并没有发生劣化，因此利用如下的构成执行验证动作。在本实施例中，虽然利用具有滞后作用的OP-AMP实现了第一比较器610，但是在具体实施时也可利用不具有滞后作用的普通的OP-AMP来实现。S卩，可以以如下形态来实现第一比较器610，即当功率晶体管的源极电压CS大于预设的第一电压时输出高电平信号，当功率晶体管的源极电压CS小于预设的第一电压时输出低电平信号。当第一比较器610输出高电平信号时,第一晶体管部620被导通而向电容器630提供恒定电流(例如，I μ A)。具体来讲,第一晶体管部620包括反相器(inverter)以及P沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。反相器对第一比较器610的输出信号进行反转。具体来讲，当第一比较器610输出高电平信号时，反相器反转该高电平信号而输出低电平信号。并且，当第一比较器610输出低电平信号时，反相器反转该低电平信号而输出高电平信号。PMOS晶体管根据反相器的输出信号而将恒定电流(例如，I μ Α)提供给电容器。具体来讲，PMOS晶体管的漏极连接于恒定电流源(例如，I μ A)，PMOS晶体管的源极连接于电容器的一端，PMOS晶体管的栅极连接于反相器的输出端。据此，第一晶体管部620若从第一比较器610接收到高电平信号，则将恒定电流提供给电容器，若从第一比较器610接收到低电平信号，则不提供恒定电流至电容器。 另外，在本实施例中利用PMOS晶体管实现了第一晶体管部620，但是在具体实施时，可利用N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管实现第一晶体管部620。电容器630利用通过第一晶体管部620提供的恒定电流(例如，I μ Α)而被充电。此时，电容器630的电容量可具有I μ F。虽然在本实施例中利用了具备I μ F电容量的电容器，但是在具体实施时，可利用具有其他电容量值的电容器。第二比较器640比较电容器630的电压和预设的第三电压(例如，IV)。具体来讲，第二比较器640可由OP-AMP实现，且电容器630的电压输入到OP-AMP的正极⑴端子，预设的第三电压(例如，IV)输入到负极(_)端子。因此，当电容器630的电压大于预设的第三电压吋，OP-AMP输出高电平信号。因此，若功率晶体管的源极电压CS为第一电压(O. 7V)以上，则PMOS晶体管被接通而向电容器630提供恒定电流，电容器根据所提供的恒定电流而被充电。此时，电容器的电压将与恒定电流的提供时间成比例。在本实施例中，利用I μ A的恒定电流以及具有I μ F的电容量的电容器，且电容器630从接收恒定电流开始一秒之后具备IV的电压值。即，当功率晶体管的源极电压CS变为O. 7V以上，且其状态持续一秒以上时，第二比较器640将会输出高电平信号。其结果，检测部600能够基于第二比较器640的输出信号检测出功率晶体管的劣化。这样的检测部600由于具备第一晶体管部620、电容器630以及第二比较器640，因此可以在功率晶体管的源极电压CS大于预设的第一电压的情况中，排除源极电压CS因干扰等而一时大于预设的第一电压的情况。恢复部650、660、第二晶体管670对被充到电容器630的电荷进行放电。具体来讲，恢复部650、660包括第三比较器650、逻辑部660。第三比较器650比较功率晶体管的源极电压CS和预设的第四电压。具体来讲，第三比较器650可由OP-AMP来实现，且由OP-AMP的正极(+)端子接收功率晶体管的源极电压CS，由OP-AMP的负极(_)端子接收小于第一电压的预设的第四电压(例如，O. IV)，从而当功率晶体管的源极电压CS大于预设的第四电压时可输出高电平信号，当功率晶体管的源极电压CS小于预设的第四电压时可输出低电平信号。当调光信号为低电平信号，且第三比较器650的输出为低电平信号时,逻辑部660将导通第二晶体管670。并且，逻辑部660根据外部控制信号而导通第二晶体管670。具体来讲，逻辑部660可由或非门(NOR门)、反相器、或门(0R门)构成。或非门接收第三比较器650的输出和调光信号PWMI，且按照如图5所示的真值表工作。具体来讲，逻辑部660仅在调光信号为低电平信号,且第三比较器650的输出为低电平信号时输出高电平信号。反相器反转外部控制信号EN而输出。在此，外部控制信号为用于控制LED驱动电路1000的动作状态的控制信号。具体来讲，当外部控制信号为高电平(high)信号吋，LED驱动电路1000以及检测部600将会执行如上所述的动作，当外部控制信号为低电平(low)信号吋，LED驱动电路1000以及检测部600将不会执行如上所述的动作。另外，虽然上述内容对于LED驱动电路1000以及检测部600在外部控制信号为高电平信号时进行工作的情况进行了说明，但是在具体实施时，可实现为LED驱动电路1000以及检测部600在外部控制信号为低电平信号时进行工作。并且，虽然上述内容仅说明了利用外部控制信号作为用于控制LED驱动电路1000的动作状态的控制信号的示例，但是在具体实施时，也可 实现为利用用于仅控制检测部600的动作状态的控制信号的形态。或门接收或非门的输出信号和反相器的输出信号，当两个信号中至少ー个为高电平信号时输出高电平信号。第二晶体管670对电容器的所充电的电荷进行放电。具体来讲，晶体管670的漏极连接于第一晶体管部620的PMOS晶体管的源极，第二晶体管670的源极进行接地，第二晶体管670的栅极连接于逻辑部660的输出端。此时，第二晶体管可以是NM0S。因此，当从逻辑部660接收高电平信号时，第二晶体管被接通，从而可对充电于电容器的电荷进行放电。在本实施例中，虽然利用第一比较器610、第一晶体管部620、电容器630、第二比较器640、恢复部650、660以及第二晶体管670而实现了检测部600，但是在具体实施时，可仅利用第一比较器610来实现检测部600，且也可仅利用第一比较器610、第一晶体管部620、电容器630以及第二比较器640来实现检测部600。图4为本发明的第二实施例所提供的检测部的电路图。具体来讲，第二实施例提供的检测部600'利用反馈部250的输出电压CS2检测功率晶体管的劣化。第二实施例提供的检测部600'与第一实施例的检测部600进行比较时，具体的构成相同，不同之处仅在于为了检测晶体管的劣化而利用的电源的种类。參照图4，检测部60(V包括第一比较器610、第一晶体管部620、电容器630、第二比较器640以及恢复部650、660以及第二晶体管670。第一比较器610比较反馈部250的输出电压CS2和预设的第一电压(例如，O. 7V)。在此，第一比较器610可以是具有滞后作用(hysteresis)的OP-AMP (比较器)。据此，第一比较器610比较反馈部250的输出电压CS2和预设的第一电压(例如，O. 7V)以及预设的第ニ电压(例如，O. 5V)，当反馈部250的输出电压CS2变得大于预设的第一电压时可输出高电平(High)信号，当反馈部250的输出电压CS2变得小于预设的第二电压时可输出低电平(Low)信号。在此，预设的第一电压为相比功率晶体管在正常工作时所能够具有的源极电压的变化范围高的电压。由此，反馈部250的输出电压CS2大于预设的第一电压时，可预测为功率晶体管发生了劣化。但是，当功率晶体管的源极电压因干扰等而一时大于第一电压吋，功率晶体管并没有发生劣化，因此利用如下的构成执行验证动作。
在本实施例中，虽然利用具有滞后作用的OP-AMP实现了第一比较器610，但是在具体实施时也可利用不具有滞后作用的通常的OP-AMP来实现。S卩，可以以如下形态来实现第一比较器610,即当反馈部250的输出电压CS2大于预设的第一电压时输出高电平信号，当反馈部250的输出电压CS2小于预设的第一电压时输出低电平信号。当第一比较器610输出高电平信号时,第一晶体管部620被导通而向电容器630提供恒定电流(例如，ΙμΑ)。具体来讲，第一晶体管部620包括反相器(inverter)以及P沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。反相器对第一比较器610的输出信号进行反转。具体来讲，当第一比较器610输出高电平信号时，反相器反转该高电平信号而输出低电平信号。并且，当第一比较器610输出低电平信号时，反相器反转该低电平信号而输出高电平信号。PMOS晶体管根据反相器的输出信号而将恒定电流(例如，I μ Α)提供给电容器。具体来讲，PMOS晶体管的漏极连接于恒定电流源(例如，I μ A)，PMOS晶体管的源极连接于电容器的一端，PMOS晶体管的栅极连接于反相器的输出端。 据此，若从第一比较器610接收到高电平信号，则第一晶体管部620被导通而将恒定电流提供给电容器，若从第一比较器610接收到低电平信号，则第一晶体管部620不会被导通而不会将恒定电流提供给电容器。另外，在本实施例中利用PMOS晶体管实现了第一晶体管部620，但是在具体实施时，可利用N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管实现第一晶体管部620。电容器630利用通过第一晶体管部620提供的恒定电流(例如，I μ Α)而被充电。此时，电容器630的电容量可具有I μ F。虽然在本实施例中利用了具备I μ F电容量的电容器，但是在具体实施时，可利用具有其他电容量值的电容器。第二比较器640比较电容器630的电压和预设的第三电压(例如，IV)。具体来讲，第二比较器640可由OP-AMP实现，且电容器630的电压输入到OP-AMP的正极⑴端子，预设的第三电压(例如，IV)输入到OP-AMP的负极(_)端子。因此，当电容器630的电压大于预设的第三电压吋，OP-AMP输出高电平信号。因此，若反馈部250的输出电压CS2为第一电压(O. 7V)以上，则PMOS晶体管被导通而向电容器630提供恒定电流，电容器根据所提供的恒定电流而被充电。此时，电容器的电压将与恒定电流的提供时间成比例。在本实施例中，利用I μ A的恒定电流以及具有I μ F的电容量的电容器，且电容器630从接收恒定电流开始一秒之后具备IV的电压值。即，当反馈部250的输出电压CS2变为O. 7V以上，且其状态持续一秒以上时，第二比较器640将会输出高电平信号。其结果，检测部600'能够基于第二比较器640的输出信号检测出功率晶体管的劣化。这样的检测部600'由于具备第一晶体管部620、电容器630以及第二比较器640，因此可以在反馈部250的输出电压CS2大于预设的第一电压的情况中排除反馈部250的输出电压CS2因干扰等而一时大于预设的第一电压的情況。恢复部650、660以及第二晶体管670对充电到电容器630的电荷进行放电。具体来讲，恢复部650、660包括第三比较器650、逻辑部660。第三比较器650比较反馈部250的输出电压CS2和预设的第四电压。具体来讲，第三比较器650可由OP-AMP来实现，且从OP-AMP的正极(+)端子接收反馈部250的输出电压CS2，从OP-AMP的负极(_)端子接收小于第一电压的预设的第四电压(例如，O. IV)，从而当反馈部250的输出电压CS2大于预设的第四电压时可输出闻电平信号，当反馈部250的输出电压CS2小于预设的第四电压时可输出低电平信号。当调光信号为低电平信号，且第三比较器650的输出为低电平信号时,逻辑部660将导通第二晶体管670。并且，逻辑部660根据外部控制信号而导通第二晶体管670。具体来讲，逻辑部660可由或非门(N0R门)、反相器、或门(0R门)构成。或非门接收第三比较器650的输出和调光信号PWMI，且按照如图5所示的真值表工作。具体来讲，逻辑部660仅在调光信号为低电平信号,且第三比较器650的输出为低电平信号时输出高电平信号。反相器对外部控制信号EN进行反转而输出。或门接收或非门的输出信号和反相器的输出信号，当两个信号中至少ー个为高电平信号时输出高电平信号。第二晶体管670对电容器中所充电的电荷进行放电。具体来讲，第二晶体管670的漏极连接于第一晶体管部620的PMOS晶体管的源极，第二晶体管670的源极接地，第二晶体管670的栅极连接于逻辑部660的输出端。此时，第二晶体管可以是NM0S。因此，当从逻辑部660接收到高电平信号时，第二晶体管被导通，从而可对被充到电容器的电荷进行放电。在本实施例中，虽然利用第一比较器610、第一晶体管部620、电容器630、第二比较器640以及恢复部650、660以及第二晶体管670而实现了检测部60(V，但是在具体实施时，可仅利用第一比较器610、第一晶体管部620、电容器630以及第二比较器640来实现检测部60(V。图6为用于说明正常工作时的LED驱动电路的动作的波形图。并且，图7为用于说明非正常工作时的LED驱动电路的动作的波形图。參照图6及图7，在功率晶体管正常工作的情况下，当输入到功率晶体管的栅极(GATE)的PWM信号DL被接通时，就功率晶体管的栅极电压CS而言，其电压值将会增加。并且，当输入到功率晶体管的栅极的PWM信号DL没有被接通时，就功率晶体管的源极电压CS而言，其电压值将会减小。此时，功率晶体管的源极电压具有大致OV至O. 5V的电压范围。但是，当功率晶体管非正常工作吋，即使没有接通输入到功率晶体管的栅极的PWM信号DL，功率晶体管的源极电压CS其电压值也不会减小。即，功率晶体管发生短路，导致与输入到功率晶体管的栅极的PWM信号无关，維持导通状态。如此，当功率晶体管非正常エ作时，功率晶体管的源极电压CS将会维持正常工作时所具有的电压范围(例如，OV至O. 5V)以上的电压。图8及图9为用于说明本实施例所提供的检测部的动作的波形图。具体来讲，图8为功率晶体管发生劣化时的波形图，图9为ー时混入干扰时的波形图。參照图8，当由于功率晶体管的劣化而功率晶体管的源极电压CS为第一电压O. 7以上吋，恒定电流被提供至电容器630，且电容器根据所提供的恒定电流而被充电，另外，随着恒定电流流入到电容器，电容器的电压值SCP将会上升，当电容器的电压值SCP变为IV以上时，第二比较器640将输出高电平信号FLT。即，当晶体管的源极电压CS维持预设的电压(例如，O. 7V)以上，且维持预设的时间(例如，一秒)以上时，可被检测为功率晶体管发生了劣化。參照图9，当功率晶体管的源极电压CS —时变为07V以上吋，恒定电流被提供到电容器630，电容器则根据所提供的恒定电流而被充电。但是，功率晶体管的源极电压CS立即变为O. 5V以下的同时中断向电容器提供恒定电流。并且，随着调光信号为低电平信号，且第三比较器640的输出信号变为低电平信号，第二晶体管670被导通,从而被充到电容器的电荷被放电。因此，第二比较器640的输出信号FLT继续维持低电平信号。以上，示出并说明了本发明的优选实施例，但是本发明不局限于上述的特定的实施例，对于本发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员而言应当知道，在不脱离权利要求书所请求的本发明的主_的情况下能够进行各种变更实施，而这种变更实施不能从本 发明的技术思想或前景中単独地理解。
权利要求
1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括 输入部，接收用于驱动LED阵列的调光信号； DC-DC转换器，其包括执行开关动作的功率晶体管，根据所述功率晶体管的开关动作，将输出电压提供给所述LED阵列； PWM信号生成部，将用于调整所述LED阵列的电源的PWM信号提供给所述功率晶体管； LED驱动部，利用所述调光信号驱动所述LED阵列；以及 检测部，检测所述功率晶体管的劣化。
2.如权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部利用所述功率晶体管的源极电压检测所述功率晶体管的劣化。
3.如权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部包括当所述功率晶体管的源极电压大于预设的第一电压时输出高电平信号的第一比较器， 所述检测部基于所述第一比较器的输出信号检测所述功率晶体管的劣化。
4.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一比较器为当所述源极电压变得大于所述第一电压时输出高电平信号，且当所述源极电压变得小于第二电压时输出低电平信号的滞后比较器，所述第二电压具有小于所述第一电压的电压等级。
5.如权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括 电容器； 第一晶体管，当所述第一比较器输出高电平信号时被导通而将恒定电流提供于所述电容器； 第二比较器，当所述电容器的电压大于预设的第三电压时输出高电平信号， 所述检测部基于所述第二比较器的输出信号而检测所述功率晶体管的劣化。
6.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于， 所述电容器的电容量为I μ F， 所述恒定电流的大小为I μ A, 所述第三电压为IV。
7.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括根据外部控制信号对被充到所述电容器的电荷进行放电的第二晶体管。
8.如权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括恢复部，当所述功率晶体管的源极电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电， 所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。
9.如权利要求8所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述调光信号为低电平信号且所述功率晶体管的源极电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。
10.如权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括第二晶体管，对被充到所述电容器的电荷进行放电；恢复部，当所述功率晶体管的源极电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电， 所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。
11.如权利要求10所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述调光信号为低电平信号且所述功率晶体管的源极电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。
12.如权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于，所述PWM信号生成部包括比较所述LED阵列和所述LED驱动部共同连接的节点的电压和预设的第五电压而输出其差值的反馈部， 所述检测部利用所述反馈部的输出电压检测所述功率晶体管的劣化。
13.如权利要求12所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括 电容器；第一比较器，当所述反馈部的输出电压大于预设的第一电压时，输出高电平信号； 第一晶体管，当所述第一比较器输出高电平信号时被导通，向所述电容器提供恒定电流；以及 第二比较器，当所述电容器的电压大于预设的第三电压时，输出高电平信号， 所述检测部基于所述第二比较器的输出信号，检测所述功率晶体管的劣化。
14.如权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一比较器为当所述反馈部的输出电压变得大于所述第一电压时输出高电平信号，且当所述反馈部的输出电压变得小于第二电压时输出低电平信号的滞后比较器，所述第二电压具有小于所述第一电压的电压等级。
15.如权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于， 所述电容器的电容量为I μ F， 所述恒定电流的大小为I μ A, 所述第三电压为IV。
16.如权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括根据外部控制信号对被充到所述电容器的电荷进行放电的第二晶体管。
17.如权利要求16所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括恢复部，当所述反馈部的输出电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电， 所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。
18.如权利要求17所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述调光信号为低电平信号且所述反馈部的输出电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。
19.如权利要求13所述的LED驱动电路，其特征在于，所述检测部还包括第二晶体管，对被充到所述电容器的电荷进行放电；恢复部，当所述反馈部的输出电压小于预设的第四电压时，控制所述第二晶体管使其对被充到所述电容器的电荷进行放电， 所述第四电压具有小于所述第一电压的电压等级。
20.如权利要求19所述的LED驱动电路，其特征在于，当所述调光信号为低电平信号且所述反馈部的输出电压小于所述第四电压时，所述恢复部控制所述第二晶体管使所述第二晶体管导通。
21.如权利要求I所述的LED驱动电路，其特征在于，所述PWM信号生成部包括 信号生成部，生成将被提供于所述DC-DC转换器的功率晶体管的PWM信号；反馈部，比较所述LED阵列与所述LED驱动部共同连接的节点的电压和预设的第五电压而输出其差值； 控制部，当对所述功率晶体管的源极电压和具有预设频率的三角波电压进行加法运算的第一合计电压大于对所述反馈部的输出电压和预设的第六电压进行加法运算的第二合 计电压时，控制所述信号生成部使所述PWM信号复位。
全文摘要
本发明公开一种LED驱动电路。该LED驱动电路包括输入部，接收用于驱动LED阵列的调光信号；DC-DC转换器，包括执行开关动作的功率晶体管，根据功率晶体管的开关动作将输出电压提供给LED阵列；PWM信号生成部，将用于调整LED阵列的电源的PWM信号提供给功率晶体管；LED驱动部，利用调光信号驱动LED阵列；以及检测部，检测功率晶体管的劣化。
文档编号G01R31/26GK102821511SQ201210179030
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月1日 优先权日2011年6月8日
发明者金亨奎, 姜汰竟, 林奎昊, 金镇旭 申请人:美格纳半导体有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
