LED开关电源保护控制方法及电路和LED开关电源

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种LED开关电源保护控制方法及电路和LED开关电源。

背景技术

在相关技术中，LED开关电源在发生过流、过压等保护时，会在经过一定时间后自动重新启动，对于户外LED开关电源而言，如果电源已发生损坏，会导致电源不停地自动重新启动，造成LED灯在不停闪烁，用户视觉感受不好；但如果LED开关电源在发生保护后便直接关闭，不再重新启动，那么在因使用环境影响(如打雷)触发保护或者电源特殊的测试环境(如出厂前的过压、过流耐受性测试)下，均会导致灯具直接关闭，不仅降低用户体验，还给测试人员带来不便

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种LED开关电源保护控制方法及电路和LED开关电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED开关电源保护控制方法，包括：

S10、判断是否检测到保护信号；

S20、若检测到所述保护信号，则停止输出功率开关管驱动信号，并在控制LED开关电源重新启动后，计算所述LED开关电源在第一预设时间内的重新启动次数；

S30、判断所述重新启动次数是否达到预设次数；

S40、若所述重新启动次数达到预设次数，则禁止输出所述功率开关管驱动信号，若所述重新启动次数未达到所述预设次数，则允许输出所述功率开关管驱动信号，并返回至所述S10。

优选地，在所述S20中，所述控制所述LED开关电源重新启动包括：

检测所述LED开关电源的开关电源控制器的供电电压，在所述供电电压降至第二预设电压时，控制所述LED开关电源的预设功能模块停止工作，以通过所述开关电源控制器的启动电流对所述供电电压进行充电，当所述供电电压升压至第一预设电压时，控制所述预设功能模块恢复工作。

优选地，在所述S20中，还包括：

在所述供电电压大于第三预设电压时，输出用于使能寄存器的寄存器使能信号，并通过所述寄存器记录所述预设功能模块的重新启动次数，还在所述供电电压小于第四预设电压时，使所述寄存器储存的重新启动次数清零；其中，所述第三预设电压小于所述第二预设电压，所述第四预设电压小于所述第三预设电压。

优选地，在所述S20中，所述控制所述LED开关电源重新启动包括：

控制所述LED开关电源的预设功能模块停止工作，以通过所述开关电源控制器的启动电流对所述供电电压进行充电，在延时第二预设时间后，控制所述预设功能模块恢复工作，以使所述LED开关电源重新启动。

优选地，在所述S20中，还包括：

检测所述开关电源控制器的供电电压，在所述供电电压大于第五预设电压时，输出用于使能寄存器的寄存器使能信号，并通过所述寄存器记录所述预设功能模块的重新启动次数，还在所述供电电压小于第五预设电压时，使所述寄存器储存的重新启动次数清零。

优选地，在所述S20中，所述计算所述LED开关电源在第一预设时间内的重新启动次数的步骤中，还包括：

在所述重新启动次数为零且在检测到所述保护信号时，控制第一计时器开始计时，并在计时到第一预设时间时，控制所述第一计时器停止计时，并将所述第一计时器的计时时间和所述重新启动次数清零；或者

在启动第一计时器后，每经过一个第一预设时间将所述重新启动次数清零；其中，所述第一计时器在所述LED开关电源上电时启动。

本发明还构造了一种LED开关电源保护控制电路，包括：

寄存器，用于储存LED开关电源的重新启动次数；

保护模块，用于根据电源的输入及输出状态生成保护信号；

控制模块，用于判断是否检测到所述保护信号；若检测到所述保护信号，则控制功率开关管驱动信号停止输出；在第一预设时间内，若所述重新启动次数达到预设次数，则禁止输出功率开关管驱动信号，若所述重新启动次数未达到预设次数，则控制所述功率开关管驱动信号恢复输出，以使所述LED开关电源重新启动，并继续判断是否检测到所述保护信号。

优选地，所述LED开关电源保护控制电路还包括：

第一启动单元，用于输出启动电流；

第一供电电压侦测模块，用于检测LED开关电源的开关电源控制器的供电电压，并在所述供电电压降至第二预设电压时，输出用于控制所述LED开关电源的预设功能模块停止工作的第一控制信号，进而通过所述第一启动单元对所述供电电压进行充电，在所述供电电压升至第一预设电压时，输出用于控制所述预设功能模块恢复工作的第二控制信号；还在所述供电电压大于第三预设电压时，输出用于使能所述寄存器的寄存器使能信号，以及在所述供电电压小于第四预设电压时，输出用于使所述寄存器储存的重新启动次数清零的清零信号；其中，所述第三预设电压小于所述第二预设电压，所述第四预设电压小于所述第三预设电压。

优选地，所述LED开关电源保护控制电路还包括：

第二启动单元，用于输出启动电流；

第二计时器，用于在所述控制模块每次检测到所述保护信号时开始计时，以在延时第二预设时间后，输出用于控制所述LED开关电源的预设功能模块恢复工作的脉冲信号；

第二供电电压侦测模块，用于检测LED开关电源的开关电源控制器的供电电压，在所述供电电压大于第五预设电压时，输出用于使能所述寄存器的寄存器使能信号，还在所述供电电压小于第五预设电压时，输出用于使所述寄存器储存的重新启动次数清零的清零信号；

其中，所述控制模块在检测到所述保护信号时，控制所述预设功能模块停止工作，进而通过所述第二启动单元对所述供电电压进行充电；所述预设功能模块在接收到所述脉冲信号时恢复工作。

本发明还构造了一种LED开关电源，包括以上所述的LED开关电源保护控制电路。

实施本发明的技术方案，通过计算LED开关电源在第一预设时间内的重新启动次数，以在重新启动次数达到预设次数时，才禁止输出功率开关管驱动信号，并在重新启动次数未达到预设次数时，才允许输出功率开关管驱动信号，这样不仅可避免LED开关电源因某部件损坏而导致灯具频闪，还可以在LED开关电源因使用环境或测试环境而重启时，不会直接关闭，有效提高用户体验。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中LED开关电源保护控制方法的流程示意图；

图2是本发明一些实施例中的供电电压、保护信号、寄存器使能信号、预设功能模块使能信号、保护锁存信号和功率开关管驱动信号的波形图；

图3是本发明另一些实施例中的供电电压、保护信号、寄存器使能信号、保护锁存信号和功率开关管驱动信号的波形图；

图4是本发明一些实施例中LED开关电源保护控制电路的电路结构框图；

图5是本发明另一些实施例中LED开关电源保护控制电路的电路结构框图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

需要说明的是，附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

图1是本发明一些实施例中LED开关电源保护控制方法的流程示意图。该LED开关电源保护控制方法可应用在LED开关电源的开关电源控制器中，另外，LED开关电源包括功率开关管、储能电感(或变压器)等器件。该方法包括步骤S10、步骤S20、步骤S30和步骤S40。

步骤S10包括：判断是否检测到保护信号。具体地，在现有的LED开关电源中，为了保护开关电源，通常会设置相关的保护电路来保护开关电源，以免电源损坏，如通过现有的电流检测电路监控电源的输入端和/或输出端的电流值，以相关电流值过流时输出过流保护信号，再比如通过现有的电压检测电路监控电源的输入端和/或输出端的电压值，并在相关电压值过压时生成对应的过压保护信号，容易理解的，保护信号可以包括但不限于输入/输出过压保护信号、输入/输出过流保护信号、灯具短路保护信号等。

步骤S20包括：若检测到保护信号，则停止输出功率开关管驱动信号，并在控制LED开关电源重新启动后，计算LED开关电源在第一预设时间内的重新启动次数。具体地，功率开关管驱动信号用于控制LED开关电源中的功率开关管闭合或者关断；当检测到保护信号时，将立即停止输出功率开关管驱动信号后，控制功率开关管在一定时间内持续闭合(此闭合不同于电源在正常运作时的周期性闭合动作)，以使LED开关电源停止输出能量至灯具，相当于关闭了LED开关电源，但保护信号的生成可能是因为受到使用环境或测试环境(下文统称外部环境)的影响而导致的，如打雷可能会导致触发过压或过流保护，而LED开关电源及灯具本身可能并未出现故障，为了保证灯具可以正常运作，在间隔一定时间后，LED开关电源恢复输出功率开关管驱动信号，即LED开关电源重新启动，若保护信号是因外部环境生成的，电源在重启后，电源及灯具将正常运行，若保护信号是因电源或灯具故障引起的，则该保护信号在重启后仍会生成，LED开关电源将再次关闭。

在一个可选实施例中，在步骤S20中，可以通过以下方式控制LED开关电源重新启动：检测LED开关电源的开关电源控制器的供电电压，在供电电压降至第二预设电压时，控制LED开关电源的预设功能模块停止工作，以通过开关电源控制器的启动电流对供电电压进行充电，当供电电压升压至第一预设电压时，控制预设功能模块恢复工作。

需说明的是，在现有的LED开关电源中，部分电源(如发明专利CN103607110B)的供电原理如下：首先通过利用输入电源(如市电)给启动单元(可以是电阻)供电，从而为LED开关电源中的开关电源控制器提供供电电压，而启动单元的阻抗一般较大，导致启动电流较小，在电源刚上电时，是通过启动电流逐渐给与开关电源控制器供电端连接、由于提供供电电压的供电电容进行充电，供电电压逐渐增大且达到开启电压后，开始输出功率开关管驱动信号，使电源为灯具供电，并且，在电源可正常供电后，为了给开关电源控制器提供稳定的电压，在电源启动后可以利用辅助绕组给开关电源控制器供电。因此在停止输出功率开关管驱动信号后，会失去了辅助绕组的供电，由于预设功能模块仍处于工作状态，此时开关电源控制器内部的工作电流大于启动电流，因此开关电源控制器的供电电压会逐渐降低，在该实施例中，如图2所示，当供电电压降低到低于第二预设电压VCCOFF1时，预设功能模块使能信号EN1切换为失能状态(失能状态用于控制预设功能模块停止工作，可以是低电平或高电平信号，本实施例是低电平)，预设功能模块停止工作后，大大降低了开关电源控制器的工作电流，此时工作电流小于启动电流，使得启动电流可对供电电容进行充电，当供电电压充电到第一预设电压VCCON1(即开启电压)后，预设功能模块使能信号EN1切换为使能状态(即高电平)，控制预设功能模块恢复工作。另外，在供电电压到达第一预设电压VCCON1后，为了避免供电电压继续上升，可能导致内部的功能模块因过压损坏，所以在供电电压升至第一预设电压VCCON1后，还可以在开关电源控制器设置现有的电压钳位电路，使供电电压回落并温定在工作电压VCCT1。

另外，还需说明的是，预设功能模块包括开关电源控制器内部的各种电路模块，如用于输出保护信号的保护模块、用于输出功率开关管驱动信号的PMW信号发生模块、用于采集电源输出至灯具的电流/电压采用模块、用于将采样电流/采样电压与相应阈值进行比较的比较模块等，实际上预设功能模块可包括在开关电源控制器中，除必须记录运行数据或保持运行外的所有电路模块，如用于记录重新起点次数的寄存器、用于计算第一预设时间的第一计时器等就不属于预设功能模块。

相应地，在一些实施例中，在步骤S20中，还包括：在供电电压大于第三预设电压时，输出用于使能寄存器的寄存器使能信号，并通过寄存器记录预设功能模块的重新启动次数，还在供电电压小于第四预设电压时，使寄存器储存的重新启动次数清零；其中，第三预设电压小于第二预设电压，第四预设电压小于第三预设电压。

参见图2，在该实施例中，当供电电压VCC1大于第三预设电压VCCRSTH时，输出的寄存器使能信号EN0为使能状态(即高电平)，使寄存器使能，进而通过寄存器储存重新启动次数，LED开关电源关断输入电源(如市电)时，整个电源失去供电源，因此供电电压VCC1逐渐降低，低至第四预设电压VCCRSTL时，寄存器使能信号EN0切换为失能状态(即低电平)。另外，在图2中，Pro1表示保护信号的电平，DRV1表示为功率开关管驱动信号的电平，参见图2所示，当电源的重启次数达到一定值后，开关电源控制器将生成用于禁止输出功率开关管驱动信号的保护锁存信号ProLl。

在另一个可选实施例中，在步骤S20中，还可以通过以下方式控制LED开关电源重新启动：控制LED开关电源的预设功能模块停止工作，以通过开关电源控制器的启动电流对供电电压进行充电，在延时第二预设时间后，控制预设功能模块恢复工作，以使LED开关电源重新启动。

该实施例的电平可以参考图3，而图3所示的实施例与图2所示的实施例相比，区别在于，在停止输出功率开关管驱动信号的同时还控制LED开关电源的预设功能模块停止工作，此时开关电源控制器的工作电流小于启动电流，因此启动电流会对供电电压VCC2充电，当充电时间持续第二预设时间Trst后，开关电源控制器将保护清零脉冲信号Pro_rst，以使保护信号的状态清零，继而控制预设功能模块恢复工作，从而实现LED开关电源重新启动。另外，在图3中，VCC0N2表示开启电压，VCCT2表示为开关电源控制器稳定工作时的工作电压，Pro2表示保护信号的电平，DRV2表示为功率开关管驱动信号的电平，ProL2表示为保护锁存信号的电平。

相应地，参考图3，在一些实施例中，在步骤S20中，还包括：检测开关电源控制器的供电电压，在供电电压VCC2大于第五预设电压VCCOFF2时，输出用于使能寄存器的寄存器使能信号EN2，并通过寄存器记录预设功能模块的重新启动次数，还在供电电压VCC2小于第五预设电压VCCOFF2时，使寄存器储存的重新启动次数清零。

在该实施例中，当输入电源断开后才会使供电电压VCC2降至第五预设电压VCCOFF2。

在一个可选实施例中，在步骤S20中，可以通过以下方式计算LED开关电源在第一预设时间内的重新启动次数：在每次重新启动LED开关电源后，重新启动次数加一，并在重新启动次数为零且在检测到保护信号时，控制第一计时器开始计时，且在计时到第一预设时间时，控制第一计时器停止计时，并将第一计时器的计时时间和重新启动次数清零。

在该实施例中，当寄存器在检测到保护信号的发生设定跳转时，如图2所示的实施例，保护信号Pro1从高电平转换为低电平时，说明LED开关电源重新启动了一次，此时重新启动次数加一；当重新启动次数为零时，说明在之前的第一预设时间内均未发生过电源重启动作，若此时检测到保护信号，将控制第一计时器开始计时，并在计时到第一预设时间时，将第一计时器的计时时间和寄存器的重新启动次数清零。另外，第一计时器可以是开关电源控制器的内部计时器。该实施例中可以严格控制灯具频闪的次数不会超过预设次数，有助于降低不必要的功耗。

在另一个可选实施例中，在步骤S20中，可以通过以下方式计算LED开关电源在第一预设时间内的重新启动次数：在每次重新启动LED开关电源后，重新启动次数加一，在启动第一计时器后，每经过一个第一预设时间将重新启动次数清零；其中，第一计时器在LED开关电源上电时启动。

在该实施例中，当寄存器在检测到保护信号的发生设定跳转时，如图3所示的实施例，保护信号Pro2从高电平转换为低电平时，说明LED开关电源重新启动了一次，此时重新启动次数加一；第一计时器会在LED开关电源接入输入电源后便启动，而且会在每一次计算到第一预设时间时，均会将寄存器的重新启动次数清零。该实施例具有程序控制逻辑简单的优点。

在一些实施例中，第一预设时间可以根据实际需求进行设定，第一预设时间可以设置在1分钟以内。

步骤S30包括：判断重新启动次数是否达到预设次数。具体地，预设次数可以根据实际需求进行设定，如在一些外部环境比较恶劣(如经常打雷的地区)，可以相对应的调大预设次数，以降低灵敏度，避免电源在较少次的重启后便放弃重启。可选地，预设次数为5至9次，优选为7次。

步骤S40包括：若重新启动次数达到预设次数，则禁止输出功率开关管驱动信号，若重新启动次数未达到预设次数，则允许输出功率开关管驱动信号，并返回至步骤S10。具体地，当重新启动次数达到预设次数时，将判定LED开关电源或灯具已出现故障，并立即禁止输出功率开关管驱动信号，即相当于禁止LED开关电源重启，从而避免因LED开关电源重启引致故障事件蔓延及加剧；而在重新启动次数未达到预设次数时，允许输出功率开关管驱动信号，即相当于允许LED开关电源重启。

如图4所示，本发明还提供了一种LED开关电源保护控制电路。该LED开关电源保护控制电路包括寄存器1、保护模块和控制模块。

寄存器1用于储存LED开关电源的重新启动次数。

保护模块用于根据电源的输入及输出状态生成保护信号。

控制模块用于判断是否检测到保护信号；若检测到保护信号，则控制功率开关管驱动信号停止输出；在第一预设时间内，若重新启动次数达到预设次数，则禁止输出功率开关管驱动信号，若重新启动次数未达到预设次数，则控制功率开关管驱动信号恢复输出，以使LED开关电源重新启动，并继续判断是否检测到保护信号。

在一个可选实施例中，参考图3和图2，该LED开关电源保护控制电路还包括第一启动单元41和第一供电电压侦测模块42。

第一启动单元41用于输出启动电流。其中，第一启动单元41可以是电阻、JFET或MOSFET。而且，第一启动单元41可以封装在开关电源控制器的芯片基板内部，以减小开关电源控制器所需的外围器件数量。

第一供电电压侦测模块42用于检测LED开关电源的开关电源控制器的供电电压，并在供电电压降至第二预设电压时，输出用于控制LED开关电源的预设功能模块停止工作的第一控制信号，进而通过第一启动单元41对供电电压进行，在供电电压升至第一预设电压时，输出用于控制预设功能模块恢复工作的第二控制信号；还在供电电压大于第三预设电压时，输出用于使能寄存器1的寄存器使能信号，以及在供电电压小于第四预设电压时，输出用于使寄存器1储存的重新启动次数清零的清零信号；其中，第三预设电压小于第二预设电压，第四预设电压小于第三预设电压。

参考图2和图4，在该实施例中，当因LED开关电源停止工作，而导致供电电压VCC1降至第二预设电压VCCOFF1时，第一供电电压侦测模块42输出第一控制信号(对应为低电平的EN1信号)，使预设功能模块停止工作，使开关电源控制器的工作电流小于启动电流，即通过第一启动单元41对供电电压进行充电，在供电电压升至第一预设电压VCCON1时，第一供电电压侦测模块42输出第一控制信号(对应为高电平的EN1信号)，使预设功能模块恢复工作，在供电电压VCC1大于第三预设电压VCCRSTH时，输出高电平的寄存器使能信号EN0，以控制寄存器1储存重新启动次数，并且当供电电压VCC1小于第四预设电压VCCRSTL时，输出清零信号，以使重新启动次数清零。

在另一个可选实施例中，参考图5和图3，该LED开关电源保护控制电路还包括第二启动单元51、第二计时器52和第二供电电压侦测模块53。

第二启动单元51用于输出启动电流。其中，第二启动单元51可以是电阻、JFET或MOSFET。而且，第二启动单元51可以封装在开关电源控制器的芯片基板内部。

第二计时器52用于在控制模块每次检测到保护信号时开始计时，以在延时第二预设时间后，输出用于控制LED开关电源的预设功能模块恢复工作的脉冲信号。

第二供电电压侦测模块53用于检测LED开关电源的开关电源控制器的供电电压，在供电电压大于第五预设电压时，输出用于使能寄存器1的寄存器使能信号，还在供电电压小于第五预设电压时，输出用于使寄存器1储存的重新启动次数清零的清零信号。

其中，控制模块在检测到保护信号时，控制预设功能模块停止工作，进而通过第二启动单元51对供电电压进行充电；预设功能模块在接收到脉冲信号时恢复工作。

而图5所示的实施例与图4所示的实施例相比，区别在于，在停止输出功率开关管驱动信号的同时还控制LED开关电源的预设功能模块停止工作，此时开关电源控制器的工作电流小于启动电流，因此启动电流会对供电电压VCC2充电，当充电时间持续第二预设时间Trst后，开关电源控制器将保护清零脉冲信号Pro_rst，以使保护信号的状态清零，继而控制预设功能模块恢复工作，从而实现LED开关电源重新启动。

本发明还提供一种LED开关电源，包括本发明实施例提供的LED开关电源保护控制电路。

可以理解的，实施本发明的技术方案，不仅可避免LED开关电源因某部件损坏而导致灯具频闪，还可以在LED开关电源因使用环境或测试环境而重启时，不会直接关闭，有效提高用户体验。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器(1)、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。