灯源驱动电路的制作方法

1.本发明涉及电学领域，尤其是涉及一种灯源驱动电路。


背景技术：

2.激光/led(发光二极管)投影机在市场上占有重要角色。激光/led(发光二极管)投影机中，灯源驱动电路(如led驱动电路)通常都是低电压驱动。所以，其内部驱动晶体管的电压范围较低。
3.然而，当投影机逐渐提高其亮度时，灯源驱动电路必须驱动高电压灯源，所以，驱动电路的内部驱动晶体管就必须挑选高耐压组件，以确保晶体管可以稳定地工作，避免组件烧毁。
4.但是，现有的灯源驱动电路仍然是低压设计，因此可能会出现灯源驱动电路的低输出电压不足以驱动高电压晶体管的风险，导致高电压晶体管的烧毁。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种灯源驱动电路，能够防止灯源驱动电路中的高压晶体管被烧毁。
6.为了达到上述目的，本发明提出一种灯源驱动电路，用以驱动灯源，该灯源驱动电路包括：低电压保护电路；控制电路，耦接该低电压保护电路；以及驱动晶体管，耦接至该控制电路，受控于该控制电路以驱动该灯源，其中，该低电压保护电路侦测操作电压，当操作电压低于门限值，该低电压保护电路输出致能信号，该控制电路接收该致能信号使得该控制电路关闭，并关闭该驱动晶体管。
7.作为可选的方案，如果该低电压保护电路侦测到该操作电压高于该门限值，则该低电压保护电路将该致能信号拉高，以使得控制电路正常操作且正常驱动该驱动晶体管。
8.作为可选的方案，该低电压保护电路包括：萧特基二极管，分压电路，耦接至该萧特基二极管；第一bjt晶体管，耦接至该萧特基二极管；第二bjt晶体管，耦接至该第一bjt晶体管；其中，该萧特基二极管通过该分压电路耦接至该操作电压；当该操作电压高于该门限值时，该萧特基二极管导通，该分压电路的分压电压使得该第一bjt晶体管为导通，且该第二bjt晶体管为不导通，使得该致能信号为逻辑高，响应于该致能信号为逻辑高，该控制电路为正常操作。
9.作为可选的方案，当该操作电压低于该门限值时，该分压电路的该分压电压使得该第一bjt晶体管为不导通，且该第二bjt晶体管为导通，使得该致能信号被拉低为逻辑低，响应于该致能信号为逻辑低，该控制电路被关闭，以关闭该驱动晶体管。
10.作为可选的方案，该低电压保护电路包括：硅控整流器，分压电路，耦接至该硅控整流器与该操作电压；以及第三bjt晶体管，耦接至该硅控整流器，其中，当该操作电压高于该门限值时，该分压电路的分压电压使得该硅控整流器为导通，且将该第三bjt晶体管为不导通，该致能信号为逻辑高，响应于该致能信号为逻辑高，该控制电路为正常操作。
11.作为可选的方案，当该操作电压低于该门限值时，该分压电路的该分压电压使得该硅控整流器为不导通，且使得该第三bjt晶体管为导通，该致能信号为逻辑低，使得该控制电路被关闭，且关闭该驱动晶体管。
12.作为可选的方案，该低电压保护电路包括：比较器，耦接至该操作电压；分压电路，耦接至该比较器与参考电压；以及第四bjt晶体管，耦接至该比较器，其中，当该操作电压高于该门限值时，该比较器比较该操作电压与该分压电路的分压电压并输出一比较器输出信号，使得该第四bjt晶体管为不导通，该致能信号为逻辑高，使得该控制电路为正常操作。
13.作为可选的方案，当该操作电压低于该门限值时，该比较器比较该操作电压与该分压电路的该分压电压以输出该比较器输出信号，使得该第四bjt晶体管为导通，该致能信号为逻辑低，使得该控制电路被关闭，以关闭该驱动晶体管。
14.作为可选的方案，该控制电路接收pwm讯号控制该驱动晶体管开启或关闭，对应该灯源开启或关闭。
15.作为可选的方案，该操作电压驱动该控制电路且该控制电路提供控制电压给该驱动晶体管，该控制电压正相关于该操作电压。
16.作为可选的方案，当该驱动晶体管关闭时，该灯源为开路。
17.与现有技术相比，本发明的灯源驱动电路中的低电压保护电路能够侦测操作电压，当操作电压低于门限值时，低电压保护电路输出致能信号，控制电路接收该致能信号使得控制电路关闭，并关闭驱动晶体管，从而防止驱动晶体管被烧毁。
18.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
19.图1为本发明的灯源驱动电路一实施例的功能方块图；
20.图2至图4为本发明的低电压保护电路多个实施例的电路原理图。
具体实施方式
21.为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
22.请参照图1，图1为本发明的灯源驱动电路一实施例的功能方块图。如图1所示，根据本案实施例的灯源驱动电路100可驱动灯源140(可驱动灯源140例如但不受限于包括多个串联连接的led)。灯源驱动电路100包括：电压产生器110，低电压保护电路120，控制电路130，电容c1、c2、c3，萧特基二极管z1，驱动晶体管t1，电感l与电阻r0。
23.电压产生器110可以是ac/dc变压器(ac/dcconverter)，用以产生操作电压vcc与灯源驱动电压vled，具体来说，电压产生器110的第一输出端输出操作电压vcc，电压产生器110的第二输出端输出灯源驱动电压vled。灯源驱动电压vled用以驱动灯源140(即电压产生器110的第二输出端与灯源140电性连接以给灯源140提供灯源驱动电压vled)。操作电压vcc用以当成控制电路130的操作电压(即电压产生器110的第一输出端与控制电路130电性连接以给控制电路130提供操作电压vcc)。低电压保护电路120与电压产生器110的第一输出端电性连接以接入操作电压vcc，低电压保护电路120用以侦测电压产生器110所产生的操作电压vcc是否低于门限值。如果操作电压vcc低于门限值，则低电压保护电路120将致能
信号ic_en拉低，以使得控制电路130被关闭，来保护驱动晶体管t1，避免被烧毁。另一方面，如果操作电压vcc高于门限值，则低电压保护电路120将致能信号ic_en拉高，以使得控制电路130能正常操作。换句话说，低电压保护电路120与控制电路130电性连接，并根据操作电压vcc与门限值的大小关系输出致能信号ic_en至控制电路130，控制电路130与驱动晶体管t1的控制端(即驱动晶体管t1的基极)电性连接，控制电路130根据致能信号ic_en控制驱动晶体管t1导通或断开。
24.当控制电路130正常操作时，控制电路130接收由电压产生器110所产生的操作电压vcc。控制电路130可产生pwm信号来驱动该驱动晶体管t1导通(即开启)，作能量储能转换及电流控制，以使得灯源140发光。亦即，控制电路130还可以提供控制电压cv(cv为pwm信号电压的振幅)给驱动晶体管t1，控制电压cv的值可以正相关于操作电压vcc。
25.灯源140包括至少一个led。当驱动晶体管t1为导通时，灯源140可发光并对电感l充电储能。当驱动晶体管t1被关闭时，电感l经由萧特基二极管z1提供电能给灯源140。
26.其中，电容c1(即第一电容)连接在灯源驱动电压vled与地线之间，电容c1用以滤波由电压产生器110产生的灯源驱动电压vled。电容c2(即第二电容)连接在操作电压vcc与地线之间，电容c2用以滤波由电压产生器110产生的操作电压vcc。电容c3与灯源140并联连接，电容c3是灯源驱动电压vled的能量储存单元。萧特基二极管z1的阳极与驱动晶体管t1的集电极电性连接，萧特基二极管z1的阴极与电压产生器的第二输出端电性连接以接入灯源驱动电压vled，萧特基二极管z1用以能量转换。驱动晶体管t1用以能量转换提供驱动电流给灯源140，以使得灯源140可以发光。电感l连接在灯源140的阴极与驱动晶体管t1的集电极之间，电感l用以储能，灯源140的阳极与灯源驱动电压vled连接。电阻r0可将电流转成电压后将该电压回授至控制电路130。电阻r0连接于驱动晶体管t1的发射极与接地端之间。
27.本案实施例揭露多个低电压保护电路120的实施例。图2至图4为本发明的低电压保护电路120多个实施例的电路原理图。
28.如图2所示，低电压保护电路120a包括：萧特基二极管z2，电阻r1、r2、r3，bjt晶体管(双极结型晶体管)bjt1与bjt2。
29.电阻r1与r2可视为组成分压电路。萧特基二极管z2的一端通过电阻r1而耦接至操作电压vcc，萧特基二极管z2的另一端通过电阻r2而耦接至接地端。
30.电阻r1耦接于萧特基二极管z2的一端与操作电压vcc之间。电阻r2耦接于萧特基二极管z2的另一端与接地端之间。电阻r3耦接于操作电压vcc与bjt晶体管bjt1的集电极之间。
31.bjt晶体管bjt1具有：基极，耦接至节点n(节点n为萧特基二极管z2与电阻r2的连接点)；集电极，耦接至电阻r3；以及发射极，耦接至接地端。
32.bjt晶体管bjt2具有：基极，耦接至节点p(节点p为bjt晶体管bjt1的集电极与电阻r3的连接点)；集电极，耦接至致能信号ic_en；以及发射极，耦接至接地端。
33.低电压保护电路120a的操作如后所述。以操作电压vcc的正常值为12v，萧特基二极管z2的反向导通电压为10v(即当萧特基二极管z2反向导通时，萧特基二极管z2的负极的电压值减去萧特基二极管z2的正极的电压值等于10v)，bjt晶体管bjt1与bjt2的临界电压(即bjt晶体管bjt1与bjt2的基极控制电压的临界值)为0.6v，电阻r1与r2的电阻值相同(均为1k欧姆)为例做说明，但当知本案并不受限于此。
34.当操作电压vcc为12v时，萧特基二极管z2可导通，且电阻r1与r2可对2v(12v-10v＝2v)分压，故而，节点n的电压为1v，大于bjt晶体管bjt1的临界电压，所以，bjt晶体管bjt1为导通。由于bjt晶体管bjt1为导通，将节点p拉低(节点p的电压为0v)，故而bjt晶体管bjt2为不导通，所以，致能信号ic_en为默认值(逻辑高)。响应于致能信号ic_en为默认值(逻辑高)，控制电路130可正常操作。
35.相反地，如果由于某些关系使得操作电压vcc下降，例如，下降至10.6v时，萧特基二极管z2虽仍可导通，且电阻r1与r2可对(10.6v-10v＝0.6v)分压，故而，节点n的电压为0.3v，小于bjt晶体管bjt1的临界电压，所以，bjt晶体管bjt1为不导通。由于bjt晶体管bjt1为不导通，故而，节点p将被拉高(节点p的电压＝vcc)，故而bjt晶体管bjt2为导通(节点p的电压高于bjt晶体管bjt2的临界电压)，所以，致能信号ic_en将被拉低。响应于致能信号ic_en被拉低，控制电路130将被关闭。如此一来，驱动晶体管t1将不会被驱动，避免驱动晶体管t1被烧毁。
36.如图3所示，低电压保护电路120b包括：硅控整流器(silicon controlled rectifier，scr)s，电阻r4-r6与bjt晶体管bjt3。
37.硅控整流器s具有：闸极，耦接至节点q(节点q为电阻r4与电阻r5的连接点)；阳极耦接至节点r(节点r为电阻r6与bjt晶体管bjt3的连接点)；以及阴极，耦接至接地端。
38.电阻r4耦接于电阻r5的一端与操作电压vcc之间。电阻r5耦接于节点q与接地端之间。电阻r4与r5构成分压电路。电阻r6耦接于操作电压vcc与硅控整流器s的阳极之间。
39.bjt晶体管bjt3具有：基极，耦接至节点r；集电极，耦接至致能信号ic_en；以及发射极，耦接至接地端。
40.低电压保护电路120b的操作如后所述。以操作电压vcc的正常值为12v，硅控整流器s的临界电压为2.5v，bjt晶体管bjt3的临界电压为0.6v，电阻r4与r5的电阻值约为3k欧姆与1k欧姆为例做说明，但当知本案并不受限于此。
41.当操作电压vcc为12v时，通过电阻r4与r5的分压，节点q的电压约为3v(12v*(r5/(r5 r4)＝3v)，高于硅控整流器s的临界电压，所以，硅控整流器s可导通。由于硅控整流器s为导通，将节点r拉低(节点q的电压为0v)，故而bjt晶体管bjt3为不导通，所以，致能信号ic_en为默认值(逻辑高)。响应于致能信号ic_en为默认值(逻辑高)，控制电路130可正常操作。
42.相反地，如果由于某些关系使得操作电压vcc下降，例如，下降至8v时，通过电阻r4与r5的分压，节点q的电压约为2v，低于硅控整流器s的临界电压，所以，硅控整流器s不导通。由于硅控整流器s为不导通，则节点r将被拉高(节点r的电压为vcc)，故而bjt晶体管bjt3为导通，所以，致能信号ic_en被拉低。响应于致能信号ic_en被拉低，控制电路130将被关闭。如此一来，驱动晶体管t1将不会被驱动，避免驱动晶体管t1被烧毁。
43.如图4所示，低电压保护电路120c包括：比较器op，电阻r7-r8与bjt晶体管bjt4。
44.比较器op具有：正输入端，接收操作电压vcc；负输入端，耦接至节点u，接收参考电压vref的分压；以及输出端，输出一比较器输出信号op_out至bjt晶体管bjt4的基极。
45.电阻r7耦接于电阻r8的一端与参考电压vref之间。电阻r8耦接于节点u与接地端之间。电阻r7与r8构成分压电路。
46.bjt晶体管bjt4具有：基极，耦接至比较器op的输出端；集电极，耦接至致能信号
ic_en；以及发射极，耦接至接地端。
47.低电压保护电路120c的操作如后所述。在底下，以操作电压vcc的正常值为12v，bjt晶体管bjt4的临界电压为0.6v，节点u的电压为10v为例做说明，但当知本案并不受限于此。节点u的电压为10v的做法例如但不受限于，参考电压vref为20v，电阻r7与r8的电阻值约为1k欧姆。
48.当操作电压vcc为12v时，比较器op比较操作电压vcc与节点u的电压(10v)，比较器op输出逻辑低的比较器输出信号op_out，使得bjt晶体管bjt4为不导通。所以，致能信号ic_en为默认值(逻辑高)。响应于致能信号ic_en为默认值(逻辑高)，控制电路130可正常操作。
49.相反地，如果由于某些关系使得操作电压vcc下降，例如，下降至8v时，比较器op比较操作电压vcc与节点u的电压(10v)，比较器op输出逻辑高的比较器输出信号op_out，使得bjt晶体管bjt4为导通。所以，致能信号ic_en被拉低。响应于致能信号ic_en被拉低，控制电路130将被关闭。如此一来，驱动晶体管t1将不会被驱动，避免驱动晶体管t1被烧毁。
50.由上述可知，在本案上述实施例中，低电压保护电路可以侦测操作电压vcc，即便是操作电压vcc因某些关系而不正常下降，低电压保护电路可以立即将驱动晶体管的启动关闭，停止驱动晶体管的操作，以保护驱动晶体管不被烧毁。
51.综上所述，本发明的灯源驱动电路中的低电压保护电路能够侦测操作电压，当操作电压低于门限值时，低电压保护电路输出致能信号，控制电路接收该致能信号使得控制电路关闭，并关闭驱动晶体管，从而防止驱动晶体管被烧毁。
52.藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。