專利名稱：檢測負載開路狀況的電路以及方法
技術領域：
本發明有關于檢測負載異常狀況的電路以及方法，特別有關于一種檢測 負載開路狀況的電路以及方法。
背景技術：
圖1繪示了 一習知發光二極管(Light Emitting Diode; LED)馬區動電路100 的電路圖，用以根據所須亮度將輸入電壓Vin轉換成輸出電壓Vout以驅動 LED101。如圖1所示，LED驅動電路100包含一調光控制(dimming control) 電路103、 一磁滯(hysteresis)比較器105、 一比較器106、 一控制電路107、 一反相器109以及一電壓轉換器120。電壓轉換器120包含一功率開關111、 一電感113、 一二極管115以及一 電容119。調光控制電路103用以根據一第二參考電壓Vref2以及一調光控制電壓 DCV產生一第一參考電壓Vrefl,其中調光控制電壓DCV用以控制LED 101 的亮度。在此例中， 一負載電流IL流過LED 101和電阻117，反饋電壓(feedback voltage) Vra是電阻117上的跨壓，因此反饋電壓Vra正比于負載電流IL及輸出電壓V。ut。磁滯比較器105用以比較一反饋電壓VFB以及第一參考電壓Vrefl以產生一比較信號COS,如本領域技術人員所知悉，磁滯比較器105透過將反饋電壓Vra控制在一》茲滯區間內，以達到將輸出電壓V。ut穩定在一^t滯區間內。當驅動電路100在正常狀況下，控制電路107根據磁滯比較器105的輸 出信號COS產生一控制信號CS。反相器109用以將控制信號CS反相以控制功率開關111的導通與不導通。若反饋電壓VFB低于一相應于第一參考電壓Vrefl的磁滯下限電壓，則控制電路107產生的控制信號CS將使電壓轉換器 120的輸出電壓V。ut上升；相反的，若反饋電壓Vra高于一相應于第一參考電 壓Vrefl的磁滯上限電壓，則控制信號CS將使輸出電壓V她下降。比較器106用以檢測一負載開路狀況，若LED 101電路為開路狀態，反 饋電壓Vra的值將為0。比較器106比較反饋電壓Vra以及一第三參考電壓 Vref3，若反饋電壓Vra低于第三參考電壓Vref3,比較器106將通知控制電路 107有一負載開路狀況發生，控制電路107產生的控制信號CS將使功率開關111關閉并停止切換，以停止電壓轉換器120的運作。第三參考電壓Vref3通常為0.1V,然而，這樣的機制卻有其缺點存在。控制電路107可為一開關電路或是一邏輯電路(如AND門)。在此例中， 當LED驅動電路IOO正常工作時，控制信號CS即為比較信號COS。若反饋 電壓Vra低于第三參考電壓Vrefi，比較器106將通知控制電路107負載開路 情況已發生，控制信號CS將保持在高邏輯電平(level),因此功率開關111 將被關閉并停止切換。圖2繪示了圖1中所示的第一參考電壓Vrefl、第二參考電壓Vree以及調光控制電壓DCV的關系的示意圖。如圖2中的區域A所示，若調光控制電 壓DCV小于一臨界電壓V傷(例如3.5V),則第一參考電壓Vrefi正比于調光 控制電壓DCV。如區域B所示，若調光控制電壓DCV大于臨界電壓Vth，第一參考電壓Vrefl被限制在第二參考電壓Vrd2。如前所述，若反饋電壓Vra低 于第三參考電壓Vref3,則表示有負載開路狀況發生。因此區域A中的調光控制電壓DCV所決定的第一參考電壓Vrefl即受限制而無法操作于小于第三參考電壓V礎的區域。 發明內容本發明的 一 實施例揭露一種檢測負載開路狀況的電路，適用于 一 電壓轉 換器，該電路包含一比較器、 一計時電路以及一控制電路。該比較器用以比較一參考電壓以及一相應于該電壓轉換器的輸出電壓的反饋電壓以產生一比較信號；該計時電路用以計算該比較信號維持于一特定 電壓電平的時間；該控制電路根據該比較信號產生一控制信號以切換該電壓 轉換器的一功率開關；當該比較信號維持于該特定電壓電平達到一預定時間， 該計時電路使該功率開關停止切換。此外，根據本發明的實施例，可得到一相對應的檢測負載開路狀況的方法。


圖1繪示了 一習知LED驅動電路的電路圖。圖2繪示了圖1中所示的第一參考電壓、第二參考電壓以及調光控制電 壓的關系的示意圖。圖3繪示了根據本發明的一實施例的LED驅動電路的電路圖。 圖4繪示了圖3中的電路檢測負載開路狀況的示意圖。主要元件符號說明100 LED驅動電路 103調光控制電蹈， 105磁滯比較器 106比較器 107控制電路 109反相器 111功率開關 113電感 115 二極管 119電容 120電壓轉換器 300 LED驅動電^各 306計時電路具體實施方式
在說明書及后續的權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所 屬領域中技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同 一個 元件。本說明書及后續的權利要求并不以名稱的差異來作為區分元件的方式， 而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及后續的請求 項當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于J。 以外，「耦接」 一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中 描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該 第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。圖3繪示了根據本發明的一實施例的LED驅動電路300的電路圖。相 較于習知技術，圖1所示的比較器106在圖3中被一計時電路306所取代。 本發明實施例的^f全測負載開路狀況的電路包含調光控制電路103、 ^磁滯比較 器105、計時電路306、控制電路107，檢測負載開路狀況的電路以及電壓轉 換器120則構成了本發明的實施例的LED驅動電路300。
在此實施例中，計時電路306包含一計數器(counter),在LED 101電路 為開路狀態時，反饋電壓Vra將為O,因此比較信號COS將維持于一低電壓 電平。計時電路306根據其內部時鐘計算比較信號COS的低電壓電平的時間 長度，如圖4所示。若比較信號COS維持在低電壓電平且達到一預定時間， 計時電路306將通知控制電路107有一負載開if各狀況發生(舉例來說，圖4 所示的標記X),然后迫使控制電路107產生的控制信號CS使功率開關111 關閉并停止切換，以停止電壓轉換器120的運作。這樣的負載開路狀況的判 斷所導致的停止切換可以持續一段比較長的時間(可能比該預定時間來的長)， 然后計時電路306被重置(reset)，釋放控制電路107，讓控制電路107重新受 比較信號COS所控制。此時，如果負載開路狀況消失的話，控制電路107會 正常的切換功率開關111;如果負載開路狀況依然存在的話，計時電路306 會檢測到比較信號COS又一次維持在低電壓電平且達到一預定時間，再度使 功率開關111關閉并停止切換。
本發明的另一實施例亦可透過檢測控制電路107的控制信號CS是否位 于一狀態達一預定時間，來判斷比較信號COS是否維持在低電壓電平且達到 該預定時間。換言之，本發明亦可檢測功率開關111的一驅動信號(譬如說控 制信號CS或是比較信號COS)維持在一預設電壓電平，或是沒有切換達一預 定時間，來判斷是否發生一負載開路狀況；若功率開關111停止切換達到一 預定時間，則推定已發生一負載開路狀況，此亦應落在本發明的范圍之內。 如果負載開路狀況被檢測到，功率開關111便會被迫停止切換達到另一個預 設時間。
才艮據本發明的實施例，調光控制電壓DCV所決定的第一參考電壓Vrefl 的操作下限范圍將不受到限制。
本發明實施例的電壓轉換器120舉一降壓式轉換器為例，然而，本發明 的轉換器并不局限于此，例如一升壓式轉換器亦可用來實現本發明。除此， 本發明的負載也不局限于LED之類的發光元件。另外，本發明實施例的電壓轉換器120亦可不包含電容119。
此外，根據上述的實施例，可得到相對應的^r測負載開路狀況的方法， 其步驟可簡述如下(a)比較一參考電壓以及一相應于該電壓轉換器的輸出電 壓的反饋電壓以產生一比較信號；(b)計算該比較信號維持于一特定電壓電平 的時間；(c)當該比較信號維持于該特定電壓電平達到一預定時間，停止切換 該電壓轉換器的一功率開關。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變 化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種檢測負載開路狀況的電路，適用于一電壓轉換器，該電路包含一比較器，用以比較一參考電壓以及一相應于該電壓轉換器的輸出電壓的反饋電壓以產生一比較信號；一計時電路，用以計算該比較信號維持于一特定電壓電平的時間；以及一控制電路，根據該比較信號產生一控制信號以切換該電壓轉換器的一功率開關；其中當該比較信號維持于該特定電壓電平達到一預定時間，該計時電路使該功率開關停止切換。
2. 如權利要求l所述的電路，其中該計時電路檢測該控制信號，以判斷 該比較信號是否維持于該特定電壓電平于該預定時間。
3. 如權利要求1所述的電路，其中該計時電路檢測該比較信號，以判斷 該比較信號是否維持于該特定電壓電平于該預定時間。
4. 如權利要求3所述的電路，其中該計時電路耦接至該控制電路，當該 比較信號維持于該特定電壓電平達到該預定時間，該計時電路通知該控制電 路，使該功率開關停止切換。
5. 如權利要求l所述的電路，其中該計時電路包含一計數器。
6. 如權利要求l所述的電路，其中該比較器是一磁滯比較器。
7. 如權利要求1所述的電壓轉換器，其中該電壓轉換器是一直流對直流 轉換器。
8. —種檢測負載開路狀況的方法，適用于一電壓轉換器，該方法包含 比較一參考電壓以及一相應于該電壓轉換器的輸出電壓的反饋電壓以產生一比較信號；計算該比較信號維持于一特定電壓電平的時間；以及 當該比較信號維持于該特定電壓電平達到一預定時間，停止切換該電壓轉換器的一功率開關。
9. 一種檢測負載開路狀況的方法，適用于一電壓轉換器，該方法包含 檢測該電壓轉換器的一功率開關的切換；以及當該功率開關停止切換達到一第一預定時間，停止切換該功率開關一第 二預設時間。
10. 如權利要求9所述的方法，更包含計算該功率開關的一驅動信號維持
11. 如權利要求10所述的方法，更包含比較一參考電壓以及一相應于該 電壓轉換器的輸出電壓的反饋電壓來產生該驅動信號。
全文摘要
一種檢測負載開路狀況的電路，適用于一電壓轉換器，該電路包含一比較器、一計時電路以及一控制電路。該比較器用以比較一參考電壓以及一相應于該電壓轉換器的輸出電壓的反饋電壓以產生一比較信號；該計時電路用以計算該比較信號維持于一特定電壓電平的時間；該控制電路根據該比較信號產生一控制信號以切換該電壓轉換器的一功率開關；當該比較信號維持于該特定電壓電平達到一預定時間，該計時電路使該功率開關停止切換。
文檔編號H05B37/00GK101316469SQ20081010934
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月28日 優先權日2007年5月28日
發明者沈逸倫, 魏大鈞 申請人:通嘉科技股份有限公司