LED并联电路的开路检测电路及电子设备的制作方法

led并联电路的开路检测电路及电子设备
技术领域
1.本实用新型实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种led并联电路的开路检测电路及电子设备。


背景技术：

2.由于单个led(light emitting diode，发光二极管)的电流和电压有限，无法输出较大的功率；为了增加led的总功率，需要使用多个led串联或者并联的方式解决。其中，串联是较优的解决方案，因为串联可以保证每个led的电流相等。但是由于led绝缘性能的限制，led不能无限串联。通常在串联后的总电压大于200v之后就不能继续增加串联led的个数；同时，串联led数量的增加使得led的驱动器设计难度和成本也大大增加，因此当led数量多的时候，需要考虑采用并联的方式处理。
3.目前并联有两种处理方式：方案1为增设led均流电路，但led均流电路所需器件多，成本高，而且部分方案无法适配，例如现有的buck恒流方案。方案2为多路led灯串直接并联，该方案的电路简单，但是一旦某路或某几路led灯串开路就会造成其他路led灯串的驱动电流增加，持续工作在过大驱动电流下的led灯珠有损坏和燃烧的风险。因此，现有技术中的led并联电路的驱动方案存在结构复杂或可靠性差的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种led并联电路的开路检测电路及电子设备，以在保证led并联电路结构简单的基础上，提高电路可靠性，使led并联电路安全运行。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种led并联电路的开路检测电路，包括：
6.检测模块，包括第一检测端、第二检测端和公共端；所述检测模块的第一检测端与第一路led灯串的输出端电连接，所述检测模块的第二检测端与第二路led灯串的输出端电连接；
7.响应模块，包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述响应模块的第一输入端与所述检测模块的第一检测端电连接，所述响应模块的第二输入端与所述检测模块的第二检测端电连接；所述响应模块用于根据所述检测模块的第一检测端和第二检测端之间的电压差产生控制信号；
8.驱动模块，包括控制端、第一输出端和第二输出端；所述驱动模块的控制端与所述响应模块的输出端电连接，所述驱动模块的第一输出端分别与所述第一路led灯串的输入端和所述第二路led灯串的输入端电连接，所述驱动模块的第二输出端与所述检测模块的公共端电连接；所述驱动模块用于根据所述控制信号控制驱动电流。
9.可选地，所述检测模块包括：
10.第一检测单元，包括第一端和第二端；所述第一检测单元的第一端作为所述检测模块的第一检测端，所述第一检测单元的第二端作为所述检测模块的公共端；所述第一检测单元用于检测所述第一路led灯串输出端的电压；
11.第二检测单元，包括第一端和第二端；所述第二检测单元的第一端作为所述检测模块的第二检测端，所述第二检测单元的第二端与所述第一检测单元的第二端电连接；所述第二检测单元用于检测所述第二路led灯串输出端的电压。
12.可选地，所述第一检测单元包括：第一二极管组和第一电阻；所述第一二极管组的第一端与所述第一电阻的第一端电连接，并作为所述第一检测单元的第一端；所述第一二极管组的第二端与所述第一电阻的第二端电连接，并作为所述第一检测单元的第二端；
13.所述第二检测单元包括：第二二极管组和第二电阻；所述第二二极管组的第一端与所述第二电阻的第一端电连接，并作为所述第二检测单元的第一端；所述第二二极管组的第二端与所述第二电阻的第二端电连接，并作为所述第二检测单元的第二端。
14.可选地，所述第一二极管组包括串联连接的两个二极管；所述第二二极管组包括串联连接的两个二极管。
15.可选地，所述第一检测单元包括：第一检测电阻；所述第一检测电阻的第一端作为所述第一检测单元的第一端；所述第一检测电阻的第二端作为所述第一检测单元的第二端；
16.所述第二检测单元包括：第二检测电阻；所述第二检测电阻的第一端作为所述第二检测单元的第一端；所述第二检测电阻的第二端作为所述第二检测单元的第二端。
17.可选地，所述响应模块包括：
18.第一响应单元，包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一响应单元的第一输入端与所述检测模块的第二检测端电连接，所述第一响应单元的第二输入端与所述检测模块的第一检测端电连接，所述第一响应单元的输出端与所述驱动模块的控制端电连接；所述第一响应单元用于在所述检测模块的第一检测端的电压小于所述检测模块的第二检测端的电压，且所述检测模块的第二检测端与第一检测端的电压差大于第一预设值时导通，输出第一控制信号；
19.第二响应单元，包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第二响应单元的第一输入端与所述检测模块的第一检测端电连接，所述第二响应单元的第二输入端与所述检测模块的第二检测端电连接，所述第二响应单元的输出端与所述驱动模块的控制端电连接；所述第二响应单元用于在所述检测模块的第二检测端的电压小于所述检测模块的第一检测端的电压，且所述检测模块的第二检测端与第一检测端的电压差大于第二预设值时导通，输出第二控制信号；
20.所述驱动模块用于根据第一控制信号或第二控制信号控制驱动电流。
21.可选地，所述驱动模块的控制端包括第一控制端和第二控制端；
22.所述响应模块包括：
23.第一响应单元，包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一响应单元的第一输入端与所述检测模块的第二检测端电连接，所述第一响应单元的第二输入端与所述检测模块的第一检测端电连接，所述第一响应单元的输出端与所述驱动模块的第一控制端电连接；所述第一响应单元用于在所述检测模块的第一检测端的电压小于所述检测模块的第二检测端的电压，且所述检测模块的第二检测端与第一检测端的电压差大于第一预设值时导通，输出第一控制信号；
24.第二响应单元，包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述第二响应单元的第一
输入端与所述检测模块的第一检测端电连接，所述第二响应单元的第二输入端与所述检测模块的第二检测端电连接，所述第二响应单元的输出端与所述驱动模块的第二控制端电连接；所述第二响应单元用于在所述检测模块的第二检测端的电压小于所述检测模块的第一检测端的电压，且所述检测模块的第二检测端与第一检测端的电压差大于第二预设值时导通，输出第二控制信号；
25.所述驱动模块用于根据第一控制信号或第二控制信号控制驱动电流。
26.可选地，所述第一响应单元包括第一光电耦合器；所述第一光电耦合器的发射部的第一端作为所述第一响应单元的第一输入端，所述第一光电耦合器的发射部的第二端作为所述第一响应单元的第二输入端，所述第一光电耦合器的接收部的输出端作为所述第一响应单元的输出端；
27.所述第二响应单元包括第二光电耦合器；所述第二光电耦合器的发射部的第一端作为所述第二响应单元的第一输入端，所述第二光电耦合器的发射部的第二端作为所述第二响应单元的第二输入端，所述第二光电耦合器的接收部的输出端作为所述第二响应单元的输出端。
28.可选地，所述响应模块还包括：第三电阻；所述第三电阻的第一端与所述检测模块的第一检测端电连接，所述第三电阻的第二端分别与所述第一光电耦合器的发射部的第二端和所述第二光电耦合器的发射部的第一端电连接。
29.第二方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括：第一路led灯串、第二路led灯串和如本实用新型任意实施例所提供的led并联电路的开路检测电路；其中，所述开路检测电路用于检测所述第一路led灯串是否开路或所述第二路led灯串是否开路。
30.本实用新型实施例提供的led并联电路的开路检测电路中，设置有检测模块、响应模块和驱动模块；检测模块的检测端与led灯串一一对应电连接，响应模块的输入端与检测模块的检测端一一对应电连接。当某路led灯串发生开路问题时，检测模块中对应的检测端的电压会降低，使得响应模块响应其不同输入端的电压差而产生指示led并联电路发生开路故障的控制信号，从而控制驱动模块关闭输出或者降低驱动电流，防止正常导通的led灯串持续工作在过大的驱动电流下，从而提高led并联电路的安全性和可靠性。并且，相比于现有技术，本实施例提供的开路检测电路允许各路led灯串简单并联，而无需增设led均流电路，使led并联电路结构简单，且能扩大其适用范围。因此，本实用新型实施例可以在保证led并联电路结构简单的基础上，提高电路可靠性，使led并联电路安全运行。
附图说明
31.图1是本实用新型实施例提供的一种led并联电路的开路检测电路的结构示意图；
32.图2是本实用新型实施例提供的另一种led并联电路的开路检测电路的结构示意图；
33.图3是本实用新型实施例提供的又一种led并联电路的开路检测电路的结构示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处
所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
35.本实用新型实施例提供了一种led并联电路的开路检测电路。图1是本实用新型实施例提供的一种led并联电路的开路检测电路的结构示意图。图1中示例性地给出了两路并联连接的led灯串，分别为第一路led灯串1和第二路led灯串2，每路led灯串中串联有多个led灯珠。参见图1，该开路检测电路包括：检测模块10、响应模块20和驱动模块30。
36.其中，检测模块10的第一检测端11与第一路led灯串1的输出端电连接，第二检测端12与第二路led灯串2的输出端电连接。响应模块20的第一输入端21与检测模块10的第一检测端11电连接，第二输入端22与检测模块10的第二检测端12电连接；响应模块20用于根据检测模块10的第一检测端11和第二检测端12之间的电压差产生控制信号。驱动模块30的控制端33与响应模块20的输出端23电连接，第一输出端31分别与第一路led灯串1的输入端和第二路led灯串2的输入端电连接，第二输出端32与检测模块10的公共端13电连接；驱动模块30用于根据控制信号控制驱动电流。
37.示例性地，检测模块10可以由电阻等元件组合而成；检测模块10的第一检测端11的电压可以反映第一路led灯串1是否开路，检测模块10的第二检测端12的电压可以反映第二路led灯串2是否开路。驱动模块30可以是恒流驱动器。
38.示例性地，以图1所示双路led并联电路的驱动过程为例，该开路检测电路的工作过程包括：
39.两路led灯串均正常工作时：第一路led灯串1和第二路led灯串2中流过的驱动电流大小相等；检测模块10的第一检测端11和第二检测端12之间的压差很小(理想情况下该压差为0)，使得响应模块20输出的控制信号指示led并联电路正常工作，控制信号控制驱动模块30输出正常的驱动电流。
40.当其中1路led灯串开路时，例如第二路led灯串2开路：由于第二路led灯串2开路，驱动电流无法经过第二路led灯串2传输，检测模块10的第二检测端12的电压降低；而第一路led灯串1正常导通，检测模块10的第一检测端11的电压并不会降低，甚至会由于全部驱动电流都流经第一路led灯串1而升高。因此，检测模块10的第一检测端11和第二检测端12之间存在较大电压差，使得响应模块20输出的控制信号指示led并联电路中存在开路故障，控制信号控制驱动模块30关闭输出或者降低驱动电流。
41.本实用新型实施例提供的led并联电路的开路检测电路中，设置有检测模块10、响应模块20和驱动模块30；检测模块10的检测端与led灯串一一对应电连接，响应模块20的输入端与检测模块10的检测端一一对应电连接。当某路led灯串发生开路问题时，检测模块10中对应的检测端的电压会降低，使得响应模块30响应其不同输入端的电压差而产生指示led并联电路发生开路故障的控制信号，从而控制驱动模块30关闭输出或者降低驱动电流，防止正常导通的led灯串持续工作在过大的驱动电流下，从而提高led并联电路的安全性和可靠性。并且，相比于现有技术，本实施例提供的开路检测电路允许各路led灯串简单并联，而无需增设led均流电路，使led并联电路的结构简单，且能扩大其适用范围。因此，本实用新型实施例可以在保证led并联电路结构简单的基础上，提高电路可靠性，使led并联电路安全运行。
42.图2是本实用新型实施例提供的另一种led并联电路的开路检测电路的结构示意
图。参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，检测模块10包括：第一检测单元110和第二检测单元120。第一检测单元110的第一端作为检测模块10的第一检测端，第二端作为检测模块10的公共端；第一检测单元110用于检测第一路led灯串1的输出端的电压。第二检测单元120的第一端作为检测模块10的第二检测端，第二端与第一检测单元110的第二端电连接；第二检测单元120用于检测第二路led灯串2的输出端的电压。本实施例中，设置一个检测单元对应检测一路led灯串输出端的电压，可以保证各个检测单元互不干扰，提高检测准确性。
43.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，响应模块20包括：第一响应单元210和第二响应单元220。第一响应单元210的第一输入端与检测模块10的第二检测端电连接，第二输入端与检测模块10的第一检测端电连接，输出端与驱动模块30的控制端电连接；第一响应单元210用于在检测模块10的第一检测端的电压小于第二检测端的电压，且第二检测端与第一检测端的电压差大于第一预设值时导通，输出第一控制信号。第二响应单元220的第一输入端与检测模块10的第一检测端电连接，第二输入端与检测模块10的第二检测端电连接，输出端与驱动模块10的控制端电连接；第二响应单元220用于在检测模块10的第二检测端的电压小于第一检测端的电压，且检测模块10的第二检测端与第一检测端的电压差大于第二预设值时导通，输出第二控制信号。驱动模块用于根据第一控制信号或第二控制信号控制驱动电流。
44.示例性地，第一预设值为第一响应单元210的开启阈值，第二预设值为第二响应单元220的开启阈值，二者的大小可以相等。第一控制信号和第二控制信号可以是大小相同的控制信号，用于控制驱动模块30关闭输出或者降低驱动电流。本实施例中，当第一响应单元210输出第一控制信号时，表明检测模块10的第一检测端的电压降低，即第一路led灯串1开路；当第二响应单元220输出第二控制信号时，表明检测模块10的第二检测端的电压降低，即第二路led灯串2开路。也就是说，每个响应单元的输出信号对应一路led灯串的连接状态，使开路检测电路的控制逻辑清晰。并且，两个响应单元的输出端均与驱动模块30的同一控制端电连接，只要第一控制信号和第二控制信号中的任意一个传输至驱动模块30的控制端，即可控制驱动模块30关闭输出或者降低驱动电流，可有效简化控制逻辑，以及减少驱动模块30的需求端口数量。
45.上述响应模块20的结构并不作为对本实用新型的限定。在另一种实施方式中，可选地，驱动模块30的控制端包括第一控制端和第二控制端；第一响应单元210的输出端与驱动模块30的第一控制端电连接，第二响应单元220的输出端与驱动模块30的第二控制端电连接。这样设置，便于驱动模块30根据不同控制端口的信号确定发生开路故障的led灯串的位置。
46.上述各实施方式示例性地给出了开路检测电路的模块结构，下面对开路检测电路的具体结构进行说明，但不作为对本实用新型的限定。
47.继续参见图2，在一种实施方式中，可选地，第一检测单元110包括：第一二极管组111和第一电阻r1；第一二极管组111的第一端与第一电阻r1的第一端电连接，并作为第一检测单元110的第一端；第一二极管组111的第二端与第一电阻r1的第二端电连接，并作为第一检测单元111的第二端。第二检测单元120包括：第二二极管组121和第二电阻r2；第二二极管组121的第一端与第二电阻r2的第一端电连接，并作为第二检测单元120的第一端；
第二二极管组121的第二端与第二电阻r2的第二端电连接，并作为第二检测单元120的第二端。
48.示例性地，第一检测单元110和第二检测单元120可以采用完全相同的结构，以保证led并联电路正常工作时，检测模块10的第一检测端和第二检测端的电压相等，防止响应模块20误动作。二极管组中可包括至少一个二极管，当二极管的数量大于或等于两个时，各二极管串联连接构成二极管组；二极管组中串联的二极管数量可以根据响应单元的导通电压来设置。
49.本实施方式中，当led灯串开路时，对应的二极管组不导通，公共端的电压会经过电阻传输至对应的检测端。也就是说，当led灯串开路时，对应的检测端的电压会降至公共端的电压信号(比如为地信号)，正常导通的led灯串所对应的二极管组可以为其对应的检测端提供稳定的电压，且该电压不会随驱动电流的变化而变化。这样设置，可以限制检测模块检测端的电压幅值，防止led灯串开路时，检测模块10的第一检测端和第二检测端之间的压差过大，损坏响应模块20。
50.继续参见图2，在一种实施方式中，可选地，第一响应单元210包括第一光电耦合器；第一光电耦合器的发射部u1a的第一端(阳极)作为第一响应单元210的第一输入端，第一光电耦合器的发射部u1a的第二端(阴极)作为第一响应单元210的第二输入端，第一光电耦合器的接收部u1b的输出端作为第一响应单元210的输出端。第二响应单元220包括第二光电耦合器；第二光电耦合器的发射部u2a的第一端(阳极)作为第二响应单元220的第一输入端，第二光电耦合器的发射部u2a的第二端(阴极)作为第二响应单元220的第二输入端，第二光电耦合器的接收部u2b的输出端作为第二响应单元220的输出端。本实施例设置检测模块10和驱动模块30之间使用光电耦合器传输信号，可使得检测模块10和驱动模块30之间实现完全电气隔离，避免干扰，提高电路可靠性。示例性地，第一光电耦合器的接收部u1b与第二光电耦合器的接收部u2b并联连接，并与驱动模块30电连接。
51.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，响应模块20还包括：第三电阻r3，作为限流电阻，防止光电耦合器被损坏。第三电阻r1的第一端与检测模块的第一检测端电连接，第三电阻r3的第二端分别与第一光电耦合器的发射部u1a的第二端和第二光电耦合器的发射部u2a的第一端电连接。
52.继续参见图2，在上述各实施方式的基础上，可选地，第一二极管组111包括串联连接的两个二极管；第二二极管组121包括串联连接的两个二极管。由于光电耦合器的驱动电压通常在1v以上，本实施例设置二极管组包括两个串联连接的二极管，可以提供1.4v左右的导通压降，尽量使用最少的器件保证led并联电路出现开路时，对应的光电耦合器可靠导通。
53.下面结合图2的具体结构，对开路检测电路的工作过程进行说明：
54.两路led灯串均正常工作时：第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4均处于导通状态，第一二极管组111与第二二极管组121上的压降相同；因此检测模块10的第一检测端和第二检测端之间的压差为零，第一光电耦合器和第二光电耦合器均不导通，驱动模块30保持正常输出。
55.当其中1路led灯串开路时，例如第二路led灯串2开路：第三二极管d3和第四二极管d4截止，无电流流过，公共端的电压经过第二电阻r2传输至第二检测端；第一路led灯串
正常导通，第一检测端的电压为公共端的电压与第一二极管组111上的压降值之和。因此，检测模块10的第一检测端的电压大于第二检测端的电压，且电压差为第一二极管组111的压降值；该电压差控制第二光电耦合器的发射部u2a导通，从而通过第二光电耦合器的接收部u2b控制驱动模块30关闭输出或者降低输出电流。
56.那么，当第一路led灯串1开路时，检测模块10的第一检测端的电压小于第二检测端的电压，且电压差为第二二极管组121的压降值；该电压差控制第一光电耦合器的发射部u1a导通，从而通过第一光电耦合器的接收部u1b控制驱动模块30关闭输出或者降低输出电流。
57.综上所述，本实用新型实施例所提供的开路检测电路，可以在led灯串开路发生的时候立刻执行保护措施，及时限制驱动电流，避免正常导通的led灯串因持续承受双倍电流而发热损坏。
58.图3是本实用新型实施例提供的又一种led并联电路的开路检测电路的结构示意图。参见图3，在一种实施方式中，可选地，第一光电耦合器的接收部u1b与第二光电耦合器的接收部u2b分别与驱动模块30的不同端口连接，使得驱动模块30可以区分控制信号的来源，从而确定出现开路故障的led灯串的位置。
59.继续参见图3，在一种实施方式中，可选地，第一检测单元110包括：第一检测电阻rs1；第一检测电阻rs1的第一端作为第一检测单元110的第一端；第一检测电阻rs1的第二端作为第一检测单元110的第二端。第二检测单元120包括：第二检测电阻rs2；第二检测电阻rs2的第一端作为第二检测单元120的第一端；第二检测电阻rs2的第二端作为第二检测单元120的第二端。
60.本实施方式中，设置一个检测单元仅包括一个检测电阻，利用检测电阻上的压降为响应单元提供导通电压，使电路结构简单，易于实现。但检测电阻上的压降会随驱动电流的变化而变化，当驱动电流较大时，有损坏光电耦合器的风险。上述各实施例所提供的检测单元的具体结构可以根据实际需求设置，此处不做限定。
61.需要说明的是，上述各实施方式示例性地给出了双路led灯串并联的结构，但不作为对本实用新型的限定。在其他实施方式中，led并联电路中可以包括多路led灯串，只要保证每两路led灯串的输出端都连接有一套检测模块和响应模块即可保证驱动模块在出现开路问题时及时响应。
62.本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括如本实用新型任意实施例所提供的开路检测电路，具有相应的有益效果。具体地，该电子设备包括：第一路led灯串、第二路led灯串和开路检测电路；其中，开路检测电路用于检测第一路led灯串是否开路或第二路led灯串是否开路。示例性地，该电子设备可以是电视、广告屏幕或广告灯箱等显示设备。
63.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。