开路保护电路、开关电源芯片及开关电源系统

摘要

本发明提供了一种开路保护电路、开关电源芯片及开关电源系统，应用于开关电源技术领域。在本发明提供的一种开路保护电路中，需要升压恒流型开关电源芯片的输出电压反馈引脚FB被拉低且电压输出端的电压达到设定的最大值同时满足时，所述开路保护电路才判定其为负载开路，然后，先关断芯片的功率管，以使所述芯片不工作，之后，再开始通过内部电路给外部输出电容放电，并在当输出电容电压降到设定的安全值时，关闭本电路中的放电通路，以减少损耗，从而实现了当负载LED开路时，不仅可以保护芯片及新接入的LED负载不被输出电容的高压损坏，还省去了传统方案中在负载LED输出端添加的检测用的稳压二极管，从而降低了成本及生产时的复杂度。

权利要求

1.一种开路保护电路，其特征在于，设置在一升压恒流型开关电源芯片的内部，所述升压恒流型开关电源芯片的外部连接有输出电容和负载，所述升压恒流型开关电源芯片具有用于检测输出电压的输出电压检测端、用于反馈所述输出电压变化的输出电压反馈引脚以及用于调节所述输出电压的功率管，所述开路保护电路包括：FB引脚电压检测模块，连接输出电压反馈引脚，并用于检测所述输出电压反馈引脚的电压是否低于第一电压阈值，若是，则输出高电平信号，若否，则输出低电平信号；

过压保护模块，连接所述输出电压检测端并用于检测所述输出电压检测端的电压是否大于第二电压阈值，若是，则输出高电平信号，若否，则输出低电平信号；

逻辑控制模块，连接所述功率管的驱动端以及所述FB引脚电压检测模块和所述过压保护模块，并用于在所述FB引脚电压检测模块和所述过压保护模块均输出高电平信号时，控制所述功率管关断并触发输出电容放电模块工作，并在之后若所述FB引脚电压检测模块和所述过压保护模块中至少一个输出低电平信号时，锁存所述逻辑控制模块的输出电压持续输出高电平信号并控制所述功率管关断，直至所述升压恒流型开关电源芯片重新上电；

输出电容放电模块，连接所述输出电容，用于在被所述逻辑控制模块触发后，给所述输出电容放电，以降低所述输出电容的电压。

2.如权利要求1所述的开路保护电路，其特征在于，所述过压保护模块包括输入端、输出端、第四至第七电阻、第一二极管、第十二三极管和第十三三极管；

所述第一二极管的阴极与所述输出电压检测端互相连接，并作为所述过压保护模块的输入端，所述第一二极管的阳极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第五电阻的一端以及所述第十二三极管的基极连接；所述第五电阻的另一端与参考地端连接；第六电阻的一端接入芯片工作电压，另一端与所述第十三三极管的基极以及所述第十二三极管的发射极连接，所述第十三三极管的集电极接入所述芯片工作电压，所述第十二三极管的集电极与所述参考地端连接；第七电阻的一端与所述参考地端连接，另一端与所述第十三三极管的发射极连接并作为所述过压保护模块的输出端，连接所述逻辑控制模块。

3.如权利要求1所述的开路保护电路，其特征在于，所述逻辑控制模块包括第一输入端、第二输入端、输出端，第十五三极管、第十六三极管、第十八三极管至第二十三极管、第二十三三极管至第二十七三极管以及第八至第十电阻，其中，第十五三极管的基极与过压保护模块的输出端连接，作为所述逻辑控制模块的第二输入端；第十五三极管的集电极与第十八三极管的基极连接，第十五三极管的发射极与第十六三极管的集电极连接；第十六三极管的基极与FB引脚电压检测模块的输出端连接，作为所述逻辑控制模块的第一输入端；第十八三极管的集电极与第十九三极管的基极连接，第十九三极管的集电极与第二十三极管的集电极以及第二十三三极管的基极连接，第二十三极管的基极与第八电阻的一端连接，第八电阻的另一端与第九电阻的一端、第二十三三极管的集电极以及第二十四三极管的集电极连接，第九电阻的另一端与第二十五三极管的基极连接，第二十五三极管的发射极连接；第二十四三极管的基极与第二十六三极管的集电极以及第二十七三极管的集电极连接；第十六三极管、第十八三极管至第十九三极管以及第二十三三极管至第二十五三极管的发射极，且第二十六三极管的发射极以及第二十七三极管的发射极均与参考地端连接，第二十七三极管的基极与第十电阻的一端以及输出电容放电模块的输入端连接。

4.如权利要求1所述的开路保护电路，其特征在于，所述输出电容放电模块包括第一输入端、第二输入端、第三十三极管、第三十二三极管、第三十三三极管、第三十四三极管和第十一电阻，其中，

所述第三十三极管的基极与所述逻辑控制模块的输出端连接，作为所述输出电容放电模块的第一输入端，所述第三十三极管的发射极与参考地端连接，所述第三十三极管的集电极与所述第三十二三极管的基极连接；所述第三十二三极管的发射极与所述参考地端连接，所述第三十二三极管的集电极与所述第三十三三极管的集电极以及所述第三十四三极管的基极连接，所述第三十三三极管的发射极与所述参考地端连接，所述第三十三三极管的基极作为所述输出电容放电模块的第二输入端；所述第三十四三极管的集电极与所述第十一电阻的一端连接，所述第三十四三极管的发射极与所述参考地端连接，所述第十一电阻的另一端与所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测端连接。

5.如权利要求1所述的开路保护电路，其特征在于，所述FB引脚电压检测模块包括第二电阻、第三电阻、第三三极管至第十三极管，其中，所述第二电阻的一端与基准电压连接，另一端与所述第三电阻的一端以及所述第三三极管的基极连接，所述第三电阻的另一端、所述第三三极管的集电极均与参考地端连接；所述第三三极管的发射极与第四三极管的集电极、所述第四三极管的基极以及第五三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极与所述第五三极管的发射极、第八三极管的发射极以及第九三极管的发射极连接，所述第五三极管的集电极与第六三极管的集电极、所述第六三极管的基极以及第七三极管的基极连接，所述第六三极管的发射极以及所述第七三极管的发射极均与所述参考地端连接；所述第七三极管的集电极与所述第八三极管的集电极连接，并作为所述FB引脚电压检测模块的输出端；所述第八三极管的基极与所述第九三极管的基极以及所述第九三极管的集电极连接，所述第九三极管的集电极与第十三极管的发射极连接，所述第十三极管的集电极与所述参考地端连接，所述第十三极管的基极与所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压反馈引脚连接。

6.如权利要求1所述的开路保护电路，其特征在于，所述开路保护电路还包括：输出电压检测模块，连接所述输出电容放电模块，用于检测所述输出电压，并在检测到所述输出电压下降至相应的电压时，关闭所述输出电容放电模块，以结束所述输出电容的放电。

7.如权利要求6所述的开路保护电路，其特征在于，所述输出电压检测模块包括第十二电阻至第十五电阻、第三十五三极管至第四十二三极管，其中，所述第三十五三极管的基极与第十三电阻以及所述第十二电阻的一端分别连接，所述第三十五三极管的发射极与第三十六三极管的集电极、所述第三十六三极管的基极以及第三十七三极管的基极连接，所述第三十六三极管的发射极与所述第三十七三极管、第四十三极管以及第四十一三极管的发射极均互相连接，所述第三十七三极管的集电极与第三十八三极管的集电极、所述第三十八三极管的基极以及第三十九三极管的基极连接，所述第三十九三极管的集电极与所述第四十三极管的集电极连接，作为所述输出电压检测模块的输出端，所述第四十三极管的基极与所述第四十一三极管的基极、所述第四十一三极管的集电极以及第四十二三极管的发射极连接，所述第四十二三极管的基极与第十四电阻以及第十五电阻的一端分别连接，所述第十四电阻的另一端与所述输出电压检测端连接，且所述第三十五三极管的集电极、第三十八三极管的发射极、第三十九三极管的发射极以及第四十二三极管的集电极以及所述第十五电阻的另一端均与参考地端连接。

8.一种开关电源芯片，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的开路保护电路。

9.一种开关电源系统，其特征在于，包括：如权利要求8所述的开关电源芯片，以及，设置在所述开关电源芯片外部的输入电容、电感、第二二极管、负载、采样电阻和输出电容，其中，

所述输入电容的正极与升压恒流型开关电源芯片的输入端连接，所述输入电容的负极以及所述升压恒流型开关电源芯片的接地端均与参考地端连接；

所述电感的一端与所述输入电容的正极以及所述升压恒流型开关电源芯片的输入端连接，另一端与所述升压恒流型开关电源芯片的功率输出端连接；

所述第二二极管的阳极与所述电感的一端以及所述升压恒流型开关电源芯片的功率输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测端连接；

所述负载的一端与所述第二二极管的阴极以及所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测端连接，另一端与所述采样电阻的一端以及所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压反馈引脚连接，且所述采样电阻的另一端与所述参考地端连接；

所述输出电容的正极与所述负载的一端，所述第二二极管的阴极以及所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测端连接，所述输出电容的负极与所述采样电阻的另一端均与所述参考地端连接。

10.如权利要求9所述的开关电源系统，其特征在于，第一二极管为稳压管，所述第二二极管为肖特基二极管。

说明书

开路保护电路、开关电源芯片及开关电源系统

技术领域

[0001] 本发明涉及集成电路技术领域，尤其是涉及一种开路保护电路、开关电源芯片及开关电源系统。

背景技术

[0002] 开关电源管理芯片通过不断控制开关管的导通和关断来获得稳定的输出电压或电流，其可分为AC/DC（交流转直流）和DC/DC（直流转直流）两大类。由于AC/DC开关电源中往
往包括DC/DC变换模块，故DC/DC是开关电源的基本组成部分，DC/DC开关电源包括三种基本
拓扑结构，即降压型、升压型、升降压型。

[0003] 当直流负载的工作电压高于输入端的直流电源电压时，我们可以使用DC/DC升压型电源管理芯片来为直流负载供电，DC/DC升压型电源管理芯片包括输出恒压型和输出恒
流型，其中输出恒流型可以应用在升压恒流驱动LED(发光二极管)的系统方案中。在升压恒
流驱动LED的系统方案中，若由于某种原因，LED损坏会导致系统开路，而一旦系统开路，输
出电压则在极短时间内可以冲的非常高，理论上可以达到无穷大，这会导致芯片或输出电
容损坏，所以升压芯片均会内置一个开路保护电路，将输出端电压限制在一个芯片允许的
最大值，此时若直接更换新的LED负载，输出端电容上的高电压会直接加在LED负载两端，瞬
态会有很大的电流流过LED负载，使LED负载损坏。

[0004] 目前，在使用升压恒流型电源芯片驱动LED的方案中，为防止升压恒流型LED驱动电源开路后再接入LED负载时，由于输出端电容的电压太高而导致新接入的LED负载损坏的
情况发生，传统方案是在升压恒流型LED驱动电源芯片的输出端添加一个稳压二极管，以检
测输出端的电压，并要求该稳压二极管的钳位电压在LED负载正常工作电压的1.2倍左右，
这样当所述电源芯片输出端开路时，输出电压会被钳位在稳压二极管两端电压，因此，当
LED负载再次接入时，就不会因输出端电压过高而损坏。

[0005] 然而，这种采用添加外置元器件的保护方案虽然可以解决上述问题，但无疑会增加用户的系统方案成本，而且这种保护方案需要稳压二极管的钳位电压与LED负载的电压
接近，限制了通用性，也就是说不同工作电压的LED负载需要对应不同钳位电压的稳压二极
管，在用户使用中或多种输出电压方案大批量生产过程中，一旦选用了错误的稳压二极管，
将会影响系统的稳定性，这无疑也会增加人力成本，因为需要检测每个系统中是否使用了
正确的稳压二极管。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种开路保护电路、开关电源芯片及开关电源系统，以在升压恒流型开关电源系统发生负载开路时，实现在保护开关电源芯片的同时，避免由于输
出电容的电压过高，而导致新接入的LED负载损坏的问题。

[0007] 第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提出一种开路保护电路，设置在一升压恒流型开关电源芯片的内部，所述升压恒流型开关电源芯片的外部连接有输出电容和负
载，所述升压恒流型开关电源芯片具有检测输出电压的输出电压检测端、用于反馈所述输
出电压变化的输出电压反馈引脚以及用于调节所述输出电压的功率管。

[0008] 所述开路保护电路包括：FB引脚电压检测模块，连接输出电压反馈引脚，并用于检测所述输出电压反馈引脚的电压是否低于第一电压阈值，若是，则输出高电平信号，若否，
则输出低电平信号。

[0009] 过压保护模块，连接所述输出电压检测端并用于检测所述输出电压检测端的电压是否大于第二电压阈值，若是，则输出高电平信号，若否，则输出低电平信号。

[0010] 逻辑控制模块，连接所述功率管的驱动端以及所述FB引脚电压检测模块和所述过压保护模块，并用于在所述FB引脚电压检测模块和所述过压保护模块均输出高电平信号
时，控制所述功率管关断并触发输出电容放电模块工作，并在之后若所述FB引脚电压检测
模块和所述过压保护模块中至少一个输出低电平信号时，锁存所述逻辑控制模块的输出电
压持续输出高电平信号并控制所述功率管关断，直至所述升压恒流型开关电源芯片重新上
电。

[0011] 输出电容放电模块，连接所述输出电容，用于在被所述逻辑控制模块触发后，给所述输出电容放电，以降低所述输出电容的电压。

[0012] 可选的，所述过压保护模块可以包括：输入端、输出端、第四至第七电阻、第一二极管、第十二三极管和第十三三极管。

[0013] 所述第一二极管的阴极与所述输出电压检测端互相连接，并作为所述过压保护模块的输入端，所述第一二极管的阳极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与第
五电阻的一端以及所述第十二三极管的基极连接；所述第五电阻的另一端与参考地端连
接；第六电阻的一端接入芯片工作电压，另一端与所述第十三三极管的基极以及所述第十
二三极管的发射极连接，所述第十三三极管的集电极接入所述芯片工作电压，所述第十二
三极管的集电极与所述参考地端连接；第七电阻的一端与所述参考地端连接，另一端与所
述第十三三极管的发射极连接并作为所述过压保护模块的输出端，连接所述逻辑控制模
块。

[0014] 可选的，所述逻辑控制模块包括第一输入端、第二输入端、输出端，第十五三极管、第十六三极管、第十八三极管至第二十三极管、第二十三三极管至第二十七三极管以及第
八至第十电阻。

[0015] 其中，所述第十五三极管的基极与所述过压保护模块的输出端连接，作为所述逻辑控制模块的第二输入端；所述第十五三极管的集电极与所述第十八三极管的基极连接，
所述第十五三极管的发射极与所述第十六三极管的集电极连接；所述第十六三极管的发射
极与所述参考地端连接，所述第十六三极管的基极与所述FB引脚电压检测模块的输出端连
接，作为所述逻辑控制模块的第一输入端；所述十八三极管的发射极与所述参考地端连接，
所述十八三极管的集电极与第十九三极管的基极连接，所述第十九三极管的发射极与所述
参考地端连接，所述第十九三极管的集电极与所述第二十三极管的集电极以及所述第二十
三三极管的基极连接，所述第二十三极管的发射极与所述参考地端连接，所述第二十三极
管的基极与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与第九电阻的一端、所述第
二十三三极管的集电极以及第二十四三极管的集电极连接，所述第九电阻的另一端与第二
十五三极管的基极连接，所述第二十五三极管的发射极连接；所述第二十三三极管的发射
极以及与所述第二十四三极管的发射极均与所述参考地端连接，所述第二十四三极管的基
极与第二十六三极管的集电极以及所述第二十七三极管的集电极连接；所述第二十六三极
管的发射极以及所述第二十七三极管的发射极均与所述参考地端连接，所述第二十七三极
管的基极与第十电阻的一端以及所述输出电容放电模块的输入端连接。

[0016] 可选的，所述输出电容放电模块可以包括第一输入端、第二输入端、第三十三极管、第三十二三极管、第三十三三极管、第三十四三极管和第十一电阻。

[0017] 其中，所述第三十三极管的基极与所述逻辑控制模块的输出端连接，并作为所述输出电容放电模块的第一输入端，所述第三十三极管的发射极与所述参考地端连接，所述
第三十三极管的集电极与所述第三十二三极管的基极连接；所述第三十二三极管的发射极
与所述参考地端连接，所述第三十二三极管的集电极与所述第三十三三极管的集电极以及
所述第三十四三极管的基极连接，所述第三十三三极管的发射极与所述参考地端连接，所
述第三十三三极管的基极作为所述输出电容放电模块的第二输入端；所述第三十四三极管
的集电极与所述第十一电阻的一端连接，所述第三十四三极管的发射极与所述参考地端连
接，所述第十一电阻的另一端与所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测端连接。

[0018] 可选的，所述FB引脚电压检测模块可以包括第二电阻、第三电阻、第三三极管至第十三极管。

[0019] 其中，所述第二电阻的一端与基准电压连接，另一端与所述第三电阻的一端以及所述第三三极管的基极连接，所述第三电阻的另一端、所述第三三极管的集电极均与所述
参考地端连接；所述第三三极管的发射极与所述第四三极管的集电极、所述第四三极管的
基极以及所述第五三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极与所述第五三极管的发射
极、第八三极管的发射极以及第九三极管的发射极连接，所述第五三极管的集电极与所述
第六三极管的集电极、所述第六三极管的基极以及第七三极管的基极连接，所述第六三极
管的发射极以及所述第七三极管的发射极均与所述参考地端连接；所述第七三极管的集电
极与所述第八三极管的集电极连接，并作为所述FB引脚电压检测模块的输出端；所述第八
三极管的基极与所述第九三极管的基极以及所述第九三极管的集电极连接，所述第九三极
管的集电极与第十三极管的发射极连接，所述第十三极管的集电极与所述参考地端连接，
所述第十三极管的基极与所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压反馈引脚连接。

[0020] 可选的，所述开路保护电路还可以包括：输出电压检测模块，连接所述输出电容放电模块，用于检测所述输出电压，并在检测到所述输出电压下降至相应的电压时，关闭所述
输出电容放电模块，以结束所述输出电容的放电。

[0021] 可选的，所述输出电压检测模块可以包括第十二电阻至第十五电阻、第三十五三极管至第四十二三极管。

[0022] 其中，所述第三十五三极管的基极与第十三电阻以及所述第十二电阻的一端分别连接，所述第三十五三极管的发射极与第三十六三极管的集电极、所述第三十六三极管的
基极以及第三十七三极管的基极连接，所述第三十六三极管的发射极与所述第三十七三极
管、第四十三极管以及第四十一三极管的发射极均互相连接，所述第三十七三极管的集电
极与第三十八三极管的集电极、所述第三十八三极管的基极以及第三十九三极管的基极连
接，所述第三十九三极管的集电极与所述第四十三极管的集电极连接，作为所述输出电压
检测模块的输出端，所述第四十三极管的基极与所述第四十一三极管的基极、所述第四十
一三极管的集电极以及第四十二三极管的发射极连接，所述第四十二三极管的基极与第十
四电阻以及第十五电阻的一端分别连接，所述第十四电阻的另一端与所述输出电压检测端
连接，且所述第三十五三极管的集电极、第三十八三极管的发射极、第三十九三极管的发射
极以及第四十二三极管的集电极以及所述第十五电阻的另一端均与所述参考地端连接。

[0023] 可选的，所述开路保护电路还可以包括：基准电流产生模块，所述基准电流产生模块包括第一电阻、第一三极管、第二三极管、第十一三极管、第十四三极管、第十七三极管、
第二十一三极管、第二十二三极管、第二十八三极管、第二十九三极管、第三十一三极管和
第四十三三极管。

[0024] 其中，所述第一电阻的一端与所述参考地端连接，另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的基极与所述基准电压连接，所述第一三极管的集电极与所述
第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与所述第十一三极管的基极、所述第十
四三极管的基极、所述第十七三极管的基极、所述第二十一三极管的基极、所述第二十二三
极管的基极、所述第二十八三极管的基极、所述第二十九三极管的基极、所述第三十一三极
管的基极以及所述第四十三三极管的基极均连接。

[0025] 所述第二三极管的发射极、所述第十一三极管的发射极、所述第十四三极管的发射极、所述第十七三极管的发射极、所述第二十一三极管的发射极、所述第二十二三极管的
发射极、所述第二十八三极管的发射极、所述第二十九三极管的发射极、所述第三十一三极
管的发射极以及所述第四十三三极管的发射极均接入所述芯片工作电压。

[0026] 所述第十一三极管的集电极与所述FB引脚电压检测模块的所述第五三极管的发射极和所述第八三极管的发射极相连，所述第十四三极管的集电极与所述逻辑控制模块的
所述第十五三极管的集电极以及所述第十八三极管的基极相连，所述第十七三极管的集电
极与所述逻辑控制模块的所述第十八三极管的集电极相连，所述第二十一三极管的集电极
与所述逻辑控制模块的所述第十九三极管的集电极、所述第二十三极管的集电极以及所述
第二十三三极管的基极相连，所述第二十八三极管的集电极与所述逻辑控制模块的所述第
二十四三极管的基极、所述第二十六三极管的集电极以及所述二十七三极管的集电极相
连；所述第二十九三极管的集电极与所述输出电容放电模块的所述第三十三极管的集电极
以及所述三十二三极管的基极相连，所述第三十一三极管的集电极与所述输出电容放电模
块的所述三十二三极管的集电极以及所述第三十四三极管的基极相连，且所述第四十三三
极管的集电极与所述输出电压检测模块的第三十七三极管的发射极以及所述第四十三极
管的发射极相连。

[0027] 第二方面，基于同一发明构思，本发明还提出一种开关电源芯片，具体的，所述开关电源芯片可以包括如上所述的开路保护电路。

[0028] 第三方面，基于同一发明构思，本发明还提出一种开关电源系统，具体的，所述开关电源系统可以包括如上所述的开关电源芯片，以及，设置在所述开关电源芯片外部的输
入电容、电感、第二二极管、负载、采样电阻和输出电容。

[0029] 其中，所述输入电容的正极与所述升压恒流型开关电源芯片的输入端连接，所述输入电容的负极以及所述升压恒流型开关电源芯片的接地端均与所述参考地端连接。

[0030] 所述电感的一端与所述输入电容的正极以及所述升压恒流型开关电源芯片的输入端连接，另一端与所述升压恒流型开关电源芯片的功率输出端连接。

[0031] 所述第二二极管的阳极与所述电感的一端以及所述升压恒流型开关电源芯片的功率输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测
端连接。

[0032] 所述负载的一端与所述第二二极管的阴极以及所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测端连接，另一端与所述采样电阻的一端以及所述升压恒流型开关电源芯片的
输出电压反馈引脚连接，且所述采样电阻的另一端与所述参考地端连接。

[0033] 所述输出电容的正极与所述负载的一端，所述第二二极管的阴极以及所述升压恒流型开关电源芯片的输出电压检测端连接，所述输出电容的负极与所述采样电阻的另一端
均与所述参考地端连接。

[0034] 可选的，所述第一二极管可以为稳压管，所述第二二极管可以为肖特基二极管。

[0035] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0036] 在本发明提供的一种开路保护电路中，需要升压恒流型开关电源芯片的输出电压反馈引脚FB被拉低且电压输出端的电压达到设定的最大值同时满足时，所述开路保护电路
才判定其为负载开路，然后，先关断芯片的功率管，以使所述芯片不工作，之后，再开始通过
内部电路给外部输出电容放电，并在当输出电容电压降到设定的安全值时，关闭本电路中
的放电通路，以减少损耗，从而实现了当负载LED开路时，不仅可以保护芯片及新接入的LED
负载不被输出电容的高压损坏，还省去了传统方案中在负载LED输出端添加的检测用的稳
压二极管，从而降低了用户成本及生产时的复杂度。

[0037] 并且，由于本专利所述的开路保护电路内置于电源芯片内，不受输出端电压影响(因为外置器件需要根据不同输出电压选择相应的稳压二极管，受人为影响较大，可能会出
现错误，导致保护功能失效)，故可以提高系统的稳定性。

附图说明

[0038] 图1为本发明一实施例中提供的一种开路保护电路的电路示意图。

[0039] 图2为本发明一实施例中提供的开关电源系统的电路示意图。

[0040] 图3为本发明一实施例中提供的LED负载开路时，升压恒流型开关电源芯片的各电压的检测仿真图。

[0041] 图4为本发明一实施例中提供的开路保护电路的各电压的检测仿真图。

[0042] 图5为本发明一实施例中提供的开路保护电路中的输出电压检测模块的输出电压检测仿真图。

具体实施方式

[0043] 为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方
便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部
分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

[0044] 如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义
而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此
外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或
者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明
示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常
是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，
可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以
是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相
互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之
间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连
接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可
以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于
本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0045] 诚如背景技术所述，在使用升压恒流型电源芯片驱动LED的方案中，若LED负载损坏，则会导致升压恒流型电源系统输出端开路，一旦系统输出端开路，则芯片的FB引脚的电
压将会被拉低，芯片将工作在最大占空比状态，从而导致芯片的输出电压在极短时间内可
以冲的非常高，理论上可以达到无穷大，这会导致芯片或输出电容损坏，所以升压芯片均会
内置一个开路保护电路，将输出端电压限制在一个芯片允许的最大值（这个最大值往往比
LED负载正常工作电压大很多），此时，若直接更换新的LED负载，输出端电容上的高电压会
直接加在LED负载两端，瞬态会有很大的电流流过LED负载，使新更换的LED负载损坏。

[0046] 因此，为了防止升压恒流型LED驱动电源开路后再接入LED负载时，由于输出电容太高而导致新接入的LED负载损坏的情况发生，传统方案是在升压恒流型LED驱动电源芯片
的输出端添加一个稳压二极管，以检测输出端的电压，并要求该稳压二极管的钳位电压在
LED负载正常工作电压的1.2倍左右，这样当所述电源芯片输出端开路时，输出电压会被钳
位在稳压二极管两端电压，因此，当LED负载再次接入时，就不会因输出电压过高而损坏。

[0047] 然而，这种采用添加外置元器件的保护方案虽然可以解决上述问题，但无疑会增加用户的系统方案成本，而且这种保护方案需要稳压二极管的钳位电压与LED负载的电压
接近，限制了通用性，也就是说不同工作电压的LED负载需要对应不同钳位电压的稳压二极
管，在用户使用中或多种输出电压方案大批量生产过程中，一旦选用了错误的稳压二极管，
将会影响系统的稳定性，这无疑也会增加人力成本，因为需要检测每个系统中是否使用了
正确的稳压二极管。

[0048] 因此，为了解决上述问题，本发明的核心思想在于提供一种开路保护电路、开关电源芯片及开关电源系统，以在升压恒流型开关电源芯片发生负载开路时，实现在保护开关
电源芯片的同时，避免由于输出电容的电压过高，而导致新接入的LED负载损坏的问题。

[0049] 以下将对本发明的一种开路保护电路、开关电源芯片及开关电源系统作进一步的详细描述。下面将参照附图1至附图5对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优
选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利
效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明
的限制。

[0050] 请参考图1，并结合图2，图1为本发明一实施例的开路保护电路的电路示意图，所述图2为本发明实施例提供的包含图1所示的开路保护电路的开关电源系统，其中，本发明
实施例中提供的开路保护电路可以设置在一升压恒流型开关电源芯片100的内部，所述升
压恒流型开关电源芯片100的外部连接有输出电容COUT和负载LED，所述升压恒流型开关电
源芯片100具有用于检测输出电压的输出电压检测端V0、用于反馈所述输出电压变化的输
出电压反馈引脚FB以及用于调节所述输出电压的功率管（未图示）。并且，所述升压恒流型
开关电源芯片100还可以具有输入端VIN和功率输出端SW。如图1所示，在本发明提供的实施
例中，所述升压恒流型开关电源的开路保护电路可以包括：基准电流产生模块10、FB引脚电
压检测模块20、过压保护模块30、逻辑控制模块40、输出电容放电模块50和输出电压检测模
块60。

[0051] 其中，所述基准电流产生模块10，主要用于为所述开路保护电路中的各个功能模块提供偏置电流。如图1所示，所述VREF为基准电压，此电路中VREF电压可以设计为0.22V，
而所述开路保护电路中的基准电流可以由第一三极管Q1和第一电阻R1来决定，具体的，流
过所述第一三极管Q1的集电极的电流I1的计算公式如下：

[0052]

[0053] 其中，VQ1BE为所述第一三极管Q1的发射结电压，其值约为0.7V。

[0054] 通过如上公式可知，通过调节第一电阻R1的阻值，即可获得合适的所述第一三极管Q1的集电极的I1值。

[0055] 具体的，所述基准电流产生模块10可以包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第十一三极管Q11、第十四三极管Q14、第十七三极管Q17、第二十一三极管Q21、第二十
二三极管Q22、第二十八三极管Q28、第二十九三极管Q29、第三十一三极管Q31以及第四十三
三极管Q43。

[0056] 其中，所述第一电阻R1的一端与所述参考地端gnd连接，另一端与所述第一三极管Q1的发射极连接，所述第一三极管Q1的基极与所述基准电压VREF连接，所述第一三极管Q1
的集电极与所述第二三极管Q2的集电极连接，所述第二三极管Q2的基极与所述第十一三极
管Q11的基极、所述第十四三极管Q14的基极、所述第十七三极管Q17的基极、所述第二十一
三极管Q21的基极、所述第二十二三极管Q22的基极、所述第二十八三极管Q28的基极、所述
第二十九三极管Q29的基极、所述第三十一三极管Q31的基极以及所述第四十三三极管Q43
的基极均连接。

[0057] 在本实施例中，所述第十一三极管Q11、所述第十四三极管Q14、所述第十七三极管Q17极、所述第二十一三极管Q21、所述第二十二三极管Q22、所述第二十八三极管Q28、所述
第二十九三极管Q29、所述第三十一三极管Q31的以及所述第四十三三极管Q43可以组成电
流镜。而流过所述各个三极管的集电极电流分别可以为I2至I10。因此，通过设置器件尺寸，
获得以所述第一三极管Q1的集电极电流I1为参考的合适倍数的所述I2至电流I10的电流
值。示例性的，若Q11=N*Q2，则I2=N*I1。其中，所述I2为流过所述第十一三极管Q11的集电极
电流，所述I3为流过所述第十四三极管Q14的集电极电流，所述I4为流过所述第十七三极管
Q17的集电极电流，所述I5为流过所述第二十一三极管Q21的集电极电流，所述I6为流过所
述第二十二三极管Q22的集电极电流，所述I7为流过所述第二十八三极管Q28的集电极电
流，所述I8为流过所述第二十九三极管Q29的集电极电流，所述I9为流过所述第三十一三极
管Q31的集电极电流，以及所述I10为流过所述第四十三三极管Q43的集电极电流。

[0058] 进一步的，所述第二三极管Q2的发射极、所述第十一三极管Q11的发射极、所述第十四三极管Q14的发射极、所述第十七三极管Q17的发射极、所述第二十一三极管Q21的发射
极、所述第二十二三极管Q22的发射极、所述第二十八三极管Q28的发射极、所述第二十九三
极管Q29的发射极、所述第三十一三极管Q31的发射极以及所述第四十三三极管Q43的发射
极均与芯片工作电压VDD连接。

[0059] 所述第十一三极管Q11的集电极与所述FB引脚电压检测模块20的所述第五三极管Q5的发射极和所述第八三极管Q8的发射极相连，所述第十四三极管Q14的集电极与所述逻
辑控制模块40的所述第十五三极管Q15的集电极以及所述第十八三极管Q18的基极相连，所
述第十七三极管Q17的集电极与所述逻辑控制模块40的所述第十八三极管Q18的集电极相
连，所述第二十一三极管Q21的集电极与所述逻辑控制模块40的所述第十九三极管Q19的集
电极、所述第二十三极管Q20的集电极以及所述第二十三三极管Q23的基极相连，所述第二
十八三极管Q28的集电极与所述逻辑控制模块40的所述第二十四三极管Q24的基极、所述第
二十六三极管Q26的集电极以及所述二十七三极管Q27的集电极相连；所述第二十九三极管
Q29的集电极与所述输出电容放电模块50的所述第三十三极管Q33的集电极以及所述三十
二三极管Q32的基极相连，所述第三十一三极管Q31的集电极与所述输出电容放电模块50的
所述三十二三极管Q32的集电极以及所述第三十四三极管Q34的基极相连，且所述第四十三
三极管Q43的集电极与所述输出电压检测模块60的第三十七三极管Q37的发射极以及所述
第四十三极管Q43的发射极相连。

[0060] 所述FB引脚电压检测模块20，连接输出电压反馈引脚FB，并用于检测所述输出电压反馈引脚FB的电压是否低于第一电压阈值，若是，则输出高电平信号，若否，则输出低电
平信号。具体的，所述FB引脚电压检测模块20可以包括第二电阻R2、第三电阻R3、所述第三
三极管Q3至所述第十三极管Q10。

[0061] 其中，所述第二电阻R2的一端与基准电压VREF连接，另一端与所述第三电阻R3的一端以及所述第三三极管Q3的基极连接，所述第三电阻R3的另一端、所述第三三极管Q3的
集电极均与所述参考地端gnd连接；所述第三三极管Q3的发射极与所述第四三极管Q4的集
电极、所述第四三极管Q4的基极以及所述第五三极管Q5的基极连接，所述第四三极管Q4的
发射极与所述第五三极管Q5的发射极、第八三极管Q8的发射极以及第九三极管Q9的发射极
连接，所述第五三极管Q5的集电极与所述第六三极管Q6的集电极、所述第六三极管Q6的基
极以及第七三极管Q7的基极连接，所述第六三极管Q6的发射极以及所述第七三极管Q7的发
射极均与所述参考地端gnd连接；所述第七三极管Q7的集电极与所述第八三极管Q8的集电
极连接，并作为所述FB引脚电压检测模块20的输出端OUT1；所述第八三极管Q8的基极与所
述第九三极管Q9的基极以及所述第九三极管Q9的集电极连接，所述第九三极管Q9的集电极
与第十三极管Q13的发射极连接，所述第十三极管Q13的集电极与所述参考地端gnd连接，所
述第十三极管Q13的基极与所述升压恒流型开关电源芯片100的输出电压反馈引脚FB连接。

[0062] 在本实施例中，若检测到所述输出电压反馈引脚FB的电压低于所述电阻R3两端的电压V1，则所述FB引脚电压检测模块20的输出端OUT1为高电平，此时便可认为所述输出电
压反馈引脚FB的电压被拉低。具体的，可以将电压V1按照如下公式设置，从而可以在判断出
当所述输出电压反馈引脚FB电压的跌落到所述基准电压VREF电压的1/5以后，此时FB引脚
电压检测模块20的输出端OUT1输出为高电平，即，等同于当输出电压反馈引脚FB的电压大
于电压V1时，所述FB引脚电压检测模块20的输出端电压OUT1输出低电平。

[0063]

[0064] 其中，VREF为基准电压，R2、R3为所述第二电阻和所述第三电阻的阻值。

[0065] 进一步的，继续参见图1可知，在本发明实施例中，所述过压保护模块30可以用于检测所述输出电压检测端V0的电压是否过压，并将所述输出电压检测端V0的电压确定过
压，作为判断所述升压恒流型开关电源系统是否满足发生负载开路的第二判断条件。

[0066] 具体的，所述过压保护模块30可以包括输入端、输出端OUT2、第四至第七电阻、第一二极管DZ1、第十二三极管Q12和第十三三极管Q13。

[0067] 其中，所述第一二极管DZ1可以为稳压管，且所述第一二极管DZ1的阴极与所述输出电压检测端V0互相连接，并作为所述过压保护模块30的输入端，所述第一二极管DZ1的阳
极与第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的一端以及所述第十
二三极管Q12的基极连接；所述第五电阻R5的另一端与参考地端gnd连接；第六电阻R6的一
端接入所述芯片工作电压VDD，另一端与所述第十三三极管Q13的基极以及所述第十二三极
管Q12的发射极连接，所述第十三三极管Q13的集电极与所述芯片工作电压VDD连接，所述第
十二三极管Q12的集电极与所述参考地端gnd连接；第七电阻R7的一端与所述参考地端gnd
连接，另一端与所述第十三三极管Q13的发射极连接并作为所述过压保护模块30的输出端
OUT2，连接所述逻辑控制模块40，以使所述逻辑控制模块40通过所述过压保护模块30的输
出端OUT2确定所述升压恒流型开关电源系统是否满足发生负载开路的第二判断条件。

[0068] 在本实施例中，当升压恒流驱动LED的系统方案中的LED负载开路后，该开关电源的输出电压（输出电压检测端V0）会不断升高，当该输出电压超过芯片设计的最大输出值
时，所述过压保护模块30的输出端电压OUT2会由低电平变为高电平，判定该芯片满足负载
开路的第二判断条件。当芯片的输出端电压处于正常情况下，即，所述输出电压检测端V0的
电压小于芯片设计的最大输出值时，所述第一二极管DZ1未被击穿，电压V2经电阻R5被拉
低，并近似于接地，即，V2为低电平，此时第十二三极管Q12导通（R6为限流电阻），将第十三
三极管Q13的基极连接到地，此时所述第十三三极管Q13关断，故OUT2经电阻R7连接到地，输
出为低电平。当所述芯片100的输出端负载LED损坏或开路，即，所述输出电压检测端电压V0
大于芯片设计的最大输出值时，所述第一二极管DZ1被瞬间击穿，电压V2变成高电平使第十
二三极管Q12被关断，此时芯片工作电压VDD经R6连接到第十三三极管Q13的基极，所以该三
极管Q13导通，OUT2输出为高电平，从而实现可以根据所述OUT2是否为高电压来判断所述开
关电源是否满足发生负载开路的第二判断条件。其中，可以通过调整第一二极管DZ1的取值
实现调整所述输出电压的最大值。

[0069] 所述逻辑控制模块40，连接所述功率管的驱动端以及所述FB引脚电压检测模块20和所述过压保护模块30，并用于在所述FB引脚电压检测模块20和所述过压保护模块30均输
出高电平信号时，控制所述功率管关断并触发输出电容放电模块工作，并在所述输出端负
载LED损坏或开路后，若所述FB引脚电压检测模块20和所述过压保护模块30中至少一个输
出低电平信号时，锁存所述逻辑控制模块40的输出电压QA持续输出高电平信号并控制所述
功率管关断，直至所述升压恒流型开关电源系统解除负载LED开路状态后，所述升压恒流型
开关电源芯片重新上电才恢复所述输出端电压QA为低电平信号，即，用于判断所述升压恒
流型开关电源系统是否同时满足所述第一判断条件和所述第二判断条件，并根据判定结果
确定是否触发输出电容放电模块50。具体的，所述逻辑控制模块40可以包括第一输入端、第
二输入端、输出端，第十五三极管Q15、第十六三极管Q16、第十八三极管Q18、第十九三极管
Q19、第二十三极管Q20、第二十三三极管Q23至第二十七三极管Q27以及第八R8至第十电阻
R10。

[0070] 其中，所述第十五三极管Q15的基极与所述过压保护模块30的输出端OUT2连接，并作为所述逻辑控制模块40的第二输入端，所述第十五三极管Q15的集电极与所述第十八三
极管Q18的基极连接，所述第十五三极管Q15的发射极与所述第十六三极管Q16的集电极连
接；所述第十六三极管Q16的发射极与所述参考地端gnd连接，所述第十六三极管Q16的基极
与所述FB引脚电压检测模块20的输出端OUT1连接，并作为所述逻辑控制模块40的第一输入
端；所述十八三极管Q18的发射极与所述参考地端gnd连接，所述十八三极管Q18的集电极与
所述第十九三极管Q19的基极连接，所述第十九三极管Q19的发射极与所述参考地端gnd连
接，所述第十九三极管Q19的集电极与所述第二十三极管Q20的集电极以及所述第二十三三
极管Q23的基极连接，所述第二十三极管Q20的发射极与所述参考地端gnd连接，所述第二十
三极管Q20的基极与所述第八电阻R8的一端连接，所述第八电阻R8的另一端与所述第九电
阻R9的一端、所述第二十三三极管Q20的集电极以及第二十四三极管Q24的集电极连接，所
述第九电阻R9的另一端与第二十五三极管Q25的基极连接，所述第二十五三极管Q25的发射
极连接；所述第二十三三极管Q23的发射极以及与所述第二十四三极管Q24的发射极均与所
述参考地端gnd连接，所述第二十四三极管Q24的基极与第二十六三极管Q26的集电极以及
所述第二十七三极管Q27的集电极连接；所述第二十六三极管Q26的发射极以及所述第二十
七三极管Q27的发射极均与所述参考地端gnd连接，所述第二十七三极管Q27的基极与第十
电阻R10的一端以及所述输出电容放电模块50的输入端连接。

[0071] 在本实施例中，当所述FB引脚电压检测模块20的输出端OUT1和所述过压保护模块30的输出端电压OUT2不同时为高电平时，三极管Q18的基极与三极管Q14的集电极短接，由
于电流I3的存在，三极管Q18导通，电压QB与地短接为低电平，三极管Q19不导通，三极管Q26
也不导通，由于R8和R9和R10的存在，在同等条件下三极管Q20、Q25、Q27、Q30的导通电压要
高于三极管Q23、Q24，故设置I3=I4=I5=I6=I7=I8时，初始状态下三极管Q23和Q24会先导通
使QA拉到低电平，这样三极管Q20、Q25、Q27、Q30将不会导通。当所述输出端OUT1和输出端
OUT2均为高电平时，此时三极管Q15、Q16导通，Q18基极短接到地，三极管Q18关闭，QB被置为
高电平，三极管Q19、Q26导通，此时三极管Q23、Q24的基极会被短接到地，故三极管Q23、Q24
不导通，此时QA将会被置为高电平，而三极管Q20、Q25、Q27、Q30将会导通，Q25导通后其集电
极连接的DRN信号将会一直被拉低，因此，所述开关电源芯片100内部的功率管被关闭（DRN
信号为高时，所述开关电源芯片的脉冲调制信号可以正常驱动功率管开启与关断），一旦QA
被置高后，由于Q27、Q20一直导通，使Q23、Q24一直不导通，故Q26、Q19无论是否导通，都不会
影响QA的状态，即使所述输出端OUT1和OUT2不均为高电平了，QB重新变为低电平，QA也不会
被置低，除非解除开路状态后，芯片重新上电恢复初始状态，QA才会变为低电平。

[0072] 所述输出电容放电模块50，连接所述输出电容COUT，用于在被所述逻辑控制模块触发后，给所述输出电容COUT放电，以降低所述输出电压检测端V0的电压，即，用于在所述
逻辑控制模块40确定所述升压恒流型开关电源系统处于负载开路状态时，通过所述输出电
压检测端V0经所述升压恒流型开关电源内部给其外接输出电容放电COUT，以降低所述输出
电压检测端V0的电压。具体的，所述输出电容放电模块50可以包括输入端、第三十三极管
Q30、第三十二三极管Q32、第三十三三极管Q33、第三十四三极管Q34和第十一电阻R11。

[0073] 其中，所述第三十三极管Q33的基极与所述逻辑控制模块40的输出端连接，并作为所述输出电容放电模块50的输入端，所述第三十三极管Q33的发射极与所述参考地端GND连
接，所述第三十三极管Q33的集电极与所述第三十二三极管Q32的基极连接；所述第三十二
三极管Q32的发射极与所述参考地端gnd连接，所述第三十二三极管Q32的集电极与所述第
三十三三极管Q33的集电极以及所述第三十四三极管Q34的基极连接，所述第三十三三极管
Q33的发射极与所述参考地端连接gnd，所述第三十三三极管Q33的基极作为所述输出电容
放电模块50的输出端OUT3；所述第三十四三极管Q34的集电极与所述第十一电阻R11的一端
连接，所述第三十四三极管Q34的发射极与所述参考地端gnd连接，所述第十一电阻R11的另
一端与所述升压恒流型开关电源的输出电压检测端V0。

[0074] 在本实施例中，当所述输出电压QA为低电平时，三极管Q30不导通，但是，三极管Q32导通，此时三极管Q34基极被拉到地，而三极管Q34不导通，此时的三极管Q33无论是否导
通都不影响三极管Q34的导通状态，而由于三极管Q34不导通，故本模块将不会给所述输出
电容放电模块50。当所述输出电压QA为高电平时，三极管Q30导通，三极管Q32基极被拉到
地，三极管Q32不导通，此时若三极管Q33不导通，则三极管Q34的基极被置高，三极管Q34导
通，此时输出电容将经R11对地放电，R11起到限流的作用；此时若三极管Q33导通，三极管
Q34的基极被拉低，三极管Q34不导通，故本模块将不会给输出电容COUT放电。

[0075] 所述输出电压检测模块60，用于检测所述输出电压VOUT，并在检测到所述输出电压VOUT下降至相应的电压时，关闭所述输出电容放电模块50，以结束所述输出电容COUT的
放电。具体的，所述输出电压检测模块60可以包括第十二电阻R12至第十五电阻R15、第三十
五三极管Q35至第四十二三极管Q42。

[0076] 其中，所述第十二电阻R12的一端与所述输入电压VIN连接，另一端与所述第三十五三极管Q35的基极以及第十三电阻R13的一端连接，所述第十三电阻R13的另一端与所述
参考地端gnd连接；所述第三十五三极管Q35的发射极与第三十六三极管Q36的集电极、所述
第三十六三极管Q36的基极以及第三十七三极管Q37的基极连接，所述第三十五三极管Q35
的集电极与所述参考地端gnd连接；所述第三十六三极管Q36的发射极与所述第三十七三极
管Q37的发射极、第四十三极管Q43的发射极以及第四十一三极管Q41的发射极连接，所述第
三十七三极管Q37的集电极与第三十八三极管Q38的集电极、所述第三十八三极管Q38的基
极以及第三十九三极管Q39的基极连接，且所述第三十八三极管Q38的发射极以及所述第三
十九三极管Q39的发射极均与所述参考地端gnd连接；所述第三十九三极管Q39的集电极与
所述第四十三极管Q40的集电极连接，并作为所述输出电压检测模块60的输出端，所述第四
十三极管Q43的基极与所述第四十一三极管Q41的基极、所述第四十一三极管Q41的集电极
以及第四十二三极管Q42的发射极连接，所述第四十二三极管Q42的基极与第十四电阻R14
的一端以及第十五电阻R15的一端连接，所述第十四电阻R14的另一端与所述输出电压检测
端V0，且所述第四十二三极管Q42的集电极以及所述第十五电阻R15的另一端均与所述参考
地端gnd连接。

[0077] 在本实施例中，由于电压V3由输入电源电压VIN经电阻分压得到，而电压V4由输出电压检测端V0经电阻分压得到，当V4大于V3时，所述输出端电压OUT3输出低电平，三极管
Q33关闭，即，此时允许所述QA控制三极管Q34导通，给输出电容COUT放电；当V4小于V3时，所
述输出端的电压OUT3输出高电平，三极管Q33导通，三极管Q34基极被拉低将不会导通，此时
QA被屏蔽，不会给输出电容COUT放电。具体的，可以设置R12、R13、R14、R15的电阻比例，当V0
=1.2VIN时，使V3=V4，即一旦V0低于1.2VIN，V4将小于V3，此时三极管Q34 将一直不导通，也
不会给输出电容COUT放电。当芯片检测到负载LED开路并给输出电容COUT放电后，该功能可
以实现当输出电压检测端的电压V0降到输入电压VIN左右时，将所述输出电容放电模块关
闭（使Q34不导通），因为一旦输出电压低于电源电压，VIN将通过电感L1及二极管D1给输出
电容COUT充电，此时也会有电流持续的经V0的引脚经所述输出电容放电模块50流向地，这
会增加电源的损耗，应该避免。

[0078] 其中，所述第一三极管Q1、所述第六三极管Q6、所述第七三极管Q7、所述第十三三极管Q13、所述第十五三极管Q15、所第十六三极管Q16、所述第十八三极管Q18至所述第二十
三极管Q20、所述二十三三极管Q23至所述二十七三极管Q27、所述三十三极管Q30、所述三十
二三极管Q32、所述第三十三三极管Q33、所述第三十四三极管Q34、所述第三十六三极管
Q36、所述第三十八三极管Q38以及所述第三十九三极管Q39均可以为NPN型三极管。

[0079] 并且，所述第二三极管Q2至所述第五三极管Q5、所述第八三极管Q8至所述第十二三极管Q12、所述第十四三极管Q14、所述第十七三极管Q17、所述第二十一三极管Q21、所述
第二十二三极管Q22、所述第二十八三极管Q28、所述二十九三极管Q29、所述三十一三极管
Q31、所述三十五三极管Q35、所述三十七三极管Q37以及所述四十三极管Q40至所述四十三
三极管Q43均可以为PNP型三极管。

[0080] 在本发明提供的一种开路保护电路中，需要升压恒流型开关电源芯片的输出电压反馈引脚FB被拉低且电压输出端的电压达到设定的最大值同时满足时，所述开路保护电路
才判定其为负载开路，然后，先关断芯片的功率管，以使所述芯片不工作，之后，再开始通过
内部电路给外部输出电容放电，并在当所述输出电容电压降到设定的安全值时，关闭本电
路中的放电通路，以减少损耗，从而实现了当负载LED开路时，不仅可以保护芯片及新接入
的LED负载不被输出电容的高压损坏，还省去了传统方案中在负载LED输出端添加的检测用
的稳压二极管，从而降低了成本及生产时的复杂度。

[0081] 此外，基于同一发明构思，本发明还提供了一种开关电源芯片，包括如上所述的开路保护电路（如图1所示）。

[0082] 并且，参见图2，基于同一发明构思，本发明还提供了开关电源系统，图2为本发明一实施例中提供的开关电源系统的电路示意图。如图2所示，本发明提供的开关电源系统可
以包括：输入电容CIN、电感L1、第二二极管D1、负载LED、采样电阻RCS和输出电容COUT以及
包含图1所示的开路保护电路的升压恒流开关电源芯片100。

[0083] 其中，所述输入电容CIN的正极与所述升压恒流型开关电源芯片100的输入端VIN连接，所述输入电容CIN的负极以及所述升压恒流型开关电源芯片100的接地端gnd均与所
述参考地端连接GND。

[0084] 所述电感L1的一端与所述输入电容CIN的正极以及所述升压恒流型开关电源芯片100的输入端VIN连接，另一端与所述升压恒流型开关电源芯片100的功率输出端SW连接。

[0085] 所述第二二极管D1的阳极与所述电感L1的一端以及所述升压恒流型开关电源芯片100的功率输出端SW连接，所述第二二极管D1的阴极与所述升压恒流型开关电源芯片100
的输出电压检测端V0连接。

[0086] 所述负载LED的一端与所述第二二极管D1的阴极以及所述升压恒流型开关电源芯片100的输出电压检测端V0连接，另一端与所述采样电阻RCS的一端以及所述升压恒流型开
关电源芯片100的输出电压反馈引脚FB连接，且所述采样电阻RCS的另一端与所述参考地端
GND连接。

[0087] 所述输出电容COUT的正极与所述负载LED的一端，所述第二二极管D1的阴极以及所述升压恒流型开关电源芯片100的输出电压检测端V0连接，所述输出电容COUT的负极与
所述采样电阻RCS的另一端均与所述参考地端GND连接。

[0088] 其中，所述第一二极管DZ1可以为稳压管，所述第二二极管D1可以为肖特基二极管。

[0089] 参见图3至图5，图3为本发明一实施例中提供的LED负载开路时，升压恒流型开关电源的各电压的检测仿真图，图4为本发明一实施例中提供的开路保护电路的各电压的检
测仿真图，图5为本发明一实施例中提供的开路保护电路中的输出电压检测模块60的输出
电压检测仿真图。

[0090] 具体的，由图3可以看出当输出电压反馈引脚FB低于电压V1时，FB引脚电压检测模块20的输出端电压OUT1变为高电平（判别开路的条件1），此时输出电压检测端V0的电压会
逐渐升高，当输出电压检测端V0超过芯片设计的最大输出值时，V2由低电平变为高电平，
OUT2也变为高电平（判别开路的条件2）。当OUT1和OUT2均为高电平即检测到负载LED开路。
从图4中可以看出，当OUT1、OUT2均置高后，QA会被置高，V5也被置高，此时DRN信号被一直拉
低(芯片停止工作，功率管被关闭)，输出电压检测端V0经R11、Q34放电，电压在迅速降低，当
输出电压检测端V0低于芯片设计的最大输出值后，OUT2会由高电平变为低电平，QB也会由
高电平变为低电平，但此时QA可以一直保持在高电平，当输出电压检测端V0降到一定值后，
将不在给输出电容COUT 放电，OUT3置高，V5被拉低，Q34不导通，放电通路被关闭。如图5所
示，从中可以看出，当所述输出电压检测端V0的电压下降到输入电压VIN的1.2倍时，OUT3由
低变高，V5被拉低，即此时认为所述V0电压已经降到安全范围，不在给输出电容COUT放电。

[0091] 综上所述，在本发明提供的一种开路保护电路中，在本发明提供的一种开路保护电路中，需要升压恒流型开关电源芯片的输出电压反馈引脚FB被拉低且电压输出端的电压
达到设定的最大值同时满足时，所述开路保护电路才判定其为负载开路，然后，先关断芯片
的功率管，以使所述芯片不工作，之后，再开始通过内部电路给外部输出电容放电，并在当
输出电容电压降到设定的安全值时，关闭本电路中的放电通路，以减少损耗，从而实现了当
负载LED开路时，不仅可以保护芯片及新接入的LED负载不被输出电容的高压损坏，还省去
了传统方案中在负载LED输出端添加的检测用的稳压二极管，从而降低了成本及生产时的
复杂度。

[0092] 并且，由于本专利所述的开路保护电路内置于电源芯片内，不受输出端电压影响(因为外置器件需要根据不同输出电压选择相应的稳压二极管，受人为影响较大，可能会出
现错误，导致保护功能失效)，故可以提高系统的稳定性。

[0093] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明
的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相
同的实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实
施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例
或示例进行接合和组合。

[0094] 上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和
技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍
属于本发明的保护范围之内。