CN101715264B - 一种过压锁定保护电路以及使用该电路的led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过压锁定保护电路，其包括：采集检测模块，其用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生第一控制信号；保护执行模块，其依据所述第一控制信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于控制断开为LED负载供电的开关电源电路并实现锁定；所述工作电信号为电压信号和/或电流信号。本发明还涉及一种使用该过压锁定保护电路的LED驱动电路。本发明中，在输出过压后，过压锁定保护电路能迅速将开关电源电路关断并锁定，从而使整个电路处于低功耗关断状态，降低了故障时的功耗损失。本发明的电路结构较简单，且适用于船载灯具，可很好地解决船载供电系统的输出电压波动而导致LED光源寿命较短的问题。

Description

一种过压锁定保护电路以及使用该电路的LED驱动电路

技术领域

本发明涉及LED电源驱动相关技术领域，更具体地说，涉及一种过压锁定保护电路以及使用该电路的LED驱动电路。

背景技术

LED光源具有高效节能、寿命长、低压可控等优点，因此被广泛应用于各个照明领域。在实际应用中，LED光源的驱动电压对发光效率和寿命都有直接影响，于是LED驱动电路的输出过压保护尤为重要。目前，一些LED驱动电路的输出过压保护电路往往比较复杂，且不能实现过压保护锁定功能。

同时，考虑到使用环境的特殊性，船用灯具的供电网络与普通市电有所区别，船载供电系统可能同时给多个负载设备供电，导致输出电压波动较大。目前的船载供电系统中，在输出电压变化以后尚不能保证每个LED光源两端均有一个适当的电压，且不具备过压保护锁定功能。若输出电压是一种打嗝模式的周期性过压，则LED光源就会一直承受往复多次的高电压冲击，严重影响寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种过压锁定保护电路以及使用该电路的LED驱动电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：构造一种过压锁定保护电路，包括：

采集检测模块：其用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生第一控制信号；所述工作电信号为电压信号和/或电流信号；

保护执行模块：其依据所述第一控制信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于控制断开为LED负载供电的开关电源电路并实现锁定；

所述采集检测模块包括依次连接的电阻分压网络单元和三端可调基准源；通过所述电阻分压网络获取所述工作电信号并将其输入至所述三端可调基准源的参考端，所述三端可调基准源将所述电压信号与基准电压进行比较并依据比较结果产生所述第一控制信号；

所述电阻分压网络单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，第一电阻和第二电阻并联后一端连接至LED负载的输入，另一端连接至所述三端可调基准源的参考端；第三电阻一端接信号地，另一端连接至所述三端可调基准源的参考端，第一电容并联在第三电阻的两端，所述三端可调基准源的阳极接信号地；同时，所述三端可调基准源的阴极输出所述第一控制信号。

本发明的过压锁定保护电路，所述保护执行模块包括依次连接的光耦和电压正反馈单元；所述光耦在所述第一控制信号为低电平时发光导通，从而控制所述电压正反馈单元产生第二控制信号。

本发明的过压锁定保护电路，所述电压正反馈单元包括第一三极管、第二三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容、第四电容和第一二极管；第一三极管为PNP型，第二三极管为NPN型，第一三极管的发射极连接至电源VCC，第一三极管的基极通过第七电阻连接至第二三极管的集电极，同时第一三极管的发射极连接至光耦的副边三极管的集电极，副边三极管的发射极经第四电阻和第五电阻连接至第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地；第六电阻的一端连接至第一三极管的发射极，另一端连接至第一三极管的基极；第八电阻的一端连接至第二三极管的基极，另一端接地；第一二极管的正极分别连接至第一三极管的集电极、第四电阻与第五电阻的结点，第一二极管的负极通过第九电阻接地；第二电容并联至第六电阻的两端；第三电容并联至第八电阻的两端，第四电容连接在第一三极管的发射极与地之间；同时，第二三极管的基极输出所述第二控制信号。

构造一种LED驱动电路，包括：

开关电源电路：其提供一定频率的栅极驱动脉冲并根据所述栅极驱动脉冲控制产生一用于LED负载工作的直流电压；

输入欠压阀锁电路：其用于在所述开关电源电路的输入电压小于设定的电压阈值时控制实现欠压阀锁保护；

采样及调节电路：其用于采样LED负载的工作电流，并依据所述工作电流的大小产生用于调节所述直流电压大小的控制信号，输入至所述开关电源电路；

过压锁定保护电路：用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生用于关闭所述开关电源电路实现锁定的控制信号，输入至所述开关电源电路；

其中，所述过压锁定保护电路包括：

采集检测模块：其用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生第一控制信号；所述工作电信号为电压信号和/或电流信号；

保护执行模块：其依据所述第一控制信号产生输入至所述开关电源电路的第二控制信号，此第二控制信号用于控制断开所述开关电源电路并实现锁定；

所述采集检测模块包括依次连接的电阻分压网络单元和三端可调基准源；通过所述电阻分压网络获取所述工作电信号并将其输入至所述三端可调基准源的参考端，所述三端可调基准源将所述电压信号与基准电压进行比较并依据比较结果产生所述第一控制信号;

所述电阻分压网络单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，第一电阻和第二电阻并联后一端连接至第一电感和第二电感的结点，另一端连接至所述三端可调基准源的参考端；第三电阻一端接信号地，另一端连接至所述三端可调基准源的参考端，第一电容并联在第三电阻的两端，所述三端可调基准源的阳极接信号地；同时，所述三端可调基准源的阴极输出所述第一控制信号。

本发明的LED驱动电路，所述开关电源电路包括开关电源管理模块、变压器、第一MOS管、第二MOS管和整流滤波电路；

所述整流滤波电路包括二极管组、第一电感、第二电感、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第十电阻、第十一电阻和第十二电阻；二极管组的正极连接到变压器的第一次级线圈的同名端，二极管组的负极依次通过第一电感和第二电感连接到LED负载的正极接入端，第五电容并联至二极管组的负极与第十二电阻的第一端之间，且第十二电阻的第一端接信号地，第十二电阻的第二端连接至LED负载的负极接入端，第八电容并联至第一电感和第二电感的结点与第十二电阻的第一端之间，第六电容和第七电容串联后并联至第一电感和第二电感的结点与第十二电阻的第一端之间，第六电容和第七电容的结点接地保护，第十电阻和第十一电阻并联后一端连接至第一电感和第二电感的结点，另一端接信号地；

第一MOS管的漏极接供电系统电源的正极接入端，第一MOS管的栅极通过第十九电阻连接至开关电源管理模块的高端浮栅驱动输出端，且第一MOS管的栅极通过第二十电阻连接至第一MOS管的源极；第二MOS管的源极接地，第二MOS管的栅极通过第二十一电阻连接至开关电源管理模块的低端浮栅驱动输出端，且第二MOS管的栅极通过第二十二电阻连接至第二MOS管的源极；第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极相连接构成一交汇点，该交汇点连接至开关电源管理模块的高端栅极驱动浮动接地端，该交汇点还连接变压器的第一初级线圈的非同名端，变压器的第一初级线圈的同名端依次经过第三电感、第十二电容接地，且第三电感、第十二电容相连的结点通过第二十三电阻、第二十四电阻、以及第十三电容后连接至开关电源管理模块的电流检测信号输入端。

本发明的LED驱动电路，输入欠压阀锁电路包括第一稳压管、第二稳压管、第三稳压管、第四稳压管、第五稳压管、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第三三极管、第四三极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第九电容、第十电容和第十一电容；

第一稳压管的负极连接至供电系统电源的正极接入端，第一稳压管的正极连接到第二稳压管的负极，第二稳压管的正极连接到第三稳压管的负极，第三稳压管的正极连接到第四三极管的集电极，第十三电阻和第十四电阻串联后并联至第二稳压管的正极与第四三极管的基极之间，第四稳压管的负极连接到第四三极管的基极，第四三极管的发射极通过第十五电阻连接第四稳压管的正极和第二二极管的正极，第二二极管的负极连接到第四二极管的负极，第四二极管的正极连接到第五三极管的发射极和第十七电阻的一端，第五三极管的基极连接到第五稳压管的负极和第十八电阻的一端，第五稳压管的正极接地，第十八电阻的另一端连接第五三极管的集电极；第三三极管的集电极连接到第四三极管的基极，第三三极管的基极通过第十六电阻接地，第十七电阻的另一端连接至第三三极管的基极，第三三极管的发射极接地；第九电容和第十电容并联后连接至第二二极管的负极与地之间。

本发明的LED驱动电路，所述电阻分压网络单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，第一电阻和第二电阻并联后一端连接至第一电感和第二电感的结点，另一端连接至所述三端可调基准源的参考端；第三电阻一端接信号地，另一端连接至所述三端可调基准源的参考端，第一电容并联在第三电阻的两端，所述三端可调基准源的阳极接信号地；同时，所述三端可调基准源的阴极输出所述第一控制信号。

本发明的LED驱动电路，所述保护执行模块包括依次连接的光耦和电压正反馈单元；所述光耦在所述第一控制信号的为低电平时发光导通，从而控制所述电压正反馈单元产生第二控制信号。

本发明的LED驱动电路，所述电压正反馈单元包括第一三极管、第二三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容、第三电容、第四电容和第一二极管；第一三极管为PNP型，第二三极管为NPN型，第一三极管的发射极连接至电源VCC，第一三极管的基极通过第七电阻连接至第二三极管的集电极，同时第一三极管的发射极连接至光耦的副边三极管的集电极，副边三极管的发射极经第四电阻和第五电阻连接至第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地；第六电阻的一端连接至第一三极管的发射极，另一端连接至第一三极管的基极；第八电阻的一端连接至第二三极管的基极，另一端接地；第一二极管的正极分别连接至第一三极管的集电极、第四电阻与第五电阻相连的结点，第一二极管的负极通过第九电阻和第十六电阻接地；第二电容并联至第六电阻的两端；第三电容并联至第八电阻的两端，第四电容连接在第一三极管的发射极与地之间；同时，第二三极管的基极输出所述第二控制信号。

实施本发明的过压锁定保护电路以及使用该电路的LED驱动电路，具有以下有益效果：在输出过压后，过压锁定保护电路能迅速将开关电源电路关断并锁定，从而使整个电路处于低功耗关断状态，降低了故障时的功耗损失。另外，本发明的电路结构较简单，且适用于船载灯具，可很好地解决船载供电系统的输出电压波动而导致LED光源寿命较短的问题。

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是本发明的过压锁定保护电路的结构框图；

图2是本发明的过压锁定保护电路一实施例的电路原理图；

图3是本发明的LED驱动电路的结构框图；

图4是本发明的LED驱动电路一实施例的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明的过压锁定保护电路的结构框图。本发明的过压锁定保护电路包括采集检测模块1和保护执行模块2。其中，采集检测模块1用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生第一控制信号；保护执行模块2依据所述第一控制信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于控制断开为LED负载供电的开关电源电路并实现锁定。所述工作电信号为LED负载的电压信号和/或电流信号。

如图2所示，是本发明的过压锁定保护电路一实施例的电路原理图。本实施例中，在所述工作电信号为LED负载的电压信号基础上展开阐述，该过压锁定保护电路包括采集检测模块1和保护执行模块2。

采集检测模块1包括依次连接的电阻分压网络单元和三端可调基准源U6；通过所述电阻分压网络获取所述工作信号并将其输入至三端可调基准源U6的参考端，三端可调基准源U6将所述电压信号与基准电压进行比较并依据比较结果产生第一控制信号。

其中，电阻分压网络单元包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1，第一电阻R1和第二电阻R2并联后一端连接至LED负载的输入，另一端连接至三端可调基准源U6的参考端；第三电阻R3一端接信号地，另一端连接至三端可调基准源U6的参考端，第一电容C1并联在第三电阻R3的两端，所述三端可调基准源U6的阳极接信号地；同时，三端可调基准源U6的输出端输出所述第一控制信号。

保护执行模块2包括依次连接的光耦U4和电压正反馈单元；所述光耦U4在第一控制信号为低电平时发光导通，从而控制电压正反馈单元产生第二控制信号。

其中，电压正反馈单元包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第一二极管D1；第一三极管Q1为PNP型，第二三极管Q2为NPN型，第一三极管Q1的发射极连接至电源VCC，第一三极管Q1的基极通过第七电阻R7连接至第二三极管Q2的集电极，同时第一三极管Q1的发射极连接至光耦U4的副边三极管的集电极，且副边三极管的发射极经第四电阻R4和第五电阻R5连接至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极接地；第六电阻R6的一端连接至第一三极管的发射极，另一端连接至第一三极管Q1的基极；第八电阻R8的一端连接至第二三极管Q2的基极，另一端接地；第一二极管D1的正极分别连接至第一三极管Q1的集电极、第四电阻R4与第五电阻R5的结点，第一二极管D1负极通过第九电阻R9接地；第二电容C2并联至第六电阻R6的两端；第三电容C3并联至第八电阻R8的两端，第四电容C4连接在第一三极管Q1的发射极与地之间；同时，第二三极管Q2的基极输出所述第二控制信号。

光耦U4的发光二极管的正极接入可驱动发光二极管发光的工作电压，即通过图2中所示的供电端口接入该所需工作电压。

将上述过压锁定保护电路应用于LED驱动电路中，即获得图3所示的结构框图。如图3所示，本发明的LED驱动电路包括开关电源电路100、输入欠压阀锁电路200、采样及调节电路300和过压锁定保护电路400。

其中，开关电源电路100提供一定频率的栅极驱动脉冲并根据所述栅极驱动脉冲控制产生一用于LED负载工作的直流电压；输入欠压阀锁电路200用于在所述开关电源电路100的输入电压小于设定的电压阈值时控制实现欠压阀锁保护；采样及调节电路300用于采样LED负载的工作电流，并依据所述工作电流的大小产生用于调节所述直流电压大小的控制信号，输入至所述开关电源电路；过压锁定保护电路400用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生用于关闭所述开关电源电路实现锁定的控制信号，输入至所述开关电源电路。

进一步地，过压锁定保护电路400包括采集检测模块和保护执行模块。其中，采集检测模块用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生第一控制信号；保护执行模块依据所述第一控制信号产生输入至所述开关电源电路的第二控制信号，所述第二控制信号用于控制断开所述开关电源电路100并实现锁定。

如图4所示，是本发明的LED驱动电路一实施例的电路原理图。本实施例中，LED驱动电路包括开关电源电路100、输入欠压阀锁电路200、采样及调节电路300和过压锁定保护电路400。

端口J1为供电系统电源的正极接入端，端口J2为供电系统电源的负极接入端，端口J3为LED负载的正极接入端，端口J4为LED负载的负极接入端，端口J5接入电源VCC。

开关电源电路100包括开关电源管理模块（以下采用芯片型号为L6599的开关电源管理U2为例进行说明）、变压器T2、第一MOS管Q8、第二MOS管Q9和整流滤波电路。整流滤波电路包括二极管组D19、第一电感L5、第二电感L6、第五电容C34、第六电容C35、第七电容C36、第八电容C37、第十电阻R55、第十一电阻R56和第十二电阻R57；二极管组D19的正极连接到变压器T2的第一次级线圈的同名端，本实施例中，二极管组D19包括两个负极相连的二极管，两个二极管的正极分别连接到变压器T2的第一次级线圈的两个线圈的同名端，第一次级线圈的两个线圈的非同名端公用且连接到第二次级线圈的非同名端，第二次级线圈的非同名端接信号地，二极管组D19的两个二极管的负极相连并依次通过第一电感L5和第二电感L6连接到端口J3，第五电容C34并联至二极管组D19的负极与第十二电阻R57的第一端之间，第十二电阻R57的第一端连接到第二次级线圈的非同名端，第十二电阻R57的第二端连接至端口J4，第八电容C37并联至第一电感L5和第二电感L6的结点与第十二电阻R57的第一端之间，第六电容C35和第七电容C36串联后并联至第一电感L5和第二电感L6的结点与第十二电阻R57的第一端之间，第六电容C35和第七电容C36的结点接地保护，第十电阻R55和第十一电阻R56并联后一端连接至第一电感L5和第二电感L6的结点，另一端接信号地。

第一MOS管Q8的漏极接供电系统电源的正极接入端J1，第一MOS管Q8的栅极通过第十九电阻R43连接至开关电源管理芯片U2的HVG引脚（即开关电源管理模块的高端浮栅驱动输出端），且第一MOS管Q8的栅极通过第二十电阻R44连接至第一MOS管Q8的源极；第二MOS管Q9的源极接地，第二MOS管Q9的栅极通过第二十一电阻R45连接至开关电源管理芯片U2的LVG引脚（即开关电源管理模块的低端浮栅驱动输出端），且第二MOS管Q9的栅极通过第二十二电阻R46连接至第二MOS管Q9的源极；第一MOS管Q8的源极与第二MOS管Q9的漏极相连接构成一交汇点，该交汇点连接至开关电源管理芯片U2的OUT引脚（即开关电源管理模块的高端栅极驱动浮动接地端，此端可获得高尖峰）。开关电源管理芯片U2通过控制第一MOS管Q8和第二MOS管Q9高速导通或截止，在该交汇点产生一定频率的栅极驱动脉冲，该栅极驱动脉冲作用于变压器T2的初级线圈上，变压器T2的第一初级线圈的非同名端连接该交汇点，变压器T2的第一初级线圈的同名端依次通过滤波电路接地，此滤波电路包括第三电感L7、第十二电容C30、电容C25、电容C26、C27、C28、C28，此外，第三电感L7、第十二电容C30相连的结点通过第二十三电阻R48、第二十四电阻R47、以及第十三电容C23后连接开关电源管理芯片U2的ISE脚（即电流检测信号输入端），用于对开关管后侧的电流实现检测，保证输入出电压的稳定性；于是在变压器T2的第一次级线圈产生一脉冲高压，该脉冲高压经由二极管组D19、第一电感L5、第二电感L6、第五电容C34、第七电容C36及第八电容C37等构成的整流滤波电路，最终在端口J3产生一直流电压，该直流电压即作为LED负载的工作电压。上述开关电源管理模块还可以采用同类型的其他型号的半桥驱动控制器。

输入欠压阀锁电路200包括第一稳压管ZD3、第二稳压管ZD4、第三稳压管ZD5、第四稳压管ZD6、第五稳压管ZD7、第十三电阻R22、第十四电阻R23、第十五电阻R24、第十六电阻R25、第十七电阻R26、第十八电阻R27、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第二二极管D10、第三二极管D11、第四二极管D12、第九电容C14、第十电容C15和第十一电容C16。第一稳压管ZD3的负极连接至端口J1，第一稳压管ZD3的正极连接到第二稳压管ZD4的负极，第二稳压管ZD4的正极连接到第三稳压管ZD5的负极，第三稳压管ZD5的正极连接到第四三极管Q4的集电极，第十三电阻R22和第十四电阻R23串联后并联至第二稳压管ZD4的正极与第四三极管Q4的基极之间，第四稳压管ZD6的负极连接到第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的发射极通过第十五电阻R24连接第四稳压管ZD6的正极和第二二极管D10的正极，第二二极管D10的负极连接到第四二极管D12的负极，第四二极管D12的正极连接到第五三极管Q10的发射极和第十七电阻R26的一端，第五三极管Q10的基极连接到第五稳压管ZD7的负极和第十八电阻R27的一端，第五稳压管ZD7的正极接地，第十八电阻R27的另一端连接第五三极管Q10的集电极；第三三极管Q3的集电极连接到第四三极管Q4的基极，第三三极管Q3的基极通过第十六电阻R25接地，第十七电阻R26的另一端连接至第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的发射极接地；第九电容C14和第十电容C15并联后连接至第二二极管D10的负极与地之间。第三二极管D11的负极连接到第五三极管Q10的集电极，第三二极管D11的正极连接到到电阻R28的一端，电阻R28的另一端连接到变压器T2的第二初级线圈的同名端，变压器T2的第二初级线圈的非同名端接信号地。第十一电容C16并联在第三二极管D11的负极与地之间。在端口J1的输入电压小于设定的电压阈值时，控制开关电源电路100断开以实现欠压阀锁保护，减小低压损耗。并且，可通过调节第十三电阻R22、第十四电阻R23和第十五电阻R24的阻值来调节设定所述电压阈值。

采样及调节电路300包括基准比较芯片U5、光耦U3及其外围电路，其用于采样LED负载的工作电流，并依据所述工作电流的大小控制开关电源管理芯片U2调节所述栅极驱动脉冲的频率，从而调节为负载供电的直流电压的大小，当检测到LED负载的工作电流很大时，可以控制开关电源管理芯片U2停止产生所述栅极驱动脉冲。基准比较芯片U5中包括两个运算放大器，基准比较芯片U5的第一运放同相输入端通过电容C47接信号地，基准比较芯片U5的第一运放反相输入端依次通过电阻R63、电容C38后连接端口J3，且基准比较芯片U5的第一运放反相输入端还通过电容C42接信号地；基准比较芯片U5的第一输出端依次通过电阻R69、电容C46后连接基准比较芯片U5的第一运放反相输入端，且此第一输出端与第一运放反相输入端之间还直接串联有电容C44，基准比较芯片U5的第一运放同相输入端还通过电阻R67接信号地，电阻R67的非接地端通过电阻R66连接基准比较芯片U5的第二运放同相输入端，基准比较芯片U5的第二运放同相输入端通过电容C48接信号地，基准比较芯片U5的第二运放同相输入端依次通过电阻R65、电阻R58连接到变压器T2第二次级线圈的同名端侧，用于获得工作或参考电压，基准比较芯片U5的第二运放反相输入端通过电阻R60、R61的并联结构连接第一电感L5和第二电感L6的结点，用于采集LED负载工作电流；基准比较芯片U5的第二运放反相输入端与第二输出端之间连接电容C43，基准比较芯片U5的第二输出端连接二极管D21的负极，二极管D21的正极连接光耦U3的发光二极管负极，且此光耦U3的发光二极管负极还通过正向的二极管D20连接基准比较芯片U5的第一输出端，光耦U3的发光二极管正极通过电阻R64、电阻R58连接变压器T2第二次级线圈的同名端侧，用于获得工作或参考电压电压；光耦U3的电流输出端依次通过电阻R40、电阻R38连接开关电源管理芯片U2的RF引脚（即开关电源管理模块的最小振荡频率设置端），开关电源管理芯片U2的RF引脚还通过电阻R37接地，开关电源管理芯片U2的STB引脚（即开关电源管理模块的脉冲工作模式设置端）通过电容C20接地，且通过电阻R39连接电阻R38与电阻R40的结点。

结合图2和图4所示，过压锁定保护电路400用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号控制关闭所述开关电源电路100并实现锁定，在图4所示的实施例中采用图2所示的电路结构，其中，第一电阻R1和第二电阻R2并联后一端连接第一电感L5和第二电感L6的结点；光耦U4的发光二极管的正极端通过电阻R58连接变压器T2第二次级线圈的同名端侧，用于获得工作或参考电压，第二三极管Q2的基极连接三极管Q5的基极，三极管Q5的集电极通过电阻R33连接开关电源管理芯片U2的LIN引脚（即开关电源管理模块的输入限值检查端），三极管Q5的发射极接地，且依次通过电阻串（电阻R32、电阻R31、电阻R30、电阻R29的串联结构）连接端口J1。假设端口J3的输出电压出现异常，比LED正常工作所需的电压高，此处将端口J3输出的电压称为输出高压。该输出高压将通过电阻分压网络中的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3反馈到三端可调基准源U6的参考端，一旦该电压高于三端可调基准源U6的基准电压2.5V，三端可调基准源U6将导通，三端可调基准源U6的阴极与光耦U4的发光二极管负极的连接点处产生一低电平，该低电平即为第一控制信号。第一控制信号产生后，光耦U4的发光二极管导通发光，于是光耦U4的副边三极管导通，输出电流。由于接线端J5接电源VCC，第一三极管Q1为PNP型，第一三极管Q1的集电极通过光耦U4副边三极管的导通被拉高，通过第五电阻R5使第二三极管Q2导通，此时电源VCC提供的电压通过第六电阻R6、第七电阻R7及第二三极管Q2最终连接至地，形成通路。此时，流过第六电阻R6的电流产生的电压提供了第一三极管Q1基极-射极的电压差，使第一三极管Q1一直处于导通状态，于是进一步将第一三极管Q1发射极的电压拉高并维持在一个与电源VCC接近的电压值。

可见，电压正反馈单元可以保证第五电阻R5两端的电压始终保持在一个高电平状态，第五电阻R5两端的高电平即为第二控制信号，该第二控制信号将作为开关电源电路100的关断控制信号，在开关电源电路100输出过压后能迅速将开关电源电路100关断，从而整个电路处于低功耗关断状态，降低故障时的功耗损失。并且，本发明的电路结构较简单，且适用于船载灯具，可很好地解决船载供电系统的输出电压波动而导致LED光源寿命较短的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内，比如上述三极管并不一定要使用图4所示的类型，只要能实现相同功能的三极管也可以用以替换图4所示的电路元件。

Claims (8)

1.一种过压锁定保护电路，其特征在于，包括：

采集检测模块：其用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生第一控制信号；所述工作电信号为电压信号和/或电流信号；

保护执行模块：其依据所述第一控制信号产生第二控制信号，所述第二控制信号用于控制断开为LED负载供电的开关电源电路并实现锁定；

所述采集检测模块包括依次连接的电阻分压网络单元和三端可调基准源（U6）；通过所述电阻分压网络获取所述工作电信号并将其输入至所述三端可调基准源（U6）的参考端，所述三端可调基准源（U6）将所述电压信号与基准电压进行比较并依据比较结果产生所述第一控制信号；

所述电阻分压网络单元包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）和第一电容（C1），第一电阻（R1）和第二电阻（R2）并联后一端连接至LED负载的输入，另一端连接至所述三端可调基准源（U6）的参考端；第三电阻（R3）一端接信号地，另一端连接至所述三端可调基准源（U6）的参考端，第一电容（C1）并联在第三电阻（R3）的两端，所述三端可调基准源（U6）的阳极接信号地；同时，所述三端可调基准源（U6）的阴极输出所述第一控制信号。

2.根据权利要求1所述的过压锁定保护电路，其特征在于，所述保护执行模块包括依次连接的光耦（U4）和电压正反馈单元；所述光耦（U4）在所述第一控制信号为低电平时发光导通，从而控制所述电压正反馈单元产生第二控制信号。

3.根据权利要求2所述的过压锁定保护电路，其特征在于，所述电压正反馈单元包括第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）和第一二极管（D1）；第一三极管（Q1）为PNP型，第二三极管（Q2）为NPN型，第一三极管（Q1）的发射极连接至电源VCC，第一三极管（Q1）的基极通过第七电阻（R7）连接至第二三极管（Q2）的集电极，同时第一三极管（Q1）的发射极连接至光耦（U4）的副边三极管的集电极，副边三极管的发射极经第四电阻（R4）和第五电阻（R5）连接至第二三极管（Q2）的基极，第二三极管（Q2）的发射极接地；第六电阻（R6）的一端连接至第一三极管（Q1）的发射极，另一端连接至第一三极管（Q1）的基极；第八电阻（R8）的一端连接至第二三极管（Q2）的基极，另一端接地；第一二极管（D1）的正极分别连接至第一三极管（Q1）的集电极、第四电阻（R4）与第五电阻（R5）的结点，第一二极管（D1）的负极通过第九电阻（R9）接地；第二电容（C2）并联至第六电阻（R6）的两端；第三电容（C3）并联至第八电阻（R8）的两端，第四电容（C4）连接在第一三极管（Q1）的发射极与地之间；同时，第二三极管（Q2）的基极输出所述第二控制信号。

4.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：

开关电源电路：其提供一定频率的栅极驱动脉冲并根据所述栅极驱动脉冲控制产生一用于LED负载工作的直流电压；

输入欠压阀锁电路：其用于在所述开关电源电路的输入电压小于设定的电压阈值时控制实现欠压阀锁保护；

采样及调节电路：其用于采样LED负载的工作电流，并依据所述工作电流的大小产生用于调节所述直流电压大小的控制信号，输入至所述开关电源电路；

过压锁定保护电路：用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生用于关闭所述开关电源电路实现锁定的控制信号，输入至所述开关电源电路；

其中，所述过压锁定保护电路包括：

采集检测模块：其用于检测LED负载的工作电信号，并依据所述工作电信号产生第一控制信号；所述工作电信号为电压信号和/或电流信号；

保护执行模块：其依据所述第一控制信号产生输入至所述开关电源电路的第二控制信号，此第二控制信号用于控制断开所述开关电源电路并实现锁定；

所述采集检测模块包括依次连接的电阻分压网络单元和三端可调基准源（U6）；通过所述电阻分压网络获取所述工作电信号并将其输入至所述三端可调基准源（U6）的参考端，所述三端可调基准源（U6）将所述电压信号与基准电压进行比较并依据比较结果产生所述第一控制信号；

所述电阻分压网络单元包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）和第一电容（C1），第一电阻（R1）和第二电阻（R2）并联后一端连接至第一电感（L5）和第二电感（L6）的结点，另一端连接至所述三端可调基准源（U6）的参考端；第三电阻（R3）一端接信号地，另一端连接至所述三端可调基准源（U6）的参考端，第一电容（C1）并联在第三电阻（R3）的两端，所述三端可调基准源（U6）的阳极接信号地；同时，所述三端可调基准源（U6）的阴极输出所述第一控制信号。

5.根据权利要求4所述LED驱动电路，其特征在于，所述开关电源电路包括开关电源管理模块、变压器（T2）、第一MOS管（Q8）、第二MOS管（Q9）和整流滤波电路；

所述整流滤波电路包括二极管组（D19）、第一电感（L5）、第二电感（L6）、第五电容（C34）、第六电容（C35）、第七电容（C36）、第八电容（C37）、第十电阻（R55）、第十一电阻（R56）和第十二电阻（R57）；二极管组（D19）的正极连接到变压器（T2）的第一次级线圈的同名端，二极管组（D19）的负极依次通过第一电感（L5）和第二电感（L6）连接到LED负载的正极接入端，第五电容（C34）并联至二极管组（D19）的负极与第十二电阻（R57）的第一端之间，且第十二电阻（R57）的第一端接信号地，第十二电阻（R57）的第二端连接至LED负载的负极接入端，第八电容（C37）并联至第一电感（L5）和第二电感（L6）的结点与第十二电阻（R57）的第一端之间，第六电容（C35）和第七电容（C36）串联后并联至第一电感（L5）和第二电感（L6）的结点与第十二电阻（R57）的第一端之间，第六电容（C35）和第七电容（C36）的结点接地保护，第十电阻（R55）和第十一电阻（R56）并联后一端连接至第一电感（L5）和第二电感（L6）的结点，另一端接信号地；

第一MOS管（Q8）的漏极接供电系统电源的正极接入端，第一MOS管（Q8）的栅极通过第十九电阻（R43）连接至开关电源管理模块的高端浮栅驱动输出端，且第一MOS管（Q8）的栅极通过第二十电阻（R44）连接至第一MOS管（Q8）的源极；第二MOS管（Q9）的源极接地，第二MOS管（Q9）的栅极通过第二十一电阻（R45）连接至开关电源管理模块的低端浮栅驱动输出端，且第二MOS管（Q9）的栅极通过第二十二电阻（R46）连接至第二MOS管（Q9）的源极；第一MOS管（Q8）的源极与第二MOS管（Q9）的漏极相连接构成一交汇点，该交汇点连接至开关电源管理模块的高端栅极驱动浮动接地端，该交汇点还连接变压器（T2）的第一初级线圈的非同名端，变压器（T2）的第一初级线圈的同名端依次经过第三电感（L7）、第十二电容（C30）接地，且第三电感（L7）、第十二电容（C30）相连的结点通过第二十三电阻（R48）、第二十四电阻（R47）、以及第十三电容（C23）后连接至开关电源管理模块的电流检测信号输入端。

6.根据权利要求5所述LED驱动电路，其特征在于，输入欠压阀锁电路包括第一稳压管（ZD3）、第二稳压管（ZD4）、第三稳压管（ZD5）、第四稳压管（ZD6）、第五稳压管（ZD7）、第十三电阻（R22）、第十四电阻（R23）、第十五电阻（R24）、第十六电阻（R25）、第十七电阻（R26）、第十八电阻（R27）、第三三极管（Q3）、第四三极管（Q4）、第二二极管（D10）、第三二极管（D11）、第四二极管（D12）、第九电容（C14）、第十电容（C15）和第十一电容（C16）；

第一稳压管（ZD3）的负极连接至供电系统电源的正极接入端，第一稳压管（ZD3）的正极连接到第二稳压管（ZD4）的负极，第二稳压管（ZD4）的正极连接到第三稳压管（ZD5）的负极，第三稳压管（ZD5）的正极连接到第四三极管（Q4）的集电极，第十三电阻（R22）和第十四电阻（R23）串联后并联至第二稳压管（ZD4）的正极与第四三极管（Q4）的基极之间，第四稳压管（ZD6）的负极连接到第四三极管（Q4）的基极，第四三极管（Q4）的发射极通过第十五电阻（R24）连接第四稳压管（ZD6）的正极和第二二极管（D10）的正极，第二二极管（D10）的负极连接到第四二极管（D12）的负极，第四二极管（D12）的正极连接到第五三极管（Q10）的发射极和第十七电阻（R26）的一端，第五三极管（Q10）的基极连接到第五稳压管（ZD7）的负极和第十八电阻（R27）的一端，第五稳压管（ZD7）的正极接地，第十八电阻（R27）的另一端连接第五三极管（Q10）的集电极；第三三极管（Q3）的集电极连接到第四三极管（Q4）的基极，第三三极管（Q3）的基极通过第十六电阻（R25）接地，第十七电阻（R26）的另一端连接至第三三极管（Q3）的基极，第三三极管（Q3）的发射极接地；第九电容（C14）和第十电容（C15）并联后连接至第二二极管（D10）的负极与地之间。

7.根据权利要求4所述LED驱动电路，其特征在于，所述保护执行模块包括依次连接的光耦（U4）和电压正反馈单元；所述光耦（U4）在所述第一控制信号为低电平时发光导通，从而控制所述电压正反馈单元产生第二控制信号。

8.根据权利要求7所述LED驱动电路，其特征在于，所述电压正反馈单元包括第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）和第一二极管（D1）；第一三极管（Q1）为PNP型，第二三极管（Q2）为NPN型，第一三极管（Q1）的发射极连接至电源VCC，第一三极管（Q1）的基极通过第七电阻（R7）连接至第二三极管（Q2）的集电极，同时第一三极管（Q1）的发射极连接至光耦（U4）的副边三极管的集电极，副边三极管的发射极经第四电阻（R4）和第五电阻（R5）连接至第二三极管（Q2）的基极，第二三极管（Q2）的发射极接地；第六电阻（R6）的一端连接至第一三极管（Q1）的发射极，另一端连接至第一三极管（Q1）的基极；第八电阻（R8）的一端连接至第二三极管（Q2）的基极，另一端接地；第一二极管（D1）的正极分别连接至第一三极管（Q1）的集电极、第四电阻（R4）与第五电阻（R5）相连的结点，第一二极管（D1）的负极通过第九电阻（R9）和第十六电阻（R25）接地；第二电容（C2）并联至第六电阻（R6）的两端；第三电容（C3）并联至第八电阻（R8）的两端，第四电容（C4）连接在第一三极管（Q1）的发射极与地之间；同时，第二三极管（Q2）的基极输出所述第二控制信号。

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