CN101815378A - 一种led恒流源输出短路保护电路 - Google Patents

一种led恒流源输出短路保护电路 Download PDF

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Abstract

一种LED恒流源输出短路保护电路:包括LED恒流源、微控制单元、PWM控制器,电流信号通过微控制单元依次传输到PWM控制器、LED恒流源,其特征在于:还包括一具有自动恢复功能的开关电路,所述的具有自动恢复功能的开关电路一端与所述的PWM控制器与相连,另一端与LED恒流源连接,用以实现短路保护,电路正常工作时,MOS管Q4,与MOS管Q3导通,当短路发生时,MOS管Q4截止,MOS管Q3也截止,LED灯的电流截止,当短路排除时,保护电路自动启动恢复电路,使电路回到工作状态,本发明提供的保护电路不仅保护了恒流源,而且还有自动恢复功能。

Description

一种LED恒流源输出短路保护电路
技术领域
本发明涉及一种电源保护电路,尤其涉及一种恒流源保护电路。
背景技术
在电源领域,为增加电源的寿命,一般都会设计输出短路保护电路,以防止电源在短路时工作电流过大损坏电源及负载,而短路保护电路的好坏直接影响着整个电源的可靠性。
美国专利US5,400,206“Short circuit and overload protection circuitwhich allows a predetermined number of reconnection attempts”中采用了一种可预设短路尝试恢复次数的短路保护电路,使用一个可设置计数器来限制短路尝试恢复次数及时间的贿赂,当保护动作超过一定设置数后,保护装置锁死,一直处于保护状态,这种方案能够解决电路短路损耗大的问题,但在短路去除后不能自动恢复,而需要手动重置。
中国实用新型专利说明书(公开日2008年3月26日,公开号CN101150254A)公开了一种双反馈短路保护电路,其方案中采用了第一信号控制电路,第二信号控制电路,控制电路中又包括电流检测电路、比较电路、短路动作电路、比较电路、补偿电路等,电路结构复杂,使用了多个电子元器件,增大了损耗,增加了成本。
MOS管是金属(metal)-氧化物(oxid)-半导体(semiconductor)场效应晶体管。或者称是金属-绝缘体(insulator)-半导体。MOS管有增强型好耗尽型两种,每种又有N沟道型和P沟道型两种,P沟道MOS的导通条件是栅极电压比漏极电压低5V以上,N沟道MOS的导通条件是栅极电压比源极电压高5V以上。
发明内容
本发明为解决上述电路复杂,电子元器件多,在短路排除时有不能自动恢复的问题,设计了一种短路保护电路,本发明提供的电路不仅可以有效的保护电源不被损坏,还可以有效的保护电路中的电子元器件。
本发明的技术方案如下:一种LED恒流源输出短路保护电路:包括LED恒流源、微控制单元、PWM控制器,电流信号通过微控制单元依次传输到PWM控制器、LED恒流源,其特征在于:还包括一具有自动恢复功能的开关电路,所述的具有自动恢复功能的开关电路一端与所述的PWM控制器与相连,另一端与LED恒流源连接,用以实现短路保护。
进一步的技术方案是,所述的开关电路包括LED灯、具有导通和截止功能的场效应模块A、具有降压稳压功能的降压稳压模块、具有导通和截止功能的场效应模块B,电阻R27和电阻R19,所述的LED灯一端接在恒流源上,另一端与场效应模块B串联,场效应模块B的另一端接地,所述的电阻R27一端连接到LED灯,另外一端接地,所述的场效应管A一端与LED灯连接,另一端与稳压降压模块串联,所述的稳压降压模块的另一端接在电阻R19上,R19的另一端接地,R19与稳压降压模块相连的一端同时还与PWM控制器的PWM-EN端相连,PWM-OUT与场效应模块B相连。
再进一步,所述的具有导通和截止功能的场效应模块A包括MOS管Q4、电阻R10和电阻R18,所述的电阻R10的一端与所述LED连接,另一端与MOS管Q4的栅极相连,所述的电阻R18的两端连接在MOS管Q4的栅极和漏极上,MOS管Q4的源极与稳压降压模块相连。
再进一步,所述的具有稳压降压功能的稳压降压模块包括稳压管ZD1和电阻R20,所述的稳压管ZD1与电阻R20串联。
再进一步,所述的具有导通和截止功能的场效应模块B包括MOS管Q3、电阻R21和电阻R26,所述的电阻R21一端与所述的PWM-OUT相连,另一端接在MOS管Q3的栅极上,MOS管Q3的漏极与LED灯相连,所述的电阻R26连接在MOS管Q3的栅极和源极上,与源极相连的一端同时接地。
更进一步,所述的开关电路还包括具有自动恢复功能的自动恢复电路,所述的自动恢复电路包括电阻R18、电阻R10和电阻R27,所述的电阻R18、R10与R27串联,所述的电阻R27另一端接地。
所述的MOS管Q4为耗尽型P型MOS管,所述的MOS管Q3为耗尽型N型MOS管。
所述的稳压管ZD1的压降范围为恒流源电压的1/3~1/2。
本发明的有益效果在于:
第一:本发明所设计的保护电路,电路结构简单,电子元器件少。
第二:本发明的电路中使用了MOS管,MOS管的工艺简单,功耗小,降低了电路成本。
第三:本发明的电路在恒流源输出短路时不仅可以有效的保护电源,还可以保护电子元器件。
第四:本发明的电路在短路排除时可以自动恢复。
附图说明
图1本发明的短路保护电路流程路;
图2本发明电路模块图;
图3为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明:
结合图1,一种LED恒流源输出短路保护电路:包括LED恒流源、微控制单元、PWM控制器,电流信号通过微控制单元依次传输到PWM控制器、LED恒流源,其特征在于:还包括一具有自动恢复功能的开关电路,所述的具有自动恢复功能的开关电路一端与所述的PWM控制器与相连,另一端与LED恒流源连接,用以实现短路保护。
结合图2为本发明的电路模块图,所述的开关电路包括LED灯、具有导通和截止功能的场效应模块A、具有降压稳压功能的降压稳压模块、具有导通和截止功能的场效应模块B,电阻R27和电阻R19,所述的LED灯一端接在恒流源上,另一端与场效应模块B串联,场效应模块B的另一端接地,所述的电阻R27一端连接到LED灯,另外一端接地,所述的场效应管A一端与LED灯连接,另一端与稳压降压模块串联,所述的稳压降压模块的另一端接在电阻R19上,R19的另一端接地,R19与稳压降压模块相连的一端同时还与PWM控制器的PWM-EN端相连,PWM-OUT与场效应模块B相连。
结合图3,所述的具有导通和截止功能的场效应模块A包括MOS管Q4、电阻R10和电阻R18,所述的电阻R10的一端与所述LED连接,另一端与MOS管Q4的栅极相连,所述的电阻R18的两端连接在MOS管Q4的栅极和漏极上,MOS管Q4的源极与稳压降压模块相连。
所述的具有稳压降压功能的稳压降压模块包括稳压管ZD1和电阻R20,所述的稳压管ZD1与电阻R20串联。
所述的具有导通和截止功能的场效应模块B包括MOS管Q3、电阻R21和电阻R26,所述的电阻R21一端与所述的PWM-OUT相连,另一端接在MOS管Q3的栅极上,MOS管Q3的漏极与LED灯相连,所述的电阻R26连接在MOS管Q3的栅极和源极上,与源极相连的一端同时接地。
所述的开关电路还包括具有自动恢复功能的自动恢复电路,所述的自动恢复电路包括电阻R18、电阻R10和电阻R27,所述的电阻R18、R10与R27串联,所述的电阻R27另一端接地。
结合图3对保护电路的工作原理进行详细说明;
正常工作时,A、B点产生压差,电阻R18为MOS管Q4提供开启电压,MOS管Q4导通,MOS管Q4为耗尽型P沟道型MOS管,因为P沟道MOS的导通条件是栅极电压比漏极电压低5V以上电流从MOS管Q4流入稳压管ZD1,稳压管ZD1导通,电流流过电阻R20和R19,经稳压管ZD1和电阻R20分压后,在C点的电压值刚好等于PWM-EN的使能电压,PWM-OUT输出有效电压,电流流过R21和R26,R26两端的电压为MOS管Q3提供开启电压,MOS管Q3导通,MOS管Q3为耗尽型N沟道型MOS管,N沟道MOS的导通条件是栅极电压比源极电压高5V以上,Q3有电流流过,LED灯正常工作。
LED灯发生短路时,A、B点无电压,MOS管Q4截止,电阻R20和R19无电流流过,C点电压为零,PWM-EN不使能,PWM-OUT不输出,MOS管Q3截止,所以流过LED灯的电流为零,有效地保护了电流源以及短路中的其他电子元器件。
短路排除后,电流经电阻R18、电阻R10、电阻R27流到地,A、B点产生电压差,Q4导通,电路进入正常工作状态。电路的自动恢复功能,省去了人为动作。
虽然本发明的优选实例被以作为例证的目的进行披露,但本领域的技术人员可以理解各种修改、添加和替换是可能的,只要其不脱离所附权利要求中详述的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种LED恒流源输出短路保护电路:包括LED恒流源、微控制单元、PWM控制器,电流信号通过微控制单元依次传输到PWM控制器、LED恒流源,其特征在于:还包括一具有自动恢复功能的开关电路,所述的具有自动恢复功能的开关电路一端与所述的PWM控制器与相连,另一端与LED恒流源连接,用以实现短路保护。
2.根据权利要求1所述的短路保护电路,其特征在于,所述的开关电路包括LED灯、具有导通和截止功能的场效应模块A、具有降压稳压功能的降压稳压模块、具有导通和截止功能的场效应模块B,电阻R27和电阻R19,所述的LED灯一端接在恒流源上,另一端与场效应模块B串联,场效应模块B的另一端接地,所述的电阻R27一端连接到LED灯,另外一端接地,所述的场效应管A一端与LED灯连接,另一端与稳压降压模块串联,所述的稳压降压模块的另一端接在电阻R19上,R19的另一端接地,R19与稳压降压模块相连的一端同时还与PWM控制器的PWM-EN端相连,PWM-OUT与场效应模块B相连。
3.根据权利要求2所述的短路保护电路,其特征在于,所述的具有导通和截止功能的场效应模块A包括MOS管Q4、电阻R10和电阻R18,所述的电阻R10的一端与所述LED连接,另一端与MOS管Q4的栅极相连,所述的电阻R18的两端连接在MOS管Q4的栅极和漏极上,MOS管Q4的源极与稳压降压模块相连。
4.根据权利要求2所述的短路保护电路,其特征在于,所述的具有稳压降压功能的稳压降压模块包括稳压管ZD1和电阻R20,所述的稳压管ZD1与电阻R20串联。
5.根据权利要求2所述的短路保护电路,其特征在于,所述的具有导通和截止功能的场效应模块B包括MOS管Q3、电阻R21和电阻R26,所述的电阻R21一端与所述的PWM-OUT相连,另一端接在MOS管Q3的栅极上,MOS管Q3的漏极与LED灯相连,所述的电阻R26连接在MOS管Q3的栅极和源极上,与源极相连的一端同时接地。
6.根据权利要求1所述的短路保护电路,其特征在于,所述的开关电路还包括具有自动恢复功能的自动恢复电路,所述的自动恢复电路包括电阻R18、电阻R10和电阻R27,所述的电阻R18、R10与R27串联,所述的电阻R27另一端接地。
7.根据权利要求3或5任一所述的短路保护电路,其特征在于,所述的MOS管Q4为耗尽型P型MOS管,所述的MOS管Q3为耗尽型N型MOS管。
8.根据权利要求4所述的短路保护电路,其特征在于,所述的稳压管ZD1的压降范围为恒流源电压的1/3~1/2。
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