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