CN101841149B - 一种电源保护电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电源领域，提供了一种电源保护电路及LED灯具。电源保护电路包括电源输入单元、开关控制单元、基准电压产生单元以及采样比较单元。在本发明实施例中，电源保护电路通过采样比较单元将输入的采样电压与设定的基准电压进行比较，当电源电压出现过压或欠压时，采样电压超出了基准电压范围，采样比较单元输出关断控制信号，控制开关控制单元关断电源，从而保护电子产品负载不被损坏，该电源保护电路结构简单、响应速度快、工作稳定可靠。

Description

一种电源保护电路及LED灯具

技术领域

本发明属于电源领域，尤其涉及一种电源保护电路及LED灯具。

背景技术

目前很多电子产品需要外接电源，每一种电子产品对外接的电源电压范围都会有严格的要求，外接的电源不能超过电子产品电压使用范围。如果用户不清楚或没有严格按要求使用或外界电网电压突然变高，往往会对该电子产品造成损坏，甚至可能产生不可预知的危险。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电源保护电路，旨在解决现有技术中电子产品因其电源电压出现过压或欠压而导致被损坏的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电源保护电路，所述电源保护电路包括：

电源输入单元，其输入端接电源；

开关控制单元，其输入端接所述电源输入单元的输出端，所述开关控制单元的输出端输出电压；

基准电压产生单元，其输入端接所述电源输入单元的输出端；

采样比较单元，其采样电压输入端接所述电源输入单元的输出端、基准电压输入端接所述基准电压产生单元的输出端、输出端接所述开关控制单元的控制端，当所述采样比较单元输出关断控制信号，所述开关控制单元关断电源；

所述采样比较单元包括：第一运放模块、第二运放模块、第一基准电压输入模块、第二基准电压输入模块、采样电压输入模块和输出模块；

所述第一基准电压输入模块的输入端接所述基准电压产生单元的输出端，所述第一基准电压输入模块的输出端接所述第一运放模块的反相输入端，所述第二基准电压输入模块的输入端接所述基准电压产生单元的输出端，所述第二基准电压输入模块的输出端接所述第二运放模块的正相输入端，所述第一运放模块的正相输入端与所述第二运放模块的反相输入端连接，所述第一运放模块的正相输入端与所述第二运放模块的反相输入端同时接所述采样电压输入模块的输出端，所述采样电压输入模块的输入端接所述电源输入单元的输出端，所述第一运放模块和第二运放模块的输出端同时接所述输出模块的输入端，所述输出模块的输出端接所述开关控制单元的控制端。

上述结构中，所述输出模块包括二极管D1和二极管D2，所述二极管D1的阳极接所述第一运放模块的输出端，所述二极管D2的阳极接所述第二运放模块的输出端，所述二极管D1和二极管D2的阴极同时接所述开关控制单元的控制端。

上述结构中，所述电源输入单元包括：

整流模块以及滤波元件；

所述整流模块的输入端接所述电源，所述整流模块的输出端通过所述滤波元件接所述开关控制单元的输入端，所述整流模块的输出端同时接所述基准电压产生单元的输入端和采样电压输入模块的输入端。

上述结构中，所述开关控制单元包括：

第一开关元件和第二开关元件；

所述第一开关元件的第一端作为所述开关控制单元的输入端，所述第一开关元件的第一端接所述滤波元件，所述第一开关元件的第二端作为所述开关控制单元的输出端，所述第一开关元件的控制端接所述第二开关元件的第一端，所述第二开关元件的控制端接所述输出模块的输出端，所述第二开关元件的第二端接地。

上述结构中，所述第一开关元件为MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极作为所述第一开关元件的控制端，所述MOS管Q1的源极作为所述第一开关元件的第一端，所述MOS管Q1的漏极作为所述第一开关元件的第二端。

上述结构中，所述第二开关元件为三极管Q2，所述三极管Q2的基极作为所述第二开关元件的控制端，所述三极管Q2的集电极作为所述第二开关元件的第一端，所述三极管Q2的发射极作为所述第二开关元件的第二端。

本发明实施例的另一目的在于提供一种LED灯具，包括LED控制电路，所述LED灯具还包括与所述LED控制电路的电源端连接的电源保护电路，所述电源保护电路为上述的电源保护电路。

在本发明实施例中，电源保护电路通过采样比较单元将输入的采样电压与设定的基准电压进行比较，当电源电压出现过压或欠压时，采样电压超出了基准电压范围，采样比较单元输出关断控制信号，控制开关控制单元关断电源，从而保护电子产品负载不被损坏，该电源保护电路结构简单、响应速度快、工作稳定可靠。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电源保护电路的结构图；

图2是本发明实施例提供的电源保护电路的示例电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的电源保护电路通过采样比较单元将输入的采样电压与设定的基准电压进行比较，当电源电压出现过压或欠压时，采样电压超出了基准电压范围，采样比较单元输出关断控制信号，控制开关控制单元关断电源，从而保护电子产品负载不被损坏，该电源保护电路结构简单、响应速度快、工作稳定可靠。

图1示出了本发明实施例提供的电源保护电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

电源保护电路包括电源输入单元100、开关控制单元200、基准电压产生单元300以及采样比较单元400。

电源输入单元100的输入端接电源，开关控制单元200的输入端接电源输入单元100的输出端，输出端输出电压，基准电压产生单元300的输入端接电源输入单元100的输出端，采样比较单元400的采样电压输入端接电源输入单元100的输出端、基准电压输入端接基准电压产生单元300的输出端、输出端接开关控制单元200的控制端，当采样比较单元400输出关断控制信号，开关控制单元200关断电源。

图2示出了本发明实施例提供的电源保护电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明一实施例，采样比较单元400包括：第一运放模块401、第二运放模块402、第一基准电压输入模块403、第二基准电压输入模块404、采样电压输入模块405和输出模块406。

第一基准电压输入模块403的输入端接基准电压产生单元300的输出端，第一基准电压输入模块403的输出端接第一运放模块401的反相输入端，第二基准电压输入模块404的输入端接基准电压产生单元300的输出端，第二基准电压输入模块404的输出端接第二运放模块402的正相输入端，第一运放模块401的正相输入端与第二运放模块402的反相输入端连接，第一运放模块401的正相输入端与第二运放模块402的反相输入端同时接采样电压输入模块405的输出端，采样电压输入模块405的输入端接电源输入单元100的输出端，第一运放模块401和第二运放模块402的输出端同时接输出模块406的输入端，输出模块406的输出端接开关控制单元200的控制端。

作为本发明一实施例，第一基准电压输入模块403包括电阻R5和电阻R6，电阻R6的第一端作为第一基准电压输入模块403的输入端，接基准电压产生单元300的输出端，电阻R6的第二端作为第一基准电压输入模块403的输出端，同时接电阻R5的第一端和第一运放模块401的反相输入端，电阻R5的第二端接地。

作为本发明一实施例，第二基准电压输入模块404包括电阻R3和电阻R4，电阻R3的第一端作为第二基准电压输入模块404的输入端，接基准电压产生单元300的输出端，电阻R4的第一端接地，电阻R3的第二端和电阻R4的第二端作为第二基准电压输入模块404的输出端，同时接第二运放模块402的正相输入端。

作为本发明一实施例，采样电压输入模块405包括电阻R1、电阻R2和电容C2，电阻R2和电容C2的第一端同时接地，电阻R2和电容C2的第二端同时接第一运放模块401的正相输入端与第二运放模块402的反相输入端，电阻R1的第一端作为采样电压输入模块405的输入端，接电源输入单元100的输出端，电阻R1的第二端同时接第一运放模块401的正相输入端与第二运放模块402的反相输入端。

输出模块406包括二极管D1和二极管D2，二极管D1的阳极接第一运放模块401的输出端，二极管D2的阳极接第二运放模块402的输出端，二极管D1和二极管D2的阴极作为输出模块406的输出端，同时接开关控制单元200的控制端。

作为本发明一实施例，电源输入单元100包括：

整流模块101以及滤波元件102；

整流模块101的输入端接电源，整流模块101的输出端通过滤波元件102接开关控制单元200的输入端，整流模块101的输出端同时接基准电压产生单元300的输入端和采样电压输入模块405的输入端。作为本发明一实施例，整流模块101为整流桥BR1，滤波元件102采用电容C1。电源输入单元100为负载提供电源，由于电源输入单元100中有整流模块101的存在，电源既可以是交流电源，也可以是直流电源；且接入直流电源时可以不分正负极性。

作为本发明一实施例，基准电压产生单元300包括稳压管ZD1和电阻R11，电阻R11的第一端作为基准电压产生单元300的输入端，接整流模块101的输出端，电阻R11的第二端作为基准电压产生单元300的输出端，同时接第一基准电压输入模块403和第二基准电压输入模块404的输入端，稳压管ZD1的阳极接地，稳压管ZD1的阴极接电阻R11的第二端。

作为本发明一实施例，开关控制单元200包括：

第一开关元件201和第二开关元件202；

第一开关元件201的第一端作为开关控制单元200的输入端，第一开关元件201的第一端接滤波元件102，第一开关元件201的第二端作为开关控制单元200的输出端，第一开关元件201的控制端接第二开关元件202的第一端，第二开关元件202的控制端接输出模块406的输出端，第二开关元件202的第二端接地。第一开关元件201和第二开关元件202可以为MOS管、三极管等任何起开关作用的元器件。

作为本发明一实施例，第一开关元件201为MOS管Q1，MOS管Q1的栅极作为第一开关元件201的控制端，MOS管Q1的源极作为第一开关元件201的第一端，MOS管Q1的漏极作为第一开关元件201的第二端。

作为本发明一实施例，第二开关元件202为三极管Q2，三极管Q2的基极作为第二开关元件202的控制端，三极管Q2的集电极作为第二开关元件202的第一端，三极管Q2的发射极作为所述第二开关元件202的第二端。

作为本发明一实施例，开关控制单元200还包括电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10，其中，电阻R7连接在三极管Q2的基极和输出模块406的输出端之间，电阻R8的第一端接三极管Q2的基极，电阻R8的第二端接地，电阻R9的第一端接三极管Q2的集电极，电阻R9的第二端接基准电压产生单元300的输出端，电阻R10的第一端接MOS管Q1的源极，电阻R10的第二端接MOS管Q1的栅极。

本发明实施例还提供一种LED灯具，包括LED控制电路，LED灯具还包括与LED控制电路的电源端连接的电源保护电路，电源保护电路为上述的电源保护电路。

下面以LED灯具为例说明电源保护电路的工作原理：

在本发明实施例中，采样电压输入模块405中采样电压Vsample取自电源输入单元100整流后的输出电压，采样电压Vsample经电阻R1和电阻R2进行分压后进入由双运放(第一运放模块401和第二运放模块402)组成的带宽电压比较器中，第一基准电压的值应该大于第二基准电压的值，例如，第一基准电压为12V，第二基准电压为7V；

当电源电压没有出现过压或欠压时，采样电压Vsample在7V至12V之间，输出模块406输出高电平，开关控制单元200中的三极管Q2导通，使MOS管Q1的栅极为低电平，即MOS管Q1的栅源极之间的电压小于零，MOS管Q1导通，LED控制电路处于通电状态；

当电源电压出现过压或欠压时，采样电压Vsample高于12V或者低于7V，输出模块406输出低电平，开关控制单元200中的三极管Q2和MOS管Q1均截止，LED控制电路的供电电源被切断，LED控制电路处于保护状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电源保护电路，其特征在于，所述电源保护电路包括：

电源输入单元，其输入端接电源；

开关控制单元，其输入端接所述电源输入单元的输出端，所述开关控制单元的输出端输出电压；

基准电压产生单元，其输入端接所述电源输入单元的输出端；

采样比较单元，其采样电压输入端接所述电源输入单元的输出端、基准电压输入端接所述基准电压产生单元的输出端、输出端接所述开关控制单元的控制端，当所述采样比较单元输出关断控制信号，所述开关控制单元关断电源；

所述采样比较单元包括：第一运放模块、第二运放模块、第一基准电压输入模块、第二基准电压输入模块、采样电压输入模块和输出模块；

所述第一基准电压输入模块的输入端接所述基准电压产生单元的输出端，所述第一基准电压输入模块的输出端接所述第一运放模块的反相输入端，所述第二基准电压输入模块的输入端接所述基准电压产生单元的输出端，所述第二基准电压输入模块的输出端接所述第二运放模块的正相输入端，所述第一运放模块的正相输入端与所述第二运放模块的反相输入端连接，所述第一运放模块的正相输入端与所述第二运放模块的反相输入端同时接所述采样电压输入模块的输出端，所述采样电压输入模块的输入端接所述电源输入单元的输出端，所述第一运放模块和第二运放模块的输出端同时接所述输出模块的输入端，所述输出模块的输出端接所述开关控制单元的控制端；

所述基准电压产生单元包括稳压管和电阻R11，所述电阻R11的第一端作为所述基准电压产生单元的输入端，所述电阻R11的第二端作为所述基准电压产生单元的输出端，所述稳压管的阳极接地，所述稳压管的阴极接所述电阻R11的第二端；

所述输出模块包括二极管D1和二极管D2，所述二极管D1的阳极接所述第一运放模块的输出端，所述二极管D2的阳极接所述第二运放模块的输出端，所述二极管D1和二极管D2的阴极同时接所述开关控制单元的控制端。

2.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述电源输入单元包括：

整流模块以及滤波元件；

所述整流模块的输入端接所述电源，所述整流模块的输出端通过所述滤波元件接所述开关控制单元的输入端，所述整流模块的输出端同时接所述基准电压产生单元的输入端和采样电压输入模块的输入端。

3.如权利要求2所述的电源保护电路，其特征在于，所述开关控制单元包括：

第一开关元件和第二开关元件；

所述第一开关元件的第一端作为所述开关控制单元的输入端，所述第一开关元件的第一端接所述滤波元件，所述第一开关元件的第二端作为所述开关控制单元的输出端，所述第一开关元件的控制端接所述第二开关元件的第一端，所述第二开关元件的控制端接所述输出模块的输出端，所述第二开关元件的第二端接地。

4.如权利要求3所述的电源保护电路，其特征在于，所述第一开关元件为MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极作为所述第一开关元件的控制端，所述MOS管Q1的源极作为所述第一开关元件的第一端，所述MOS管Q1的漏极作为所述第一开关元件的第二端。

5.如权利要求3所述的电源保护电路，其特征在于，所述第二开关元件为三极管Q2，所述三极管Q2的基极作为所述第二开关元件的控制端，所述三极管Q2的集电极作为所述第二开关元件的第一端，所述三极管Q2的发射极作为所述第二开关元件的第二端。

6.一种LED灯具，包括LED控制电路，其特征在于，所述LED灯具还包括与所述LED控制电路的电源端连接的电源保护电路，所述电源保护电路为权利要求1-5任一项所述的电源保护电路。

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