CN101867168B - 一种电源保护电路及led灯具 - Google Patents
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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。电源保护电路包括整流滤波单元、开关控制单元、低压采样比较单元以及高压采样比较单元。在本发明实施例中，电源保护电路通过低压采样比较单元或高压采样比较单元将采样直流电电压与设定的基准电压进行比较，当电源电压出现欠压或过压时，采样直流电电压超出了基准电压范围，低压采样比较单元或高压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
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：
整流滤波单元，其输入端接电源并输出直流电；
开关控制单元，其接入所述整流滤波单元输出的直流电，并输出电压控制信号；
低压采样比较单元，其对所述整流滤波单元输出的直流电电压进行采样，当整流滤波单元输出的直流电电压小于所述低压采样比较单元设定的基准电压时，所述低压采样比较单元输出关断控制信号给所述开关控制单元，所述开关控制单元关断电源；以及
高压采样比较单元，其对所述整流滤波单元输出的直流电电压进行采样，当整流滤波单元输出的直流电电压大于所述高压采样比较单元设定的基准电压时，所述高压采样比较单元输出关断控制信号给所述开关控制单元，所述开关控制单元关断电源。
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灯具还包括上述的电源保护电路，所述电源保护电路的开关控制单元的输出端接所述LED控制电路的电源端。
在本发明实施例中，电源保护电路通过低压采样比较单元或高压采样比较单元将采样直流电电压与设定的基准电压进行比较，当电源电压出现欠压或过压时，采样直流电电压超出了基准电压范围，低压采样比较单元或高压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低压采样比较单元或高压采样比较单元将采样直流电电压与设定的基准电压进行比较，当电源电压出现欠压或过压时，采样直流电电压超出了基准电压范围，低压采样比较单元或高压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。
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。
电源保护电路包括输入端接电源的整流滤波单元100、开关控制单元200、低压采样比较单元300以及高压采样比较单元400；
整流滤波单元100的输入端接电源并输出直流电；
开关控制单元200接入整流滤波单元100输出的直流电，并输出电压控制信号；
低压采样比较单元300对整流滤波单元100输出的直流电电压进行采样，当整流滤波单元100输出的直流电电压小于低压采样比较单元300设定的基准电压时，低压采样比较单元300输出关断控制信号给开关控制单元200，开关控制单元200关断电源；
高压采样比较单元400对整流滤波单元100输出的直流电电压进行采样，当整流滤波单元100输出的直流电电压大于高压采样比较单元400设定的基准电压时，高压采样比较单元400输出关断控制信号给开关控制单元200，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，整流滤波单元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的输出端接开关控制单元200，整流模块101与开关控制单元200的连接点通过滤波元件102接地。
作为本发明一实施例，整流模块101采用整流桥BR1，滤波元件102采用滤波电容C1。
整流滤波单元100为负载提供电源，由于整流滤波单元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，低压采样比较单元300包括：
采样滤波电阻R1、滤波电容C2和第一比较元件301；
采样滤波电阻R1的一端接整流滤波单元100输出的直流电，采样滤波电阻R1的另一端接第一比较元件301的输入端，第一比较元件301的输出端接开关控制单元200，采样滤波电阻R1与第一比较元件301的连接点通过滤波电容C2接地。
作为本发明一实施例，第一比较元件301为稳压二极管D1，稳压二极管D1的阴极作为第一比较元件301的输入端，稳压二极管D1的阳极作为第一比较元件301的输出端。
作为本发明一实施例，高压采样比较单元400包括：
采样滤波电阻R2、滤波电容C3、第二比较元件401、分压电阻R4以及第一开关元件402；
采样滤波电阻R2的一端接整流滤波单元100输出的直流电，采样滤波电阻R2的另一端接第二比较元件401的输入端，采样滤波电阻R2与第二比较元件401的连接点通过滤波电容C3接地，第二比较元件401的输出端接第一开关元件402的控制端，且第二比较元件401的输出端通过分压电阻R4接第一开关元件402的第二端并接地，第一开关元件402的第一端接开关控制单元200。
作为本发明一实施例，第二比较元件401为稳压二极管D2，稳压二极管D2的阴极作为第二比较元件401的输入端，稳压二极管D2的阳极作为第二比较元件401的输出端；第一开关元件402为三极管Q4，三极管Q4的基极作为第一开关元件402的控制端，三极管Q4的集电极作为第一开关元件402的第一端，三极管Q4的发射极作为第一开关元件402的第二端。
作为本发明一实施例，开关控制单元200包括：
第二开关元件201、第三开关元件202、分压二极管D3、分压电阻R3和分压电阻R5；
第二开关元件201的第一端接整流滤波单元100输出的直流电，第二开关元件201的第二端输出电压控制信号，第二开关元件201的控制端通过分压电阻R5接第二开关元件201的第一端，第二开关元件201的控制端还连接至第三开关元件202的第一端，第三开关元件202的控制端接分压二极管D3的阴极，第三开关元件202与分压二极管D3的连接点通过分压电阻R3接第三开关元件202的第二端并接地，分压二极管D3的阳极接低压采样比较单元300和高压采样比较单元400。
作为本发明一实施例，第二开关元件201为MOS管Q1，MOS管Q1的源极作为第二开关元件201的第一端，MOS管Q1的漏极作为第二开关元件201的第二端，MOS管Q1的栅极作为第二开关元件201的控制端。
作为本发明一实施例，第三开关元件202为三极管Q3，三极管Q3的集电极作为第三开关元件202的第一端，三极管Q3的发射极作为第三开关元件202的第二端，三极管Q3的基极作为第三开关元件202的控制端。
本发明一实施例还提供一种LED灯具，包括LED控制电路，LED灯具还包括上述的电源保护电路，电源保护电路的开关控制单元200的输出端接所LED控制电路的电源端。
下面以LED灯具为例说明电源保护电路的工作原理：
低压采样比较单元300的工作原理：采样滤波电阻R1采样的直流电电压Vcc取自整流后的输入电源，直流电电压Vcc经采样滤波电阻R1、滤波电容C2滤波后，当电压小于稳压二极管D1的击穿电压值、分压二极管D3的导通电压以及三极管Q3的Vbe之和时，三极管Q3将截止，MOS管Q1不能达到其导通的条件：VGS(th)＜0，从而实现低压保护。如果设定电路的最低工作电压为14V，则选用稳压二极管D1为5.6V，分压二极管D3选IN4148，可以设置流过采样滤波电阻R1的电流为2mA，三极管Q3的基极电流Ib也为2mA，可以使三极管Q3进入饱和导通状态，那么采样滤波电阻R1的电阻值为(14-5.6-0.7-0.7)/2＝3.5KΩ，这样可实现直流电电压Vcc大于14V时，电路正常工作，低于14V时进入低压保护状态。
高压采样比较单元400的工作原理：直流电电压Vcc经采样滤波电阻R2、滤波电容C3滤波后，当电压能击穿稳压二极管D2并使三极管Q4导通，从而使A点的电压拉低至约0.3V，使三极管Q3截止，MOS管Q1不能达到其导通的条件：VGS(th)＜0，从而实现高压保护。
在本发明实施例中，电源保护电路通过低压采样比较单元或高压采样比较单元将采样直流电电压与设定的基准电压进行比较，当电源电压出现欠压或过压时，采样直流电电压超出了基准电压范围，低压采样比较单元或高压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。
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 (7)
1.一种电源保护电路，其特征在于，所述电源保护电路包括：
整流滤波单元，其输入端接电源并输出直流电；
开关控制单元，其接入所述整流滤波单元输出的直流电，并输出电压控制信号；
低压采样比较单元，其对所述整流滤波单元输出的直流电电压进行采样，当整流滤波单元输出的直流电电压小于所述低压采样比较单元设定的基准电压时，所述低压采样比较单元输出关断控制信号给所述开关控制单元，所述开关控制单元关断电源；以及
高压采样比较单元，其对所述整流滤波单元输出的直流电电压进行采样，当整流滤波单元输出的直流电电压大于所述高压采样比较单元设定的基准电压时，所述高压采样比较单元输出关断控制信号给所述开关控制单元，所述开关控制单元关断电源；
所述开关控制单元包括：
第二开关元件、第三开关元件、分压二极管D3、分压电阻R3和分压电阻R5；
所述第二开关元件的第一端接所述整流滤波单元输出的直流电，所述第二开关元件的第二端输出电压控制信号，所述第二开关元件的控制端通过分压电阻R5接第二开关元件的第一端，所述第二开关元件的控制端还连接至第三开关元件的第一端，所述第三开关元件的控制端接分压二极管D3的阴极，所述第三开关元件与分压二极管D3的连接点通过分压电阻R3接所述第三开关元件的第二端并接地，所述分压二极管D3的阳极接所述低压采样比较单元和高压采样比较单元；
所述第二开关元件为MOS管Q1，所述MOS管Q1的源极作为第二开关元件的第一端，所述MOS管Q1的漏极作为第二开关元件的第二端，所述MOS管Q1的栅极作为第二开关元件的控制端；
所述第三开关元件为三极管Q3，所述三极管Q3的集电极作为第三开关元件的第一端，所述三极管Q3的发射极作为第三开关元件的第二端，所述三极管Q3的基极作为第三开关元件的控制端。
2.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述整流滤波单元包括：
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接所述开关控制单元，所述整流模块与开关控制单元的连接点通过滤波元件接地。
3.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述低压采样比较单元包括：
采样滤波电阻R1、滤波电容C2和第一比较元件；
所述采样滤波电阻R1的一端接所述整流滤波单元输出的直流电，所述采样滤波电阻R1的另一端接第一比较元件的输入端，所述第一比较元件的输出端接所述开关控制单元，所述采样滤波电阻R1与第一比较元件的连接点通过滤波电容C2接地。
4.如权利要求3所述的电源保护电路，其特征在于，所述第一比较元件为稳压二极管D1，所述稳压二极管D1的阴极作为第一比较元件的输入端，所述稳压二极管D1的阳极作为第一比较元件的输出端。
5.如权利要求1所述的电源保护电路，其特征在于，所述高压采样比较单元包括：
采样滤波电阻R2、滤波电容C3、第二比较元件、分压电阻R4以及第一开关元件；
所述采样滤波电阻R2的一端接所述整流滤波单元输出的直流电，所述采样滤波电阻R2的另一端接第二比较元件的输入端，所述采样滤波电阻R2与第二比较元件的连接点通过滤波电容C3接地，所述第二比较元件的输出端接所述第一开关元件的控制端，且所述第二比较元件的输出端通过分压电阻R4接所述第一开关元件的第二端并接地，所述第一开关元件的第一端接所述开关控制单元。
6.如权利要求5所述的电源保护电路，其特征在于，所述第二比较元件为稳压二极管D2，所述稳压二极管D2的阴极作为第二比较元件的输入端，所述稳压二极管D2的阳极作为第二比较元件的输出端；所述第一开关元件为三极管Q4，所述三极管Q4的基极作为第一开关元件的控制端，所述三极管Q4的集电极作为第一开关元件的第一端，所述三极管Q4的发射极作为第一开关元件的第二端。
7.一种LED灯具，包括LED控制电路，其特征在于，所述LED灯具还包括如权利要求1-6任一项所述的电源保护电路，所述电源保护电路的开关控制单元的输出端接所述LED控制电路的电源端。
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