CN102288808A - 一种led过电流检测电路及一种led驱动控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED过电流检测电路和一种LED驱动控制电路，检测电路包括：第一采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、限流电阻、第一稳压二极管和三极管；第一采样电阻的一端分别与升压/降压电路的输出端和第一分压电阻的一端连接，第一采样电阻的另一端与LED灯串的阳极连接；第一分压电阻的另一端分别与三极管的发射极和第一稳压二极管的阴极连接，第一稳压二极管的阳极和三极管的集电极分别通过第二分压电阻接地；三极管的基极通过限流电阻与LED灯串的阳极连接；三极管的集电极和第二分压电阻的连接点为过电流检测点。本发明能起到很好的保护作用，有效避免系统的炸机起明火故障，既节约了开发成本，又能提高系统的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED过电流检测电路及一种LED驱动控制电路。
背景技术
如图1，现有技术的LED驱动控制电路一般包括开关电源、次级整流单元、电压反馈单元、升压/降压电路和恒流电路，开关电源的输入端接交流电源，开关电源的输出端通过次级整流单元与升压/降压电路的输入端连接，次级整流单元的输出端通过电压反馈单元与开关电源的反馈端连接，升压/降压电路的输出端与LED灯串的阳极连接，LED灯串的阴极通过恒流电路与升压/降压电路的反馈端连接。升压/降压电路和恒流电路组成LED驱动电路，驱动LED灯串。
开关电源对交流电源进行AC-DC转换，次级整流单元对开关电源的输出电压进行整流处理，电压反馈单元实现次级整流单元输出的电压稳定，整流处理后的电压再经过升压/降压电路的升压或降压处理后对LED灯串供电，恒流电路实现LED灯串的电流稳定。
在LED灯串阳极对地短路、阴极对地短路或者阴极和阳极短路的故障情况下，会导致高压mos，造成二极管、电感等一些器件的损坏，还会导致LED驱动连接线因为电流太大而烧毁，产生明火存在火烧机的安全隐患。
目前已有的解决方法，一是在开关电源的输入端和交流电源之间加入保险丝；二是在开关电源的输入端和交流电源之间增加过流保护电路。但每次故障，保险丝都要更换，而且保险丝的规格限制的是对过电流大小的控制；依靠前级增加的过流保护电路，则要求前级有足够灵敏的过流保护电路，否则如果反应速度慢，都会致使器件损坏，同时前级都会因为负载状态不同过电流的保护点也会变化，这样会导致保护机制的不可靠。
发明内容
本发明提供了一种LED过电流检测电路及一种LED驱动控制电路，能起到很好的保护作用，有效避免系统的炸机起明火故障，既节约了开发成本，又能提高系统的安全性。
本发明的技术方案是：
一种LED过电流检测电路，包括：第一采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、限流电阻、第一稳压二极管和三极管；
第一采样电阻的一端分别与升压/降压电路的输出端和第一分压电阻的一端连接，第一采样电阻的另一端与LED灯串的阳极连接；第一分压电阻的另一端分别与三极管的发射极和第一稳压二极管的阴极连接，第一稳压二极管的阳极和三极管的集电极分别通过第二分压电阻接地；三极管的基极通过限流电阻与LED灯串的阳极连接；三极管的集电极和第二分压电阻的连接点为过电流检测点。
一种LED驱动控制电路，包括开关电源、次级整流单元、电压反馈单元、升压/降压电路、恒流电路，开关电源的输入端接交流电源，开关电源的输出端通过次级整流单元接升压/降压电路的输入端，升压/降压电路的输出端接LED灯串的阳极，LED灯串的阴极通过恒流电路与升压/降压电路的反馈端连接，次级整流单元的输出端通过电压反馈单元与开关电源的反馈端连接；
还包括：LED过电流检测电路和控制器，LED过电流检测电路包括第一采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、限流电阻、第一稳压二极管和三极管；
第一采样电阻的一端分别与升压/降压电路的输出端和第一分压电阻的一端连接，第一采样电阻的另一端与LED灯串的阳极连接；第一分压电阻的另一端分别与三极管的发射极和第一稳压二极管的阴极连接，第一稳压二极管的阳极和三极管的集电极分别通过第二分压电阻接地；三极管的基极通过限流电阻与LED灯串的阳极连接；三极管的集电极和第二分压电阻的连接点为过电流检测点，该过电流检测点与控制器的输入端连接，控制器的输出端与开关电源或升压/降压电路的控制端连接。
本发明的LED过电流检测电路连接在升压/降压电路的输出端和LED灯串的阳极之间，将三极管的集电极和第二分压电阻的连接点作为过电流检测点，对该过电流检测点的电压变化进行检测即可判断出有无故障，灵敏度比较高，能起到很好的保护作用，有效避免系统的炸机起明火故障，既节约了开发成本，又能提高系统的安全性。
附图说明
图1是现有技术的LED驱动控制电路的结构原理图；
图2是本发明的LED过电流检测电路在一实施例中的电路原理图；
图3是本发明的LED过电流检测电路在又一实施例中的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例做一详细的阐述。
本发明的LED过电流检测电路，如图2，连接在现有的LED驱动控制电路中的升压/降压电路的输出端和LED灯串的阳极之间，其包括：第一采样电阻R1、第一分压电阻R5、第二分压电阻R8、限流电阻R6、第一稳压二极管ZD1和三极管Q1；
第一采样电阻R1的一端分别与升压/降压电路的输出端A和第一分压电阻R5的一端连接，第一采样电阻R1的另一端与LED灯串的阳极B连接；第一分压电阻R5的另一端分别与三极管Q1的发射极和第一稳压二极管ZD1的阴极连接，第一稳压二极管ZD1的阳极和三极管Q1的集电极分别通过第二分压电阻R8接地；三极管Q1的基极通过限流电阻R6与LED灯串的阳极B连接；三极管Q1的集电极和第二分压电阻R8的连接点为过电流检测点C。
在LED驱动正常工作状态时，有毫安级别的电流流过第一采样电阻R1，该采样电阻可以是贴片电阻，升压/降压电路的输出端A的电压使得第一稳压二极管ZD1导通，三极管Q1的基极与发射极压差小于0.7V，三极管Q1截止，流过第一分压电阻R5、第二分压电阻R8的电流产生一个高电平电压，此时，过电流检测点处C的电压：
V1≈R8/(R5+R8)*(Vout-Vzd1)，其中Vout为升压/降压电路的输出端A的电压，Vzd1为第一稳压二极管ZD1上的电压，V1为过电流检测点处C的电压；
当LED灯串的阳极对地短路、阴极对地短路或阳极和阴极短路时，流过第一采样电阻R1的电流增大，三极管Q1的发射极电压上升至大于基极电压0.7V，三极管Q1导通，则第一稳压二极管ZD1被短路，此时
V1≈R8/(R5+R8)*Vout；
可见，过电流检测点处C的电压V1，在正常状态和故障状态下会有变化，即可将该电压V1作为电流故障时的检测信号，用来控制开关电源或升压/降压电路停止工作，保护LED灯串和电路元器件，灵敏度比较高，能起到很好的保护作用，有效避免系统的炸机起明火故障，既节约了开发成本，又能提高系统的安全性。
在一较优实施例中，为了保护第一采样电阻R1，如图3，本发明的LED过电流检测电路还包括第二稳压二极管ZD2，该第二稳压二极管ZD2的阳极与LED灯串的阳极B连接，第二稳压二极管ZD2的阴极与升压/降压电路的输出端A连接。在故障状态下，流经第一采样电阻R1的电流增大，第一采样电阻R1上产生的电压增大，第二稳压二极管ZD2导通，第一采样电阻R1两端的电压被嵌位在第二稳压二极管ZD2的电压，保护了第一采样电阻R1。
在一较优实施例中，为了将能量分散，如图3，本发明的LED过电流检测电路还包括第二采样电阻R2、第三采样电阻R 3和第四采样电阻R4，第二采样电阻R2的一端与LED灯串的阳极B连接，另一端通过第一采样电阻R1与升压/降压电路的输出端A连接；第三采样电阻R3的一端与升压/降压电路的输出端A连接，另一端通过第四采样电阻R4与LED灯串的阳极B连接。
在一较优实施例中，为了对电路进行滤波，避免干扰电路的正常工作，如图3，本发明的LED过电流检测电路还包括第一滤波电容C1，连接在三极管Q1的发射极和LED灯串的阳极B之间。
另外，如图3，本发明的LED过电流检测电路还包括第三分压电阻R7和第二滤波电容C2，第三分压电阻R7的一端与第一稳压二极管ZD1的阳极和三极管Q1的集电极的连接点连接，另一端通过第二分压电阻R8接地；第三分压电阻R7和三极管Q1的集电极的连接点通过第二滤波电容C2接地；第二分压电阻R8和第三分压电阻R7的连接点为过电流检测点C。
此时第二滤波电容C2起到滤波作用，避免干扰电路正常工作；通过加入第三分压电阻R7，可以进一步的提高过电流检测点C的灵敏度；该种情况下，在LED驱动正常工作状态时，过电流检测点C的电压：
V1≈R8/(R5+R7+R8)*(Vout-Vzd1)；
当LED灯串的阳极对地短路时，V1≈R8/(R5+R7+R8)*Vout。
本发明还揭示了一种LED驱动控制电路，其包括开关电源、次级整流单元、电压反馈单元、升压/降压电路、恒流电路和LED过电流检测电路、控制器，开关电源的输入端接交流电源，开关电源的输出端通过次级整流单元接升压/降压电路的输入端，升压/降压电路的输出端通过LED过电流检测电路接LED灯串的阳极，LED灯串的阴极通过恒流电路与升压/降压电路的反馈端连接，次级整流单元的输出端通过电压反馈单元与开关电源的反馈端连接；
其中，如图2，LED过电流检测电路包括：第一采样电阻R1、第一分压电阻R5、第二分压电阻R8、限流电阻R6、第一稳压二极管ZD1和三极管Q1；
第一采样电阻R1的一端分别与升压/降压电路的输出端A和第一分压电阻R5的一端连接，第一采样电阻R1的另一端与LED灯串的阳极B连接；第一分压电阻R5的另一端分别与三极管Q1的发射极和第一稳压二极管ZD1的阴极连接，第一稳压二极管ZD1的阳极和三极管Q1的集电极分别通过第二分压电阻R8接地；三极管Q1的基极通过限流电阻R6与LED灯串的阳极B连接；三极管Q1的集电极和第二分压电阻R8的连接点为过电流检测点C。该过电流检测点C与控制器的输入端连接，控制器的输出端与开关电源或升压/降压电路的控制端连接。
该LED过电流检测电路与上述的LED过电流检测电路的工作原理相同，控制器根据过电流检测点C处的电压变化信号即可判断有无故障，在故障状态下控制开关电源或升压/降压电路停止工作，保护LED灯串和电路元器件。或者在开关电源的输入端和交流电源之间连接一个控制开关，控制器控制该控制开关的关断即可保护LED灯串和电路元器件。
在一较优实施例中，为了保护第一采样电阻R1，如图3，LED过电流检测电路还包括第二稳压二极管ZD2，该第二稳压二极管ZD2的阳极与LED灯串的阳极B连接，第二稳压二极管ZD2的阴极与升压/降压电路的输出端A连接。在故障状态下，流经第一采样电阻R1的电流增大，第一采样电阻R1上产生的电压增大，第二稳压二极管ZD2导通，第一采样电阻R1两端的电压被嵌位在第二稳压二极管ZD2的电压，保护了第一采样电阻R1。
在一较优实施例中，为了将能量分散，如图3，LED过电流检测电路还包括第二采样电阻R2、第三采样电阻R3和第四采样电阻R4，第二采样电阻R2的一端与LED灯串的阳极B连接，另一端通过第一采样电阻R1与升压/降压电路的输出端A连接；第三采样电阻R3的一端与升压/降压电路的输出端A连接，另一端通过第四采样电阻R4与LED灯串的阳极B连接。
在一较优实施例中，为了对电路进行滤波，避免干扰电路的正常工作，如图3，LED过电流检测电路还包括第一滤波电容C1，连接在三极管Q1的发射极和LED灯串的阳极B之间。
另外，如图3，LED过电流检测电路还包括第三分压电阻R7和第二滤波电容C2，第三分压电阻R7的一端与第一稳压二极管ZD1的阳极和三极管Q1的集电极的连接点连接，另一端通过第二分压电阻R8接地；第三分压电阻R7和三极管Q1的集电极的连接点通过第二滤波电容C2接地；第二分压电阻R8和第三分压电阻R7的连接点为过电流检测点C。
此时第二滤波电容C2起到滤波作用，避免干扰电路正常工作；通过加入第三分压电阻R7，可以进一步的提高过电流检测点C的灵敏度。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED过电流检测电路，其特征在于，包括：第一采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、限流电阻、第一稳压二极管和三极管；
第一采样电阻的一端分别与升压/降压电路的输出端和第一分压电阻的一端连接，第一采样电阻的另一端与LED灯串的阳极连接；第一分压电阻的另一端分别与三极管的发射极和第一稳压二极管的阴极连接，第一稳压二极管的阳极和三极管的集电极分别通过第二分压电阻接地；三极管的基极通过限流电阻与LED灯串的阳极连接；三极管的集电极和第二分压电阻的连接点为过电流检测点。
2.根据权利要求1所述的LED过电流检测电路，其特征在于：还包括第二稳压二极管，该第二稳压二极管的阳极与LED灯串的阳极连接，第二稳压二极管的阴极与升压/降压电路的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的LED过电流检测电路，其特征在于：还包括第二采样电阻、第三采样电阻和第四采样电阻，第二采样电阻的一端与LED灯串的阳极连接，另一端通过第一采样电阻与升压/降压电路的输出端连接；第三采样电阻的一端与升压/降压电路的输出端连接，另一端通过第四采样电阻与LED灯串的阳极连接。
4.根据权利要求3所述的LED过电流检测电路，其特征在于：还包括第一滤波电容，连接在三极管的发射极和LED灯串的阳极之间。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的LED过电流检测电路，其特征在于：还包括第三分压电阻和第二滤波电容，第三分压电阻的一端与第一稳压二极管的阳极和三极管的集电极的连接点连接，另一端通过第二分压电阻接地；第三分压电阻和三极管的集电极的连接点通过第二滤波电容接地；第二分压电阻和第三分压电阻的连接点为过电流检测点。
6.一种LED驱动控制电路，包括开关电源、次级整流单元、电压反馈单元、升压/降压电路、恒流电路，开关电源的输入端接交流电源，开关电源的输出端通过次级整流单元接升压/降压电路的输入端，升压/降压电路的输出端接LED灯串的阳极，LED灯串的阴极通过恒流电路与升压/降压电路的反馈端连接，次级整流单元的输出端通过电压反馈单元与开关电源的反馈端连接；
其特征在于，还包括：LED过电流检测电路和控制器，LED过电流检测电路包括第一采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、限流电阻、第一稳压二极管和三极管；
第一采样电阻的一端分别与升压/降压电路的输出端和第一分压电阻的一端连接，第一采样电阻的另一端与LED灯串的阳极连接；第一分压电阻的另一端分别与三极管的发射极和第一稳压二极管的阴极连接，第一稳压二极管的阳极和三极管的集电极分别通过第二分压电阻接地；三极管的基极通过限流电阻与LED灯串的阳极连接；三极管的集电极和第二分压电阻的连接点为过电流检测点，该过电流检测点与控制器的输入端连接，控制器的输出端与开关电源或升压/降压电路的控制端连接。
7.根据权利要求6所述的LED驱动控制电路，其特征在于：LED过电流检测电路还包括第二稳压二极管，该第二稳压二极管的阳极与LED灯串的阳极连接，第二稳压二极管的阴极与升压/降压电路的输出端连接。
8.根据权利要求7所述的LED驱动控制电路，其特征在于：LED过电流检测电路还包括第二采样电阻、第三采样电阻和第四采样电阻，第二采样电阻的一端与LED灯串的阳极连接，另一端通过第一采样电阻与升压/降压电路的输出端连接；第三采样电阻的一端与升压/降压电路的输出端连接，另一端通过第四采样电阻与LED灯串的阳极连接。
9.根据权利要求8所述的LED驱动控制电路，其特征在于：LED过电流检测电路还包括第一滤波电容，连接在三极管的发射极和LED灯串的阳极之间。
10.根据权利要求6至9任一权利要求所述的LED驱动控制电路，其特征在于：LED过电流检测电路还包括第三分压电阻和第二滤波电容，第三分压电阻的一端与第一稳压二极管的阳极和三极管的集电极的连接点连接，另一端通过第二分压电阻接地；第三分压电阻和三极管的集电极的连接点通过第二滤波电容接地；第二分压电阻和第三分压电阻的连接点为过电流检测点。
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