CN102651929B - 一种led驱动短路保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED驱动短路保护电路,包括电源反接单元、储能滤波单元、恒流控制单元、输出镇流单元以及采样保护单元。其中,防电源反接单元与电源连接;储能滤波单元与防电源反接单元电连接,恒流控制单元与储能滤波单元电连接,输出镇流单元与恒流控制单元电连接,采样保护单元分别与LED和恒流控制单元电连接。本发明提供的LED驱动短路保护电路,通过在电源输出端设置采样保护单元,解决的恒流输出电路的短路保护问题;同时,此保护电路设计简单,并可降低电能的浪费,可适用于任一种电路的短路保护。

Description

—种LED驱动短路保护电路
技术领域
[0001] 本发明涉及一种LED驱动短路保护电路,尤其是涉及一种LED恒流驱动的短路保护电路。
背景技术
[0002] LED作为新型光源,它有着节能、环保、高效的特点,正被应用于各个领域广泛使用,随之也出现了各种各样的LED驱动电路。但是,就LED驱动电路而言,一般存在因操纵不当,出现电源反接而烧坏电子元器件的现象;为此,大多数LED驱动电路基本上都设有短路保护电路。然而,现有短路保护电路都是采用电流采样的方式,当输出电流过大时电路进行保护,关断输出。但在恒流输出的电路中,负载短路时与正常工作的电流是一样的,电路就不能进行保护,造成电能的浪费。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种LED驱动短路保护电路,其可以解决恒流输出电路的短路保护问题,并可减少电能的浪费。
[0004] 本发明的技术方案如下:
[0005] 一种LED驱动短路保护电路,包括防电源反接单元、储能滤波单元、恒流控制单元、输出镇流单元以及采样保护单元;其中,
[0006] 所述防电源反接单元与电源连接;
[0007] 所述储能滤波单元与所述防电源反接单元电连接,用于滤除防电源反接单元输出电源中的电磁干扰并在电源断电时提供瞬间电源;
[0008] 所述恒流控制单元与所述储能滤波单元电连接,用于将储能滤波单元输出的电源进行协调、控制后为LED提供恒定的电流;
[0009] 所述输出镇流单元与所述恒流控制单元电连接;用于将恒流控制单元电输出的恒流电源进行镇流处理,为LED提供稳定的电压;以及
[0010] 所述采样保护单元分别与LED和恒流控制单元电连接,该采样保护单元采取LED输出的电流输送至所述恒流控制单元。
[0011] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述防电源反接单元包括MOS管Q1、第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2;所述第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2串联连接后并联连接在该保护电路的正极和负极之间,且所述第一限流电阻Rl的另一端与该保护电路的正极电连接;所述MOS管Ql的栅极与第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2的连接点电连接,所述MOS管Ql的漏极和源极串联连接在该保护电路的负极上,且源极接电源负极。
[0012] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述储能滤波单元包括第一储能滤波电容Cl和高频滤波电容C2 ;所述储能滤波电容Cl和高频滤波电容C2并联连接在该保护电路的正极和地之间。
[0013] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述恒流控制单元包括恒流控制芯片U1、分压支路、差放补充支路、PWM频率振荡支路、电流采样电阻R12以及自举电容C9 ;所述恒流控制芯片Ul的使能脚EN通过所述分压支路与该保护电路的正极电连接,所述恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP通过所述差放补充支路接地,所述恒流控制芯片Ul的PWM针振脚FRIQ通过所述PWM频率振荡支路接地,所述恒流控制芯片Ul的驱动脚BST通过所述自举电容C9与该保护电路的正极电连接,且连接点与所述输出镇流单元电连接,所述恒流控制芯片Ul的工作电源脚VCC与该保护电路的正极连接,所述恒流控制芯片Ul的输出开关脚SW与该保护电路的正极电连接;所述恒流控制芯片Ul的反馈脚FB与LED的负极连接,且连接点通过电流采样电阻Rl2接地。
[0014] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述分压支路包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4 ;所述第一分压电阻R3和第二分压电阻R4串联连接,且连接点与所述恒流控制芯片Ul的使能脚EN电连接,所述第一分压电阻R3的另一端接该保护电路的正极,所述第二分压电阻R4的另一端接地。
[0015] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述差放补充支路包括第一补充电容C5、第二补充电容C6以及补偿电阻R7 ;所述恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP通过所述第一补充电容C5接地,所述补偿电阻R7和第二补充电容C6串联连接,且所述补偿电阻R7的另一端与所述恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP电连接,所述第二补充电容C6的另一端与恒流控制芯片Ul的地脚GND电连接,连接点接地。
[0016] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述PWM频率振荡支路包括针振电容CS和针振电阻R8,所述针振电容CS和针振电阻R8并联连接在所述所述恒流控制芯片Ul的地脚GND和PWM针振脚FRIQ之间。
[0017] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述恒流控制芯片Ul型号为MPS 2488。
[0018] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述输出镇流单元包括续流二极管D2、镇流储能电感LI以及第二储能滤波电容ClO ;所述续流二极管D2的正极接地,负极与所述恒流控制芯片Ul电连接,且连接点与所述镇流储能电感LI的一端连接,该镇流储能电感LI的另一端与LED的正极电连接,且该连接点通过所述第二储能滤波电容ClO接地。
[0019] 所述的LED驱动短路保护电路,其中,所述采样保护单元包括高频盘路电容C13、第二限流电阻R6、第二下拉电阻R13以及可控硅Q2 ;所述可控硅Q2的控制极通过所述第二限流电阻R6与LED的负极电连接,且连接点通过所述高频盘路电容C13与所述可控硅Q2的正极连接,该可控硅Q2的正极与所述防电源反接单元电连接,该可控硅Q2的负极与所述恒流控制芯片Ul电连接,所述第二下拉电阻R13并联连接在所述可控硅Q2的控制极与正极之间。
[0020] 与现有技术相比,本发明提供的LED驱动短路保护电路,通过在电源输出端设置采样保护单元,解决的恒流输出电路的短路保护问题;同时,此保护电路设计简单,并可降低电能的浪费,可适用于任一种电路的短路保护。
附图说明
[0021 ] 图1为本发明的LED驱动短路保护电路方框图;
[0022] 图2为本发明的LED驱动短路保护电路原理图。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图,对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。
[0024] 如图1和2所示,一种LED驱动短路保护电路,包括防电源反接单元100、储能滤波单元200、恒流控制单元300、输出镇流单元400以及采样保护单元500 ;其中,防电源反接单元100与电源连接;储能滤波单元200与防电源反接单元100电连接,用于滤除防电源反接单元100输出电源中的电磁干扰并在电源断电时提供瞬间电源;恒流控制单元300与储能滤波单元200电连接,用于将储能滤波单元200输出的电源进行协调、控制后为LED提供恒定的电流;输出镇流单元400与恒流控制单元电300连接,用于将恒流控制单元300电输出的恒流电源进行镇流处理后为LED提供稳定的电压;采样保护单元500分别与负载LED和恒流控制单元300电连接,该采样保护单元500采取LED输出的电流输送至恒流控制单元300。这样,本发明提供的LED驱动短路保护电路,通过在电源输出端设置采样保护单元500,解决LED驱动电路恒流输出电路部分出现短路时,起到保护电路中的电子元器件。
[0025] 如图2所示,上述LED驱动短路保护电路,其防电源反接单元100包括MOS管Ql、第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2;第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2串联连接后并联连接在该保护电路的正极和负极之间,且第一限流电阻Rl的另一端与该保护电路的正极电连接,该连接点接电源的正极,第一下拉电阻R2的另一端与MOS管Ql的漏极电连接,且连接点接入该保护电路的负极;M0S管Ql的栅极与第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2串联连接的连接点电连接,MOS管Ql的漏极和源极串联连接在该保护电路的负极上,且源极接电源的负极。在该防电源反接单元100中,当电源接正时,MOS管Ql栅极电压为正,MOS管Ql源极-漏极之间导通,给该保护电路后级部分提供工作电源;当电源接反时,MOS管Ql栅极电压为负,MOS管Ql源极-漏极之间截止,防止该保护电路后级部分的元器件烧坏。
[0026] 如图2所示,储能滤波单元200包括第一储能滤波电容Cl和高频滤波电容C2 ;储能滤波电容Cl和高频滤波电容C2并联连接在该保护电路的正极和地之间;其中,Cl具有储能及低频滤波作用,同时在电池因振动出现瞬间掉电时,为该保护电路提供一个短暂的电源;C2用于高频滤波。
[0027] 如图2所示,恒流控制单元200包括型号为MPS 2488的恒流控制芯片U1、分压支路、差放补充支路、PWM频率振荡支路、电流采样电阻R12以及自举电容C9 ;恒流控制芯片Ul用于为LED提供恒定的电流;恒流控制芯片Ul的使能脚EN通过分压支路与该保护电路的正极电连接,恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP通过差放补充支路接地,恒流控制芯片Ul的PWM针振脚FRIQ通过所述PWM频率振荡支路接地,恒流控制芯片Ul的驱动脚BST通过自举电容C9与该保护电路的正极电连接,且连接点与输出镇流单元电连接,恒流控制芯片Ul的工作电源脚VCC与该保护电路的正极连接,恒流控制芯片Ul的输出开关脚SW与该保护电路的正极电连接;恒流控制芯片Ul的反馈脚FB与LED的负极连接,且连接点通过电流采样电阻R12接地;电流采样电阻R12给恒流控制芯片Ul的反馈脚FB提供I个200mV的米样电压。
[0028] 如图2所示,该恒流控制单元200中,分压支路包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4 ;第一分压电阻R3和第二分压电阻R4串联连接,且连接点与所述恒流控制芯片Ul的使能脚EN电连接,所述第一分压电阻R3的另一端接该保护电路的正极,所述第二分压电阻R4的另一端接地;差放补充支路包括第一补充电容C5、第二补充电容C6以及补偿电阻R7 ;其中,恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP通过第一补充电容C5接地,补偿电阻R7和第二补充电容C6串联连接,且补偿电阻R7的另一端与恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP电连接,第二补充电容C6的另一端与恒流控制芯片Ul的地脚GND电连接,连接点接地;PWM频率振荡支路包括针振电容C8和针振电阻R8,针振电容C8和针振电阻R8并联连接在恒流控制芯片Ul的地脚GND和PWM针振脚FRIQ之间,用于为PWM提供振荡频率。
[0029] 如图2所示,输出镇流单元400包括续流二极管D2、镇流储能电感LI以及第二储能滤波电容ClO ;续流二极管D2的正极接地,负极与恒流控制芯片Ul的输出开关脚SW电连接,且连接点与镇流储能电感LI的一端连接,该镇流储能电感LI的另一端与LED的正极电连接,且该连接点通过第二储能滤波电容ClO接地。该输出镇流单元400中,续流二极管D2-镇流储能电感L1-第二储能滤波电容ClO-LED-地-续流二极管D2之间形成一个放电回路;该放电回路使输出到LED上的电压稳定不突变,并保持光线不闪烁;镇流储能电感LI使输出到LED上的电流不突变,并在恒流控制芯片Ul关断时产生的感应电势,为LED提供电能,从而恒定输出的电流。
[0030] 如图2所示,采样保护单元500包括高频盘路电容C13、第二限流电阻R6、第二下拉电阻R13以及可控硅Q2 ;可控硅Q2的控制极通过第二限流电阻R6与LED的负极电连接,且连接点通过高频盘路电容C13与可控硅Q2的正极连接,该可控硅Q2的正极与防电源反接单元电连接,该可控硅Q2的负极与恒流控制芯片Ul电连接,第二下拉电阻R13并联连接在可控硅Q2的控制极与正极之间。该采样保护单元500中,C13为高频旁路电容,用于防干扰,第二限流电阻R6可以限制流入可控硅控制极的电流,第二下拉电阻R13保证在不需输出保护时可控硅可以可靠截止;Q2为单向可控硅,是输出短路保护电路的主控器件,当LED短路时,将会有一个正向的高电压经过第二限流电阻R6加到可控硅Q2的控制极,可控制可控硅Q2受触发正极-负极保持导通,此时恒流控制芯片Ul使能脚EN被拉低,恒流控制芯片Ul停止输出,此时可控硅Q2的控制极没有电压,但可控硅依然维持导通。在故障排除后,电源重新上电后可控硅Q2截止,恒流控制芯片Ul恢复输出。
[0031] 该保护电路的工作原理:
[0032] 该LED驱动保护电路正常工作状态下,其电路输出端B点的电位为低电平,可控硅Q2的触发极为低电平,可控硅Q2处于截止状态,恒流控制芯片Ul的使能脚EN为高电平,恒流控制芯片Ul维持输出;当输出短路瞬间时,输出端B点的电位为高电平,可控硅Q2的触发极拉为高电平,可控硅导通并维持,恒流控制芯片Ul的使能脚EN电平被拉低,恒流控制芯片Ul关断输出,从而起到短路保护的作用。在故障排除时,重新接通电源电路后,该保护电路才重新正常工作。
[0033] 应当理解的是,上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细,并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制,本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED驱动短路保护电路,其特征在于,该电路包括防电源反接单元、储能滤波单元、恒流控制单元、输出镇流单元以及采样保护单元;其中, 所述防电源反接单元与电源连接; 所述储能滤波单元与所述防电源反接单元电连接,用于滤除防电源反接单元输出电源中的电磁干扰并在电源断电时提供瞬间电源; 所述恒流控制单元与所述储能滤波单元电连接,用于将储能滤波单元输出的电源进行协调、控制后为LED提供恒定的电流; 所述输出镇流单元与所述恒流控制单元电连接;用于将恒流控制单元电输出的恒流电源进行镇流处理,为LED提供稳定的电压;以及 所述采样保护单元分别与LED和恒流控制单元电连接,该采样保护单元采取LED输出的电流输送至所述恒流控制单元; 所述采样保护单元包括高频盘路电容C13、第二限流电阻R6、第二下拉电阻R13以及可控硅Q2 ;所述可控硅Q2的控制极通过所述第二限流电阻R6与LED的负极电连接,且连接点通过所述高频盘路电容C13与所述可控硅Q2的正极连接,该可控硅Q2的正极与所述防电源反接单元电连接,该可控硅Q2的负极与所述恒流控制单元电连接,所述第二下拉电阻R13并联连接在所述可控硅Q2的控制极与正极之间。
2.根据权利要求1所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述防电源反接单元包括MOS管Q1、第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2 ;所述第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2串联连接后并联连接在该保护电路的正极和负极之间,且所述第一限流电阻Rl的另一端与该保护电路的正极电连接;所述MOS管Ql的栅极与第一限流电阻Rl和第一下拉电阻R2的连接点电连接,所述MOS管Ql的漏极和源极串联连接在该保护电路的负极上,且源极接电源负极。
3.根据权利要求1所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述储能滤波单元包括第一储能滤波电容Cl和高频滤波电容C2 ;所述储能滤波电容Cl和高频滤波电容C2并联连接在该保护电路的正极和地之间。
4.根据权利要求1所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述恒流控制单元包括恒流控制芯片Ul、分压支路、差放补充支路、PWM频率振荡支路、电流采样电阻R12以及自举电容C9 ;所述恒流控制芯片Ul的使能脚EN通过所述分压支路与该保护电路的正极电连接,所述恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP通过所述差放补充支路接地,所述恒流控制芯片Ul的PWM针振脚FRIQ通过所述PWM频率振荡支路接地,所述恒流控制芯片Ul的驱动脚BST通过所述自举电容C9与该保护电路的正极电连接,且连接点与所述输出镇流单元电连接,所述恒流控制芯片Ul的工作电源脚VCC与该保护电路的正极连接,所述恒流控制芯片Ul的输出开关脚SW与该保护电路的正极电连接;所述恒流控制芯片Ul的反馈脚FB与LED的负极连接,且连接点通过电流采样电阻R12接地。
5.根据权利要求4所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述分压支路包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4 ;所述第一分压电阻R3和第二分压电阻R4串联连接,且连接点与所述恒流控制芯片Ul的使能脚EN电连接,所述第一分压电阻R3的另一端接该保护电路的正极,所述第二分压电阻R4的另一端接地。
6.根据权利要求4所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述差放补充支路包括第一补充电容C5、第二补充电容C6以及补偿电阻R7 ;所述恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP通过所述第一补充电容C5接地,所述补偿电阻R7和第二补充电容C6串联连接,且所述补偿电阻R7的另一端与所述恒流控制芯片Ul的补偿脚COMP电连接,所述第二补充电容C6的另一端与恒流控制芯片Ul的地脚GND电连接,连接点接地。
7.根据权利要求4所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述PWM频率振荡支路包括针振电容CS和针振电阻R8,所述针振电容CS和针振电阻R8并联连接在所述所述恒流控制芯片Ul的地脚GND和PWM针振脚FRIQ之间。
8.根据权利要求4至7任一所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述恒流控制芯片Ul型号为MPS2488。
9.根据权利要求4所述的LED驱动短路保护电路,其特征在于,所述输出镇流单元包括续流二极管D2、镇流储能电感LI以及第二储能滤波电容ClO ;所述续流二极管D2的正极接地,负极与所述恒流控制芯片Ul电连接,且连接点与所述镇流储能电感LI的一端连接,该镇流储能电感LI的另一端与LED的正极电连接,且该连接点通过所述第二储能滤波电容ClO接地。
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