CN102801138B - 一种led过电流保护电路及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明适用于保护电路领域，尤其涉及一种LED过电流保护电路及灯具。在本发明实施例中，本LED过电流保护电路采用分立元件构成，在LED出现过电流时，能够切断电源输出电压，达到过电流保护的目的，且LED过电流保护电路的结构简单、成本低廉。

Description

一种LED过电流保护电路及灯具

技术领域

本发明属于保护电路领域，尤其涉及一种LED过电流保护电路及灯具。

背景技术

LED作为新型光源，它有着节能、环保、高效的特点，技术已经成熟并应用于各个领域，LED作为照明光源被广泛使用。LED是一种电流型发光器件，对流过自身的电流非常敏感，要求相对也很苛刻，所以为了保证LED稳定可靠的工作，在LED驱动电路中需要加入过电流保护，在LED过电流时进行有效的保护，防止电流过大而损坏LED。现有的防止LED过电流的保护电路多是通过单片机采样电压并输出控制的，尽管采用单片机控制具有效率高、运用灵活等优点，但是单片机需要配合基准源、采样电路等多种器件才能工作，因此具有占用空间大、结构复杂、成本高昂等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED过电流保护电路，旨在解决现在的LED过电流保护电路存在结构复杂、成本高昂的问题。

本发明是这样实现的，一种LED过电流保护电路，用于接LED负载，所述LED过电流保护电路包括：

滤波电容C1、稳压芯片U1、比较单元、限流电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、分压电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、电流采样电阻R10、P型MOS管Q1、第一开关管、第二开关管和LED恒流单元；

所述P型MOS管Q1的源极为LED过电流保护电路的输入端接电源正极，所述P型MOS管Q1的漏极接LED恒流单元的输入端，所述LED恒流单元的输出端为LED过电流保护电路的输出端接LED负载的阳极，所述LED负载的阴极通过电流采样电阻R10接地，所述限流电阻R1的第一端接电源正极，所述限流电阻R1的第二端接稳压芯片U1的输入端，所述稳压芯片U1的接地端接地，所述滤波电容C1连接在稳压芯片U1的输出端和地之间，所述稳压芯片U1的输出端接比较单元的电源端和分压电阻R7的第一端，所述分压电阻R7的第二端通过分压电阻R8接地，所述比较单元的第一输入端接分压电阻R7和分压电阻R8的公共连接端，所述比较单元的第二输入端通过限流电阻R9接LED负载的阴极和电流采样电阻R10的公共连接端，所述比较单元的输出端通过分压电阻R5接第二开关管的控制端，所述分压电阻R6连接在第二开关管的控制端与地之间，所述第二开关管的低电位端接地，所述第二开关管的高电位端接第一开关管的控制端，所述分压电阻R2和分压电阻R3串联在电源正极与地之间，所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端接第一开关管的控制端，第一开关管的低电位端接地，所述第一开关管的高电位端接P型MOS管Q1的栅极，所述分压电阻R4连接在电源正极与第一开关管的高电位端之间。

本发明的另一目的在于提供一种灯具，包括LED负载，还包括如上所述的LED过电流保护电路。

在本发明中，本LED过电流保护电路采用分立元件构成，在LED出现过电流时，能够切断电源输出电压，达到过电流保护的目的，且LED过电流保护电路的结构简单、成本低廉。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的LED过电流保护电路的电路结构图；

图2是本发明第二实施例提供的LED过电流保护电路的电路结构图。

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。

图1示出了本发明第一实施例提供的LED过电流保护电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

LED过电流保护电路，用于接LED负载D1，LED过电流保护电路包括：

滤波电容C1、稳压芯片U1、比较单元400、限流电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、分压电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、电流采样电阻R10、P型MOS管Q1、第一开关管100、第二开关管200和LED恒流单元300；

P型MOS管Q1的源极为LED过电流保护电路的输入端接电源正极，P型MOS管Q1的漏极接LED恒流单元300的输入端，LED恒流单元300的输出端为LED过电流保护电路的输出端接LED负载D1的阳极，LED负载D1的阴极通过电流采样电阻R10接地，限流电阻R1的第一端接电源正极，限流电阻R1的第二端接稳压芯片U1的输入端，稳压芯片U1的接地端接地，滤波电容C1连接在稳压芯片U1的输出端和地之间，用于稳定稳压芯片U1的输出电压，稳压芯片U1的输出端接比较单元400的电源端和分压电阻R7的第一端，分压电阻R7的第二端通过分压电阻R8接地，比较单元400的第一输入端接分压电阻R7和分压电阻R8的公共连接端，比较单元400的第二输入端通过限流电阻R9接LED负载D1的阴极和电流采样电阻R10的公共连接端，比较单元400的输出端通过分压电阻R5接第二开关管200的控制端，分压电阻R6连接在第二开关管200的控制端与地之间，第二开关管200的低电位端接地，第二开关管200的高电位端接第一开关管100的控制端，分压电阻R2和分压电阻R3串联在电源正极与地之间，分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端接第一开关管100的控制端，第一开关管100的低电位端接地，第一开关管100的高电位端接P型MOS管Q1的栅极，分压电阻R4连接在电源正极与第一开关管100的高电位端之间。

作为本发明一实施例，第一开关管100采用三极管Q2，三极管Q2的基极为第一开关管100的控制端，三极管Q2的集电极为第一开关管100的高电位端，三极管Q2的发射极为第一开关管100的低电位端。

作为本发明一实施例，第二开关管200采用三极管Q3，三极管Q3的基极为第二开关管200的控制端，三极管Q3的集电极为第二开关管200的高电位端，三极管Q3的发射极为第二开关管200的低电位端。

作为本发明一实施例，比较单元400采用比较器芯片U2，比较器芯片U2的反相输入端N-INPUTB为比较单元400的第一输入端，比较器芯片U2的同相输入端INPUTB为比较单元400的第二输入端，比较器芯片U2的输出端OUTB为比较单元400的输出端，比较器芯片U2的电源端VCC为比较单元400的电源端。

作为本发明一实施例，稳压芯片U1采用LM7805芯片。

作为本发明一实施例，比较器芯片U2采用LM258芯片，LM258芯片为双比较器芯片，当然，比较器芯片U2也可以采用单比较器芯片或者多比较器芯片。

图2示出了本发明第二实施例提供的LED过电流保护电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。

作为本发明一实施例，第一开关管100采用N型MOS管Q4，N型MOS管Q4的栅极为第一开关管100的控制端，N型MOS管Q4的漏极为第一开关管100的高电位端，N型MOS管Q4的源极为第一开关管100的低电位端。

作为本发明一实施例，第二开关管200采用N型MOS管Q5，N型MOS管Q5的栅极为第二开关管200的控制端，N型MOS管Q5的漏极为第二开关管200的高电位端，N型MOS管Q5的源极为第二开关管200的低电位端。

其余结构与第一实施例一样，这里不再赘述。

下面以第一开关管100采用三极管Q2、第二开关管200采用三极管Q3为例，对LED过电流保护电路的工作原理进行说明：

当接通电源时，稳压芯片U1正常工作且输出+5V电压，比较器芯片U2开始工作，因为分压电阻R2和分压电阻R3，三极管Q2的基极电压为高电平，三极管Q2处于导通状态，那么P型MOS管Q1栅极通过三极管Q2集电极和发射极连接到GND，且P型MOS管Q1栅极电压为低电平，P型MOS管Q1进入导通状态，那么P型MOS管Q1的源极和漏极直通，输出电压给LED恒流单元300供电，此时如果LED负载D1工作电流正常，比较器芯片U2的同相输入端INPUTB的电压低于反相输入端N-INPUTB的电压，所以比较器芯片U2的输出端OUTB输出低电平到三极管Q3的基极，三极管Q3处于关断状态，所以三极管Q2的基极保持高电平状态，那么P型MOS管Q1保持导通状态，LED负载D1保持恒流稳定工作。

当LED负载D1工作在过电流时，比较器芯片U2的同相输入端INPUTB的电压高于反相输入端N-INPUTB的电压，所以比较器芯片U2的输出端OUTB的输出电平翻转，输出高电平，那么三极管Q3基极电平被拉高，三极管Q3由关断进入开通状态，三极管Q2基极电平被拉低，三极管Q2进入关断状态，那么P型MOS管Q1栅极电平由低变成高，P型MOS管Q1进入关断状态，那么P型MOS管Q1的源极和漏极断开，进入过电流保护状态直到过电流故障解除。

如果LED工作电流恢复正常，比较器芯片U2的同相输入端INPUTB的电压又低于反相输入端N-INPUTB的电压，所以比较器芯片U2的输出端OUTB输出由高电平翻转为低电平，三极管Q3的基极电平被拉低，三极管Q3处于关断状态，所以三极管Q2的基极电平由低变成高，三极管Q2进入导通状态，那么P型MOS管Q1栅极电平由高变成低，P型MOS管Q1进入导通状态，P型MOS管Q1的源极和漏极直通，开始正常供电。

本发明实施例还提供一种灯具，包括LED负载，还包括如上所述的LED过电流保护电路。

相对于现有技术，本发明实施例提供的LED过电流保护电路采用分立元件构成，在LED出现过电流时，能够切断电源输出电压，达到过电流保护的目的，且该LED过电流保护电路的结构简单、成本低廉。

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 (9)

1.一种LED过电流保护电路，用于接LED负载，其特征在于，所述LED过电流保护电路包括：

滤波电容C1、稳压芯片U1、比较单元、限流电阻R1、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R5、分压电阻R6、分压电阻R7、分压电阻R8、限流电阻R9、电流采样电阻R10、P型MOS管Q1、第一开关管、第二开关管和LED恒流单元；

所述P型MOS管Q1的源极为LED过电流保护电路的输入端接电源正极，所述P型MOS管Q1的漏极接LED恒流单元的输入端，所述LED恒流单元的输出端为LED过电流保护电路的输出端接LED负载的阳极，所述LED负载的阴极通过电流采样电阻R10接地，所述限流电阻R1的第一端接电源正极，所述限流电阻R1的第二端接稳压芯片U1的输入端，所述稳压芯片U1的接地端接地，所述滤波电容C1连接在稳压芯片U1的输出端和地之间，所述稳压芯片U1的输出端接比较单元的电源端和分压电阻R7的第一端，所述分压电阻R7的第二端通过分压电阻R8接地，所述比较单元的第一输入端接分压电阻R7和分压电阻R8的公共连接端，所述比较单元的第二输入端通过限流电阻R9接LED负载的阴极和电流采样电阻R10的公共连接端，所述比较单元的输出端通过分压电阻R5接第二开关管的控制端，所述分压电阻R6连接在第二开关管的控制端与地之间，所述第二开关管的低电位端接地，所述第二开关管的高电位端接第一开关管的控制端，所述分压电阻R2和分压电阻R3串联在电源正极与地之间，所述分压电阻R2和分压电阻R3的公共连接端接第一开关管的控制端，第一开关管的低电位端接地，所述第一开关管的高电位端接P型MOS管Q1的栅极，所述分压电阻R4连接在电源正极与第一开关管的高电位端之间；

当LED负载工作在过电流时，比较单元的第二输入端的电压高于第一输入端的电压，所以比较单元的输出端的输出电平翻转，输出高电平，那么第二开关管控制端电平被拉高，第二开关管由关断进入开通状态，第一开关管控制端电平被拉低，第一开关管进入关断状态，那么P型MOS管Q1栅极电平由低变成高，P型MOS管Q1进入关断状态，那么P型MOS管Q1的源极和漏极断开，进入过电流保护状态直到过电流故障解除。

2.如权利要求1所述的LED过电流保护电路，其特征在于，所述第一开关管采用三极管Q2，所述三极管Q2的基极为第一开关管的控制端，所述三极管Q2的集电极为第一开关管的高电位端，所述三极管Q2的发射极为第一开关管的低电位端。

3.如权利要求1所述的LED过电流保护电路，其特征在于，所述第二开关管采用三极管Q3，所述三极管Q3的基极为第二开关管的控制端，所述三极管Q3的集电极为第二开关管的高电位端，所述三极管Q3的发射极为第二开关管的低电位端。

4.如权利要求1所述的LED过电流保护电路，其特征在于，所述第一开关管采用N型MOS管Q4，所述N型MOS管Q4的栅极为第一开关管的控制端，所述N型MOS管Q4的漏极为第一开关管的高电位端，所述N型MOS管Q4的源极为第一开关管的低电位端。

5.如权利要求1所述的LED过电流保护电路，其特征在于，所述第二开关管采用N型MOS管Q5，所述N型MOS管Q5的栅极为第二开关管的控制端，所述N型MOS管Q5的漏极为第二开关管的高电位端，所述N型MOS管Q5的源极为第二开关管的低电位端。

6.如权利要求1所述的LED过电流保护电路，其特征在于，所述比较单元采用比较器芯片U2，所述比较器芯片U2的反相输入端为比较单元的第一输入端，所述比较器芯片U2的同相输入端为比较单元的第二输入端，所述比较器芯片U2的输出端为比较单元的输出端，所述比较器芯片U2的电源端为比较单元的电源端。

7.如权利要求1所述的LED过电流保护电路，其特征在于，所述稳压芯片U1采用LM7805芯片。

8.如权利要求6所述的LED过电流保护电路，其特征在于，所述比较器芯片U2采用LM258芯片。

9.一种灯具，包括LED负载，其特征在于，所述灯具包括如权利要求1-8中任一项所述的LED过电流保护电路。