CN103001179A - 一种led灯具及其短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明适用于LED灯具保护电路领域，尤其涉及一种LED灯具及其短路保护电路。在本发明实施例中，本LED灯具短路保护电路采用分立元件构成，当LED灯短路时，使得第二开关管的控制端电压为低电平，第二开关管关断，第一开关管的控制端电压为高电平，第一开关管导通，第一开关管控制断开继电器切断后续LED恒流电路的电源回路，达到短路保护的目的，该短路保护电路的结构简单、成本低廉，并且在第一开关管的控制端设置一储能电容C2，当储能电容C2充满电后，第一开关管才能导通，这样便可以识别出LED灯出现的假性短路，避免短路保护误动作的产生。

Description

一种LED灯具及其短路保护电路

技术领域

本发明属于LED灯具保护电路领域，尤其涉及一种LED灯具及其短路保护电路。

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，但是LED在工作异常情况时，往往会出现短路的情况，所以在LED驱动电路中需要加入短路保护，在LED短路后进行有效的保护，防止故障继续扩大。

目前的短路保护电路普遍采用单片机采样电压并输出控制，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，并且当LED出现瞬间假性短路时，现有的短路保护电路无法对其进行识别，这样会导致短路保护误动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED灯具短路保护电路，旨在解决现在的短路保护电路存在结构复杂、成本高昂以及会产生短路保护误动作的问题。

本发明是这样实现的，一种LED灯具短路保护电路，分别接电源、LED恒流电路和LED灯D1，所述短路保护电路包括：

分压电阻R1、滤波电容C1、储能电容C2、继电器K1、第一开关管和第二开关管；

所述继电器K1的开关为单刀双掷开关，所述开关的第一触点和第二触点为常闭触点并保持闭合，所述开关的第三触点空接，所述开关的第一触点为短路保护电路的输入端接所述电源正极，所述滤波电容C1接在所述开关的第一触点与地之间，所述开关的第二触点为短路保护电路的输出端接所述LED恒流电路的输入端，所述LED恒流电路的输出端接所述LED灯D1的正极，所述第二开关管的控制端接所述LED灯D1的正极，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通过所述分压电阻R1接所述电源正极，所述第一开关管的控制端接所述分压电阻R1和所述第二开关管高电位端的公共连接端，所述第一开关管的低电位端接地，所述继电器K1的电磁铁连接在所述电源正极与所述第一开关管的高电位端之间，所述储能电容C2连接在所述第一开关管的控制端与地之间。

本发明的另一目的在于提供一种LED灯具，包括LED恒流电路、正极与所述LED恒流电路输出端相连的LED灯D1，所述LED灯具还包括LED灯具短路保护电路，分别接所述电源、LED恒流电路和LED灯D1，所述短路保护电路包括：

分压电阻R1、滤波电容C1、储能电容C2、继电器K1、第一开关管和第二开关管；

所述继电器K1的开关为单刀双掷开关，所述开关的第一触点和第二触点为常闭触点并保持闭合，所述开关的第三触点空接，所述开关的第一触点为短路保护电路的输入端接所述电源正极，所述滤波电容C1接在所述开关的第一触点与地之间，所述开关的第二触点为短路保护电路的输出端接所述LED恒流电路的输入端，所述第二开关管的控制端接所述LED灯D1的正极，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通过所述分压电阻R1接所述电源正极，所述第一开关管的控制端接所述分压电阻R1和所述第二开关管高电位端的公共连接端，所述第一开关管的低电位端接地，所述继电器K1的电磁铁连接在所述电源正极与所述第一开关管的高电位端之间，所述储能电容C2连接在所述第一开关管的控制端与地之间。

在本发明中，本LED灯具短路保护电路采用分立元件构成，当LED灯短路时，使得第二开关管的控制端电压为低电平，第二开关管关断，第一开关管的控制端电压为高电平，第一开关管导通，第一开关管控制断开继电器切断后续LED恒流电路的电源回路，达到短路保护的目的，该短路保护电路的结构简单、成本低廉，并且在第一开关管的控制端设置一储能电容C2，当储能电容C2充满电后，第一开关管才能导通，这样便可以识别出LED灯出现的假性短路，避免短路保护误动作的产生。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的LED灯具短路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灯具短路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灯具短路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灯具短路保护电路，分别接电源、LED恒流电路300和LED灯D1，LED灯具短路保护电路包括：

分压电阻R1、滤波电容C1、储能电容C2、继电器K1、第一开关管100和第二开关管200；

继电器K1的开关为单刀双掷开关，开关的第一触点和第二触点为常闭触点并保持闭合，开关的第三触点空接，开关的第一触点为短路保护电路的输入端接电源正极，滤波电容C1接在开关的第一触点与地之间，开关的第二触点为短路保护电路的输出端接LED恒流电路300的输入端，LED恒流电路300的输出端接LED灯D1的正极，第二开关管200的控制端接LED灯D1的正极，第二开关管200的低电位端接地，第二开关管200的高电位端通过分压电阻R1接电源正极，第一开关管100的控制端接分压电阻R1和第二开关管200高电位端的公共连接端，第一开关管100的低电位端接地，继电器K1的电磁铁连接在电源正极与第一开关管100的高电位端之间，储能电容C2连接在第一开关管100的控制端与地之间。

作为本发明一实施例，第一开关管100采用NPN型三极管Q1，NPN型三极管Q1的基极为第一开关管100的控制端，NPN型三极管Q1的集电极为第一开关管100的高电位端，NPN型三极管Q1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NPN型三极管Q2，NPN型三极管Q2的基极为第二开关管200的控制端，NPN型三极管Q2的集电极为第二开关管200的高电位端，NPN型三极管Q2的发射极为第二开关管200的低电位端。

图2示出了本发明第二实施例提供的LED灯具短路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Q3，N型MOS管Q3的栅极为第一开关管100的控制端，N型MOS管Q3的漏极为第一开关管100的高电位端，N型MOS管Q3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Q4，N型MOS管Q4的栅极为第二开关管200的控制端，N型MOS管Q4的漏极为第二开关管200的高电位端，N型MOS管Q4的源极为第二开关管200的低电位端。

本发明实施例还提供一种LED灯具，如图1所示，LED灯具包括LED恒流电路300、正极与LED恒流电路300输出端相连的LED灯D1，LED灯具还包括LED灯具短路保护电路，分别接电源、LED恒流电路300和LED灯D1，LED灯具短路保护电路包括：

分压电阻R1、滤波电容C1、储能电容C2、继电器K1、第一开关管100和第二开关管200；

继电器K1的开关为单刀双掷开关，开关的第一触点和第二触点为常闭触点并保持闭合，开关的第三触点空接，开关的第一触点为短路保护电路的输入端接电源正极，滤波电容C1接在开关的第一触点与地之间，开关的第二触点为短路保护电路的输出端接LED恒流电路300的输入端，LED恒流电路300的输出端接LED灯D1的正极，第二开关管200的控制端接LED灯D1的正极，第二开关管200的低电位端接地，第二开关管200的高电位端通过分压电阻R1接电源正极，第一开关管100的控制端接分压电阻R1和第二开关管200高电位端的公共连接端，第一开关管100的低电位端接地，继电器K1的电磁铁连接在电源正极与第一开关管100的高电位端之间，储能电容C2连接在第一开关管100的控制端与地之间。

作为本发明一实施例，第一开关管100采用NPN型三极管Q1，NPN型三极管Q1的基极为第一开关管100的控制端，NPN型三极管Q1的集电极为第一开关管100的高电位端，NPN型三极管Q1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NPN型三极管Q2，NPN型三极管Q2的基极为第二开关管200的控制端，NPN型三极管Q2的集电极为第二开关管200的高电位端，NPN型三极管Q2的发射极为第二开关管200的低电位端。

如图2所示，作为本发明一实施例，第一开关管100采用N型MOS管Q3，N型MOS管Q3的栅极为第一开关管100的控制端，N型MOS管Q3的漏极为第一开关管100的高电位端，N型MOS管Q3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Q4，N型MOS管Q4的栅极为第二开关管200的控制端，N型MOS管Q4的漏极为第二开关管200的高电位端，N型MOS管Q4的源极为第二开关管200的低电位端。

下面以第一开关管100采用三极管Q1，第二开关管200采用三极管Q2为例，对LED灯具短路保护电路的工作原理进行说明：

接通电源后，电源通过分压电阻R1对储能电容C2充电，在充电电压没有到达三极管Q1基极开启门槛电压时，三极管Q1处于关断状态，继电器K1的电磁铁线圈回路断开，故继电器K1的开关的第一触点1和第二触点2作为常闭触点保持闭合，为后续LED恒流电路300提供电源，LED灯D1开始恒流工作，LED灯D1恒流工作时使得三极管Q2基极为高电平，三极管Q2导通，使得三极管Q1基极电平被拉低，且进入关断状态，储能电容C2不储存任何电能，继电器K1的电磁铁线圈回路保持断开状态，所以继电器K1的开关的第一触点1和第二触点2继续保持闭合，为后续LED恒流电路300提供电源。

当LED灯D1短路时，LED灯D1正极直接和地连通，使得三极管Q2基极也为低电平，三极管Q2由导通进入关断状态并保持，此时电源通过分压电阻R1给储能电容C2充电，如果是假性短路，即在充电过程中短路故障消除，那么三极管Q2基极又转为高电平，三极管Q2由关断转为导通，使得三极管Q1基极电平又被拉低，且进入关断状态，储能电容C2放电，直到电能放完；如果确实LED灯D1短路，电源则通过分压电阻R1给储能电容C2充电，直到达到三极管Q1基极开启的门槛电压，使得三极管Q1基极电平被拉高，由关断进入开通状态并保持，继电器K1的电磁铁线圈回路接通，继电器K1的开关的第一触点1和第二触点2断开，切断后续LED恒流电路300的电源回路，当LED灯D1短路故障消除后，那么三极管Q2基极又转为高电平，三极管Q2由关断转为导通，使得三极管Q1基极电平又被拉低，且进入关断状态，储能电容C2放电，继电器K1的电磁铁线圈回路断开，继电器K1的开关的第一触点1和第二触点2作为常闭触点再次闭合，为后续LED恒流电路300提供电源，LED灯D1开始恒流工作。

由于在LED短路保护启动时，需要对储能电容C2充电完成后，继电器K1的第一触点1和第二触点2才会断开，在储能电容C2充电过程中如果LED短路故障解除，那么电路自动恢复正常工作，所以可以有效避开LED假性短路，提高电路的可靠性。

相对于现有技术，本发明实施例提供的LED灯具短路保护电路采用分立元件构成，当LED灯短路时，使得第二开关管的控制端电压为低电平，第二开关管关断，第一开关管的控制端电压为高电平，第一开关管导通，第一开关管控制断开继电器切断后续LED恒流电路的电源回路，达到短路保护的目的，该短路保护电路的结构简单、成本低廉，并且在第一开关管的控制端设置一储能电容C2，当储能电容C2充满电后，第一开关管才能导通，这样便可以识别出LED灯出现的假性短路，避免短路保护误动作的产生。

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 (10)

1.一种LED灯具短路保护电路，分别接电源、LED恒流电路和LED灯D1，其特征在于，所述短路保护电路包括：

分压电阻R1、滤波电容C1、储能电容C2、继电器K1、第一开关管和第二开关管；

所述继电器K1的开关为单刀双掷开关，所述开关的第一触点和第二触点为常闭触点并保持闭合，所述开关的第三触点空接，所述开关的第一触点为短路保护电路的输入端接所述电源正极，所述滤波电容C1接在所述开关的第一触点与地之间，所述开关的第二触点为短路保护电路的输出端接所述LED恒流电路的输入端，所述LED恒流电路的输出端接所述LED灯D1的正极，所述第二开关管的控制端接所述LED灯D1的正极，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通过所述分压电阻R1接所述电源正极，所述第一开关管的控制端接所述分压电阻R1和所述第二开关管高电位端的公共连接端，所述第一开关管的低电位端接地，所述继电器K1的电磁铁连接在所述电源正极与所述第一开关管的高电位端之间，所述储能电容C2连接在所述第一开关管的控制端与地之间。

2.如权利要求1所述的LED灯具短路保护电路，其特征在于，所述第一开关管采用NPN型三极管Q1，所述NPN型三极管Q1的基极为所述第一开关管的控制端，所述NPN型三极管Q1的集电极为所述第一开关管的高电位端，所述NPN型三极管Q1的发射极为所述第一开关管的低电位端。

3.如权利要求1所述的LED灯具短路保护电路，其特征在于，所述第二开关管采用NPN型三极管Q2，所述NPN型三极管Q2的基极为所述第二开关管的控制端，所述NPN型三极管Q2的集电极为所述第二开关管的高电位端，所述NPN型三极管Q2的发射极为所述第二开关管的低电位端。

4.如权利要求1所述的LED灯具短路保护电路，其特征在于，所述第一开关管采用N型MOS管Q3，所述N型MOS管Q3的栅极为所述第一开关管的控制端，所述N型MOS管Q3的漏极为所述第一开关管的高电位端，所述N型MOS管Q3的源极为所述第一开关管的低电位端。

5.如权利要求1所述的LED灯具短路保护电路，其特征在于，所述第二开关管采用N型MOS管Q4，所述N型MOS管Q4的栅极为所述第二开关管的控制端，所述N型MOS管Q4的漏极为所述第二开关管的高电位端，所述N型MOS管Q4的源极为所述第二开关管的低电位端。

6.一种LED灯具，包括LED恒流电路、正极与所述LED恒流电路输出端相连的LED灯D1，其特征在于，所述LED灯具还包括LED灯具短路保护电路，分别接所述电源、LED恒流电路和LED灯D1，所述短路保护电路包括：

分压电阻R1、滤波电容C1、储能电容C2、继电器K1、第一开关管和第二开关管；

所述继电器K1的开关为单刀双掷开关，所述开关的第一触点和第二触点为常闭触点并保持闭合，所述开关的第三触点空接，所述开关的第一触点为短路保护电路的输入端接所述电源正极，所述滤波电容C1接在所述开关的第一触点与地之间，所述开关的第二触点为短路保护电路的输出端接所述LED恒流电路的输入端，所述第二开关管的控制端接所述LED灯D1的正极，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通过所述分压电阻R1接所述电源正极，所述第一开关管的控制端接所述分压电阻R1和所述第二开关管高电位端的公共连接端，所述第一开关管的低电位端接地，所述继电器K1的电磁铁连接在所述电源正极与所述第一开关管的高电位端之间，所述储能电容C2连接在所述第一开关管的控制端与地之间。

7.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第一开关管采用NPN型三极管Q1，所述NPN型三极管Q1的基极为所述第一开关管的控制端，所述NPN型三极管Q1的集电极为所述第一开关管的高电位端，所述NPN型三极管Q1的发射极为所述第一开关管的低电位端。

8.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第二开关管采用NPN型三极管Q2，所述NPN型三极管Q2的基极为所述第二开关管的控制端，所述NPN型三极管Q2的集电极为所述第二开关管的高电位端，所述NPN型三极管Q2的发射极为所述第二开关管的低电位端。

9.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第一开关管采用N型MOS管Q3，所述N型MOS管Q3的栅极为所述第一开关管的控制端，所述N型MOS管Q3的漏极为所述第一开关管的高电位端，所述N型MOS管Q3的源极为所述第一开关管的低电位端。

10.如权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述第二开关管采用N型MOS管Q4，所述N型MOS管Q4的栅极为所述第二开关管的控制端，所述N型MOS管Q4的漏极为所述第二开关管的高电位端，所述N型MOS管Q4的源极为所述第二开关管的低电位端。

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