CN103298182B

CN103298182B - Led旁路保护电路及led灯

Info

Publication number: CN103298182B
Application number: CN201210044292.XA
Authority: CN
Inventors: 周明杰; 任义
Original assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Current assignee: Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd; Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-02-24
Filing date: 2012-02-24
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2032-02-24
Also published as: CN103298182A

Abstract

一种LED旁路保护电路，包括触发模块、开关模块及二极管D22，其中，所述LED负载发生故障时所述触发模块触发所述LED旁路保护电路启动；所述开关模块包括开关管Q2，所述开关管Q2输入端与所述LED负载的阳极电连接、控制端与所述触发模块的输出端电连接、输出端与所述LED负载的阴极电连接；所述二极管D22阴极与所述LED负载阳极连接、阳极与所述LED负载阴极连接。LED负载发生故障时，电流可从LED旁路保护电路流过，可使LED灯串上的其他LED负载继续工作；当LED旁路保护电路被反接入LED负载两端，电流可以通过二极管D22为其他LED负载续流。也公开了一种具有该LED旁路保护电路的LED灯。

Description

LED旁路保护电路及LED灯

【技术领域】

本发明涉及LED照明领域，特别是涉及一种LED旁路保护电路及LED灯。

【背景技术】

目前，单颗LED光效较低，LED照明或显示装置多采用多颗LED灯串联的方式增加功率照度，并配备适合的恒流驱动电源。但是这种串联灯具存在一个缺点，即LED在长时间使用过程中，难免会有个别LED发生损坏，一般表现为开路，这将导致整串LED灯都不亮，这就影响了灯具的正常使用，特别是在警示灯、矿灯、应急灯等特殊用途的灯具中使用有很大的风险；在户外路灯照明应用中，LED灯串出现故障会导致照明变暗或无照明，会产生很大影响，甚至会造成安全事故。

【发明内容】

基于此，针对有个别LED发生损坏而导致整串LED灯都不亮的问题，有必要提供一种有个别LED发生损坏时而整串灯还可以继续工作的、简单可靠的LED旁路保护电路。

此外，针对有个别LED发生损坏而导致整串LED灯都不亮的问题，有必要提供一种有个别LED发生损坏时而整串灯还可以继续工作的、简单可靠的LED灯。

一种LED旁路保护电路，包括触发模块、开关模块及二极管D22，其中，所述触发模块的输入端用于与LED负载的阳极电连接，所述LED负载发生故障时所述触发模块触发所述LED旁路保护电路启动；所述开关模块包括开关管Q2，所述开关管Q2的输入端与所述LED负载的阳极电连接、所述开关管Q2的控制端与所述触发模块的输出端电连接、所述开关管的Q2输出端与所述LED负载的阴极电连接；所述二极管D22阴极与所述LED负载阳极连接、阳极与所述LED负载阴极连接。

优选地，所述触发模块包括稳压管D21，所述稳压管D21阴极与所述LED负载的阳极电连接、阳极与所述开关管Q2的控制端连接。

优选地，所述触发模块还包括启动电阻R1，所述稳压管D21阴极经所述启动电阻R1与所述LED负载的阳极连接。

优选地，所述开关模块还包括开关管Q1，所述开关管Q1的输入端与所述LED负载的阳极连接，所述开关管Q1的输出端与所述开关管Q2的控制端连接，所述开关管Q1的控制端与所述稳压管D21的阴极连接。

优选地，所述开关管Q1、开关管Q2均为三极管。

优选地，所述开关管Q2为NPN型三极管，所述开关管Q1为PNP型三极管。

优选地，所述LED旁路保护电路与所述LED负载一体封装。

一种LED灯，包括LED负载，还包括LED旁路保护电路，所述LED旁路保护电路与所述LED负载并联。

上述LED旁路保护电路并联在LED负载的两端，LED灯串正常工作时，LED旁路保护电路不工作，只有微弱的漏电流经过LED旁路保护电路，LED负载正常发光；LED负载损坏时，相当于开路，此时LED负载两端的电压迅速升高，达到触发模块启动电压后，LED旁路保护电路开始工作，电流从触发模块、开关管Q2流过，这样即使LED负载开路，电流仍可从LED旁路保护电路流过，可使LED灯串上的其他LED负载继续工作，从而实现开路续流的功能；当LED旁路保护电路被反接入LED负载两端，电流可以通过二极管D22为其他LED负载续流，且该被反接的LED负载不亮，提醒用户LED旁路保护电路可能接反。此外，也公开了一种具有该LED旁路保护电路的LED灯。

【附图说明】

图1为LED旁路保护电路的结构示意图；

图2为一优选实施例中的LED旁路保护电路原理图；

图3为一优选实施例中LED旁路保护电路开路模式在第一时间状态下的电流流向图；

图4为一优选实施例中LED旁路保护电路开路模式在第二时间状态下的电流流向图；

图5为一优选实施例中LED旁路保护电路反接的电流流向图；

图6为LED旁路保护电路监控模式工作示意图；

图7为LED旁路保护电路触发模式工作示意图；

图8为LED旁路保护电路LED负载反向保护模式工作示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种LED旁路保护电路(在以下描述中将简称为保护电路100)包括触发模块110、开关模块120及二极管D22。

触发模块110的输入端用于与LED负载D2的阳极电连接，LED负载D2发生故障时(例如LED负载D2损坏或接反)触发模块110触发LED旁路保护电路100启动。开关模块120包括图2示出的开关管Q2，开关管Q2输入端与LED负载D2的阳极电连接，开关管Q2的控制端与触发模块110的输出端电连接，开关管Q2的输出端与LED负载D2的阴极电连接。二极管D22阴极与LED负载D2阳极连接、阳极与LED负载D2阴极连接。

上述保护电路100并联在LED负载D2的两端，LED灯串正常工作时，保护电路100不工作，只有微弱的漏电流经过保护电路100，LED负载D2正常发光；LED负载D2损坏时，相当于开路，此时LED负载D2两端的电压迅速升高，达到触发模块110启动电压后，保护电路100开始工作，电流从触发模块110、开关管Q2流过，这样即使LED负载D2开路，电流仍可从保护电路100流过，可使LED灯串上的其他LED负载继续工作，从而实现开路续流的功能；当保护电路100被反接入LED负载D2两端，电流可以通过二极管D22为其他LED负载续流，且该被反接的LED负载D2不亮，提醒用户保护电路100可能接反。

如图2所示，触发模块110包括稳压管D21和启动电阻R1，稳压管D21阴极经启动电阻R1与LED负载D2的阳极连接，稳压管D21的阳极与开关管Q2的控制端连接。当LED负载D2损坏或者反接时，LED负载D2相当于断路，两端电压升高，达到稳压管D21的击穿电压时，保护电路100启动，电流从保护电路100流过，其他LED负载可以继续工作。

在优选的实施例中，开关模块120还包括开关管Q1，开关管Q1的输入端与LED负载D2的阳极连接，开关管Q1的输出端与开关管Q2的控制端连接，开关管Q1的控制端与稳压管D21的阴极连接。当稳压管D21导通时，电流流至开关管Q2的控制端使得开关管Q2导通，此后，保护电路100电流经启动电阻R1、开关管Q2使得保护电路100的续流回路形成，电流流向如图3所示，其他LED负载可以继续工作。另外，开关管Q2导通后，流过启动电阻R1的电流增大，开关管Q1导通，此后保护电路100的电流流向如图4所示，保护电路100的输入电流If从开关管Q1的发射极输入后分两条支路，一条从开关管Q1基极输出到开关管Q2集电极后从开关管Q2发射极输出，另一条从开关管Q1集电极输出到开关管Q2基极后从开关管Q2发射极输出，开关管Q2发射极为保护电路100的输出端。因此，保护电路100可使其他LED负载可以继续工作。

在本实施例中，开关管Q1、开关管Q2均为三极管。开关管Q2为NPN型三极管，开关管Q1为PNP型三极管。在其他实施例中，开关管Q1、开关管Q2可以为晶闸管、MOS管等可控开关型器件。

图5为一优选实施例中LED旁路保护电路反接的电流流向图。保护电路100反接时，二极管D22阴极与LED负载D2阴极连接、阳极与LED负载D2阳极连接。当保护电路100被反接在LED负载D2两端时，电流可以通过二极管D22为其他LED负载续流，LED灯串依旧能正常工作。

在优选的实施例中，每个保护电路100与相应的LED负载D2一体封装。在其他实施例中，保护电路100也可以独立制作接入LED负载D2的两端。

如图2所示，一种LED灯，包括LED负载D1、D2......Dn(n≥1)，还包括LED旁路保护电路(即上述的保护电路100)，各个LED旁路保护电路分别与LED负载并联。LED旁路保护电路的电路原理如上所述，这里不再赘述。

下面将对保护电路100的工作原理进行说明。

保护电路100具有监控、触发、反向工作3种工作模式，如图6所示，为监控模式，即LED灯串正常工作时，保护电路100不工作，只有微弱的漏电流经过保护电路100，LED正常发光；如图7所示，是触发保护模式，即图1示出的LED负载D2损坏，相当于断路，此时LED负载D2两端的电压迅速升高，达到保护电路100启动电压后，保护电路100电路开始工作，电流从保护电路100流过。这样即使LED负载D2开路，电流仍可从旁边保护电路100流过，向LED灯串上的其他LED负载供电，从而实现开路续流的功能。如图8所示，若生产LED灯串时，不慎将其中图1示出的LED负载D2反置，通电后LED负载D2两端的电压迅速升高，达到保护电路100启动电压后，保护电路100工作，电流可从保护电路100上泄放，并将LED负载D2两端的电压限制在安全范围内。反置的LED负载D2不发光，便于检修人员及时发现。

如图2所示，以LED负载D2为例，当LED灯串正常工作时，LED负载D2的管压降V_LED为3.3V左右，此电压小于保护电路100的启动电压V_RQ，保护电路100不工作，只有微弱的漏电流通过。当LED负载D2损坏时，LED负载D2两端电压，即保护电路100两端电压迅速升高，当电压增加到稳压管D21的反向击穿电压V_D21，有电流流过三极管Q2的集电极至发射极，即B-E，当三极管Q2的BE结压降超过其正向击穿电压V_BE2，三极管Q2导通，此时保护电路100的输入电流I_f流向如附图3所示；三极管Q2导通，电流I_f增大，当启动电阻R1两端的电压V_R大于三极管Q1的正向结电压V_EB1(V_EB1＝0.7V)时，三极管Q1导通，此时电流I_f流向如附图4所示。保护电路100稳定工作后正向导通压降为1.2V左右，由以上可得此保护电路100的启动电压V_RQ：

V_RQ＝V_EB1+V_D21+V_RE2

式中V_EB为三极管Q1管的EB压降，约为0.7V，V_D21为稳压管D21的反向击穿电压，V_BE2为三极管Q2管的BE压降，约为0.7V，因此可通过选择稳压管D21的反向击穿电压V_D21来设置此保护电路100的启动电压V_RQ的值。

当LED负载D2接反时，保护电路100工作模式与开路模式相同，LED负载D2的端电压限定在1.2V左右，低于LED负载D2的反向击穿电压，LED负载D2不会损坏；当保护电路100接反时，电流流向如附图5所示，此时电流流过二极管D22，电流可以通过二极管D22为其他LED负载续流，LED灯串继续工作，LED负载D2不亮，方便检修人员发现故障。

此保护电路亦可防止静电对LED负载造成的损坏，通过保护电路100对静电进行泄放。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种LED旁路保护电路，其特征在于，包括触发模块、开关模块及二极管D22，其中，

所述触发模块的输入端用于与LED负载的阳极电连接，所述LED负载发生故障时所述触发模块触发所述LED旁路保护电路启动；

所述开关模块包括开关管Q2，所述开关管Q2的输入端与所述LED负载的阳极电连接、所述开关管Q2的控制端与所述触发模块的输出端电连接、所述开关管Q2的输出端与所述LED负载的阴极电连接；所述触发模块包括稳压管D21，所述稳压管D21阴极与所述LED负载的阳极电连接、阳极与所述开关管Q2的控制端连接；所述开关模块还包括开关管Q1，所述开关管Q1的输入端与所述LED负载的阳极连接，所述开关管Q1的输出端与所述开关管Q2的控制端连接，所述开关管Q1的控制端与所述稳压管D21的阴极连接；

所述二极管D22阴极与所述LED负载阳极连接、阳极与所述LED负载阴极连接。

2.根据权利要求1所述的LED旁路保护电路，其特征在于，所述触发模块还包括启动电阻R1，所述稳压管D21阴极经所述启动电阻R1与所述LED负载的阳极连接。

3.根据权利要求1所述的LED旁路保护电路，其特征在于，所述开关管Q1、开关管Q2均为三极管。

4.根据权利要求3所述的LED旁路保护电路，其特征在于，所述开关管Q2为NPN型三极管，所述开关管Q1为PNP型三极管。

5.根据权利要求1所述的LED旁路保护电路，其特征在于，所述LED旁路保护电路与所述LED负载一体封装。

6.一种LED灯，包括LED负载，其特征在于，还包括如权利要求1至5中任一项所述的LED旁路保护电路，所述LED旁路保护电路与所述LED负载并联。