CN103379698B - 具有短路保护的led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种具有短路保护的LED恒流驱动电路，包括基准电压源、运算放大器、采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、上拉电阻、第一开关管、第二开关管、直流电源以及恒流控制电路。上述具有短路保护的LED恒流驱动电路，一方面通过采样电阻判断电路是否短路，判断出电路短路时，晶体管导通把N沟道的MOS管的栅极电位拉低，使N沟道的MOS管截止，从而达到短路保护的目的，由于采样电阻和N沟道的MOS管都处于恒流控制电路的前端，只要发生短路，N沟道的MOS管截止后就不再向后续恒流芯片构成的恒流控制电路供电，从而保证了电路工作的可靠性、降低了异常状态下元器件的损坏几率。

Description

具有短路保护的LED恒流驱动电路

技术领域

本发明涉及LED恒流驱动电路，特别是涉及一种具有短路保护的LED恒流驱动电路。

背景技术

现有短路保护电路只能对LED负载发生短路时才能起到保护作用，而对于恒流芯片发生过流或发生短路时不能起到保护作用，同时保护电路依赖于恒流芯片的内部电路，当恒流芯片内部发生故障时，保护电路也就无效，起不到很好保护LED负载的要求，存在不可靠的因素。

发明内容

基于此，有必要提供一种可靠的具有短路保护的LED恒流驱动电路。

一种具有短路保护的LED恒流驱动电路，其中，包括基准电压源、运算放大器、采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、上拉电阻、N沟道的MOS管、NPN型三极管以及恒流控制电路，所述基准电压源的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述N沟道的MOS管的漏极连接一直流电源的负极输入，所述N沟道的MOS管的源极连接所述采样电阻的一端和信号地，所述采样电阻的另一端连接所述第一分压电阻的一端和所述上拉电阻的一端，所述上拉电阻的另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述第一分压的电阻的另一端连接所述N沟道的MOS管的栅极、所述NPN型三极管的集电极和所述第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端连接所述直流电源的正极输入，所述采样电阻和所述第一分压电阻的公共节点接电源地，所述NPN型三极管的发射极接信号地，所述NPN型三极管的基极通过第四电阻连接所述运算放大器的输出端，运算放大器的同相输入端与输出端之间连接第五电阻，所述恒流控制电路的输入端连接直流电源的正极，所述恒流控制电路的输出端连接LED负载，所述恒流控制电路根据直流电源的电压输入为LED负载提供恒定的电流；所述基准电压源包括三端可调分流基准源、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述三端可调分流基准源的阴极连接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述直流电源的正极输入，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述三端可调分流基准源的阳极，所述三端可调分流基准源的阳极接信号地，所述第一电阻和所述第二电阻的公共节点与所述三端可调分流基准源的参考端连接，所述第二电阻和所述第三电阻的公共节点作为基准电压源的输出端连接所述运算放大器的反相输入端。

其中，所述三端可调分流基准源为TL431。

其中，所述恒流控制电路包括恒流芯片、滤波电路以及反馈电路，所述反馈电路把LED负载的电流反馈给所述恒流芯片，所述恒流芯片根据所述反馈电路反馈回来的电流控制恒流芯片内部PWM波的占空比，所述滤波电路根据恒流芯片内部开关管的通断为LED负载提供恒定的电流。

其中，所述恒流芯片为MPS2488。

其中，所述直流电源的输入通过第一电容、第二电容并联接电源地进行滤波平滑处理，且直接接入型号为MPS2488恒流芯片的工作电源接入端，恒流芯片的开关信号输出端连接电感的一端和第一二极管的阴极，电感的另一端通过第三电容接电源地且接入LED负载的阳极端，第一二极管的阳极连接电源地，电感的另一端还通过第三电容接电源地，LED负载的阴极端通过第六电阻接电源地、且还连接于恒流芯片的反馈信号输入端，直流电源的输入通过第七电阻和第八电阻分压采样后接入恒流芯片的使能端。

上述具有短路保护的LED恒流驱动电路，一方面通过采样电阻判断电路是否短路，判断出电路短路时，NPN型三极管导通把N沟道的MOS管的栅极电位拉低，使N沟道的MOS管截止，从而达到短路保护的目的,由于采样电阻和N沟道的MOS管都处于恒流控制电路的前端，只要发生短路，N沟道的MOS管截止后就不再向后续恒流芯片构成的恒流控制电路供电，从而保证了电路工作的可靠性、降低了异常状态下元器件的损坏几率。

附图说明

图1为一实施例提供的具有短路保护的LED恒流驱动电路地电路图。

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，本实施方式提供的具有短路保护的LED恒流驱动电路，包括基准电压源100、运算放大器U1、采样电阻R4、第一分压电阻R5、第二分压电阻R6、上拉电阻R9、N沟道的MOS管Q1、NPN型三极管Q2以及恒流控制电路200。

基准电压源100的输出端与运算放大器U1的反相输入端连接，N沟道的MOS管Q1的漏极连接一直流电源的负极输入DC-，N沟道的MOS的源极连接采样电阻R4的一端和信号地，采样电阻R4的另一端连接第一分压电阻R5的一端和上拉电阻R9的一端，上拉电阻R9的另一端连接运算放大器U1的同相输入端，第一分压电阻R5的另一端连接N沟道的MOS管Q1的栅极、NPN型三极管Q2的集电极和第二分压电阻R6的一端，第二分压电阻R6的另一端连接上述直流电源的正极输入DC+，采样电阻R4和第一分压电阻R5的公共节点接电源地，NPN型三极管Q2的发射极连接信号地，NPN型三极管Q2的基极通过第四电阻R7连接运算放大器U1的输出端，运算放大器U1的同相输入端与输出端之间连接第五电阻R8。

在优选实施方式中，上拉电阻R9远离运算放大器U1的同相输入端，且通过电容C1接信号地，可有效降低干扰。

恒流控制电路200的输入端连接上述直流电源的正极输入，恒流控制电路200的输出端连接LED负载300，恒流控制电路200根据直流电源的电压输入为LED负载300提供恒定的电流。

以下说明电路原理：

在第一分压电阻R5短路时，采样电阻R4的两端的电压升高，运算放大器U1的同相输入端的电压高于反相输入端的电压，运算放大器U1输出高电平，第四电阻R7进行正反馈，使运算放大器U1的输出端保持输出高电平，从而促使NPN型三极管Q2导通，NPN型三极管Q2导通拉低N沟道的MOS管Q1的控制端的电位，使N沟道的MOS管Q1截止，从而保护恒流控制电路200和LED负载300。短路消除后，重新上电，电路回到初始工作状态。

上述基准电压源100包括三端可调分流基准源U2、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，三端可调分流基准源U2的阴极连接第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端，第一电阻R1的另一端连接一直流电源的正极输入，这里的直流电源可以为上述主电路的直流电源，也可以是另外提供的电源，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接三端可调分流基准源U2的阳极且接信号地，第一电阻R1和第二电阻R2的公共节点与三端可调分流基准源U2的参考端连接，第二电阻R2和所述第三电阻R3的公共节点作为基准电压源的输出端，连接上述运算放大器U1的反相输入端。基准电压源100输出的基准电压为Vref*(1+R2/R3)，其中Vref为三端可调分流基准源U2的参考电压。本实施例中，三端可调分流基准源U2为TL431，则基准电压源100输出的基准电压为2.5*(1+R2/R3)。

恒流控制电路200包括恒流芯片U3、由电感L1、第三电容C6和第一二极管D1构成的滤波电路201以及反馈电路202，反馈电路202通过第六电阻R15把LED负载300的工作电流反馈给恒流芯片U3，恒流芯片U3根据反馈电路202反馈回来的电流控制恒流芯片U3内部PWM波的占空比，滤波电路根据恒流芯片U3内部开关管的通断为LED负载300提供恒定的工作电流。本实施例中，恒流芯片U3为MPS2488。直流电源的输入通过第一电容C3、第二电容C2并联接电源地进行滤波平滑处理，且直接接入型号为MPS2488恒流芯片U3的工作电源接入端Vin，恒流芯片U3的开关信号输出端SW连接电感L1的一端和第一二极管D1的阴极，电感L1的另一端通过第三电容C8接电源地且接入LED负载300的阳极端，第一二极管D1的阳极连接电源地，电感L1的另一端还通过第三电容C8接电源地，LED负载300的阴极端通过第六电阻R15接电源地、且还连接于恒流芯片U3的反馈信号输入端FB，直流电源的输入通过第七电阻R11和第八电阻R12分压采样后接入恒流芯片U3的使能端EN。

上述具有短路保护的LED恒流驱动电路，一方面通过采样电阻R4判断电路是否短路，判断出电路短路时，NPN型三极管导通把N沟道的MOS管的栅极电位拉低，使N沟道的MOS管截止，从而达到短路保护的目的,由于采样电阻R4和N沟道的MOS管都处于恒流控制电路200的前端，只要发生短路，N沟道的MOS管截止后就不再向后续恒流芯片U3构成的恒流控制电路200供电，从而保证了电路工作的可靠性、降低了异常状态下元器件的损坏几率。另一方面利用型号为MPS2488恒流芯片U3，其内部具有短路保护功能，从而保护了后续LED负载300器件，保证了电路的可靠运行。

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 (5)

1.一种具有短路保护的LED恒流驱动电路，其特征在于，包括基准电压源、运算放大器、采样电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、上拉电阻、N沟道的MOS管、NPN型三极管以及恒流控制电路，所述基准电压源的输出端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述N沟道的MOS管的漏极连接一直流电源的负极输入，所述N沟道的MOS管的源极连接所述采样电阻的一端和信号地，所述采样电阻的另一端连接所述第一分压电阻的一端和所述上拉电阻的一端，所述上拉电阻的另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述第一分压的电阻的另一端连接所述N沟道的MOS管的栅极、所述NPN型三极管的集电极和所述第二分压电阻的一端，所述第二分压电阻的另一端连接所述直流电源的正极输入，所述采样电阻和所述第一分压电阻的公共节点接电源地，所述NPN型三极管的发射极接信号地，所述NPN型三极管的基极通过第四电阻连接所述运算放大器的输出端，运算放大器的同相输入端与输出端之间连接第五电阻，所述恒流控制电路的输入端连接直流电源的正极，所述恒流控制电路的输出端连接LED负载，所述恒流控制电路根据直流电源的电压输入为LED负载提供恒定的电流；所述基准电压源包括三端可调分流基准源、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述三端可调分流基准源的阴极连接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述直流电源的正极输入，所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述三端可调分流基准源的阳极，所述三端可调分流基准源的阳极接信号地，所述第一电阻和所述第二电阻的公共节点与所述三端可调分流基准源的参考端连接，所述第二电阻和所述第三电阻的公共节点作为基准电压源的输出端连接所述运算放大器的反相输入端。

2.根据权利要求1所述的具有短路保护的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述三端可调分流基准源为TL431。

3.根据权利要求1所述的具有短路保护的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述恒流控制电路包括恒流芯片、滤波电路以及反馈电路，所述反馈电路把LED负载的电流反馈给所述恒流芯片，所述恒流芯片根据所述反馈电路反馈回来的电流控制恒流芯片内部PWM波的占空比，所述滤波电路根据恒流芯片内部开关管的通断为LED负载提供恒定的电流。

4.根据权利要求3所述的具有短路保护的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述恒流芯片为MPS2488。

5.根据权利要求4所述的具有短路保护的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述直流电源的输入通过第一电容、第二电容并联接电源地进行滤波平滑处理，且直接接入型号为MPS2488恒流芯片的工作电源接入端，恒流芯片的开关信号输出端连接电感的一端和第一二极管的阴极，电感的另一端通过第三电容接电源地且接入LED负载的阳极端，第一二极管的阳极连接电源地，电感的另一端还通过第三电容接电源地，LED负载的阴极端通过第六电阻接电源地、且还连接于恒流芯片的反馈信号输入端，直流电源的输入通过第七电阻和第八电阻分压采样后接入恒流芯片的使能端。