CN103490391B - 一种pwm输出短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PWM输出短路保护电路。解决了现有PWM调光电路没有短路保护功能的问题，电路包括输入端口、输出端口、MCU芯片和开关管，输入端口通过连接引线电感后与输出端口连接，MUC芯片具有PWM输出脚，该PWM输出脚连接开关管控制端，开关管的一端连接输出端口，另一端接地，在所述输出端口与地之间连接有分压线路，所述MCU芯片还具有外部中断脚，外部中断脚连接在分压线路上。本发明的优点是增加了短路保护功能，利用引线电感的存在使得短路后的电流不能立即上升至最大值，使用MUC芯片的外部终端来检测输出电压跌落，在短路大的浪涌电流到来之前关闭开关管，避免大电流对开关管的冲击，保护了开关管。

Description

一种PWM输出短路保护电路

技术领域

本发明涉及一种短路保护技术，尤其是涉及一种PWM输出短路保护电路。

背景技术

随着LED技术的发展，LED照明得到更多的应用。越来越多的LED产品进入照明市场。并且随着人们对照明要求的提高，出现越来越多的智能照明产品，如调光、调色产品，在这类产品中都运用的PWM调光技术,该线路大多使用DC to DC结构，使用单片机产生PWM信号进行调光。现有的大多数PWM调光线路无输出短路保护功能，使得当发生输出短路时由于大功率的DC电源输出阻抗很小，产生的浪涌电流高达一百安培，往往损坏开关管。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中PWM调光电路没有短路保护功能的问题，提供了一种电路结构简单，有效保护电路元件的PWM输出短路保护电路。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种PWM输出短路保护电路，包括输入端口、输出端口、MCU芯片和开关管，输入端口通过连接引线电感后与输出端口连接，MUC芯片具有PWM输出脚，该PWM输出脚连接开关管控制端，开关管的一端连接输出端口，另一端接地，在所述输出端口与地之间连接有分压线路，所述MCU芯片还具有外部中断脚，外部中断脚连接在分压线路上。本实用新型在常用的PWM调光线路上增加了短路保护功能，当输出短路并且PWM正在工作时输出电压迅速降至并接近0V，利用引线电感的存在使得短路后的电流不能立即上升至最大值，上升时间通常在10-40uS，而MCU芯片的中断响应通常在1-3uS以内，使用MCU芯片的外部中断来检测输出电压跌落，从而关闭PWM输出，避免大电流对开关管的冲击，保护了开关管。

作为一种优选方案，所述分压线路包括电阻R4和电阻R5，电阻R4和R5串联在输出端口与地之间，外部中断脚通过连接电阻R3后连接在电阻R4和电阻R5之间的连接点上。调整电阻R4和电阻R5的阻值配比，通过分压线路的分压使正常工作时MCU芯片的外部中断脚电压为5V。

作为一种优选方案，在引线电感上并联有二极管D1，二极管D1正极连接输出端口，二极管D1负极连接输入端口。该二极管D1起到保护开关管的作用。理论上开关管导通期间引线电感上会产生一定的电压，而当开关管关断后这个电压会和输入电压一起叠加到输出。为了防止两个电压之和高于开关管的耐压值接入D1，其作用就是在开关管关断时将引线电感上的电压钳位在0.7V，以保护开关管。

作为一种优选方案，所述开关管为MOS管Q，PWM输出端通过连接电阻R1后与MOS管Q栅极连接，且在MOS管Q栅极与地之间连接有电阻R2，MOS管Q漏极与输出脚连接，MOS管Q源极接地。

作为一种优选方案，所述外部中断脚反向连接稳压二极管Z后接地。稳压管对MCU芯片起到保护作用，防止过压对MCU芯片造成损坏。

作为一种优选方案，所述MCU芯片具有电源输入脚，输入端口正向连接二极管D2，以及连接电阻R6后连接在一个三端稳压器输入端上，三端稳压器输出端与电源输入脚连接，在三端稳压器输入端与地之间并联有电容C1和电容C2，在三端稳压器输出端与地之间并联有电容C3、电容C4和电容C5。该三端稳压器为AS78L05，通过三端稳压器将输入端口的电压稳定输出在5V，为MCU芯片供电。

因此，本发明的优点是：增加了短路保护功能，利用引线电感的存在使得短路后的电流不能立即上升至最大值，使用MUC芯片的外部终端来检测输出电压跌落，在短路大的浪涌电流到来之前关闭开关管，避免大电流对开关管的冲击，保护了开关管。

附图说明

附图1是本发明的一种电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种PWM输出短路保护电路，如图1所示，包括有输入端口、输出端口、MCU芯片、引线电感、开关管。引线电感连接在输入端口和输出端口之间，MCU芯片采用PIC16F1822，该MCU芯片具有8各引脚，其中包括有电源输出脚、PWM输出脚、外部中断脚，在输出端口与地之间串联连接有电阻R4和电阻R5，该电阻R4和电阻R5构成分压线路。外部中断脚通过连接电阻R3后连接在电阻R4和电阻R5的连接点上，外部中断脚还通过反向连接稳压管Z接地。开关管采用MOS管Q，MOS管Q的栅极通过连接电阻R1后连接在PWM输出脚上，且MOS管Q的栅极还通过连接电阻R2后接地。MOS管Q的漏极连接输出端口，MOS管Q的源极接地。在引线电感上并联有二极管D1，二极管D1正极连接输出端口，二极管D1负极连接输入端口。MCU芯片的电源输入脚与输入端口之间连接有三端稳压器，该三端稳压器采用AS78L05，其包括输入端、输出端和地端，地端接地。输出端口正向连接二极管D2，再串联电阻R6后连接在三端稳压器输入端上，三端稳压器输出端连接在MCU芯片的电源输入脚上。另外在三端稳压器输入端与地之间并联有电容C1和电容C2，在三端稳压器输出端与地之间并联有电容C3、电容C4和电容C5。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了输入端口、输出端口、引线电感、MCU芯片等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (3)

1.一种PWM输出短路保护电路，包括输入端口、输出端口、MCU芯片和开关管，输入端口通过连接引线电感后与输出端口连接，MUC芯片具有PWM输出脚，该PWM输出脚连接开关管控制端，开关管的一端连接输出端口，另一端接地，其特征在于：在所述输出端口与地之间连接有分压线路，所述MCU芯片还具有外部中断脚，外部中断脚连接在分压线路上，在引线电感上并联有二极管D1，二极管D1正极连接输出端口，二极管D1负极连接输入端口，所述分压线路包括电阻R4和电阻R5，电阻R4和R5串联在输出端口与地之间，外部中断脚通过连接电阻R3后连接在电阻R4和电阻R5之间的连接点上，且外部中断脚还反向连接稳压二极管Z后接地。

2.根据权利要求1所述的一种PWM输出短路保护电路，其特征是所述开关管为MOS管Q，PWM输出脚通过连接电阻R1后与MOS管Q栅极连接，且在MOS管Q栅极与地之间连接有电阻R2，MOS管Q漏极与输出端口连接，MOS管Q源极接地。

3.根据权利要求1所述的一种PWM输出短路保护电路，其特征是所述MCU芯片具有电源输入脚，输入端口正向连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接电阻R6后连接在一个三端稳压器输入端上，三端稳压器输出端与电源输入脚连接，在三端稳压器输入端与地之间并联有电容C1和电容C2，在三端稳压器输出端与地之间并联有电容C3、电容C4和电容C5。