CN104037745A - 一种输出过流保护电路及具有过流保护功能的灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种输出过流保护电路及具有过流保护功能的灯具，该电路包括：稳压器、开关器和采样器，其中，稳压器包括电压调节端，当电压调节端的电压绝对值减少时稳压器输出端的电压绝对值减小，稳压器的接地端连接到接地点，稳压器的输入端用于连接到电源，稳压器的输出端用于连接到输出过流保护电路的负载；开关器的第一端连接到电压调节端，开关器的第二端连接到接地点，开关器的驱动端连接到采样器的输出端；采样器用于采样稳压器输出端的电流，并且在采样到稳压器输出端的电流超过电流限定值时输出驱动信号控制开关器导通，从而降低所述电压调节端的电压。本发明能够在负载电流超过最大允许值时，保护电路不被烧毁。

Description

一种输出过流保护电路及具有过流保护功能的灯具
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体涉及一种输出过流保护电路及具有过流保护功能的灯具。
背景技术
三端可调节稳压器件是一种输出可编程稳压器，包括三端可调输出正电压稳压器件和三端可调输出负电压稳压器件，其输出电压范围大，使用简单，只需两个外部电阻便可设置输出电压，因此三端可调节稳压器广泛应用于电子电路中，为各种直流负载提供多种规格的直流电压。当三端可调节稳压器件的负载出现过流或短路，使三端可调节稳压器的输出电流超过最大允许值时，三端可调节稳压器就有可能烧毁，使得电路不能正常工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种输出过流保护电路，能够在负载电流超过最大允许值时，保护电路不被烧毁。
本申请第一方面提供一种输出过流保护电路，其特征在于，包括：稳压器、开关器和采样器，其中，所述稳压器包括电压调节端，当所述电压调节端的电压绝对值减少时所述稳压器输出端的电压绝对值减小，
所述稳压器的接地端连接到接地点，所述稳压器的输入端用于连接到电源，所述稳压器的输出端用于连接到所述输出过流保护电路的负载；
所述开关器的第一端连接到所述电压调节端，所述开关器的第二端连接到接地点，所述开关器的驱动端连接到所述采样器的输出端；
所述采样器用于采样所述稳压器输出端的电流，并且在采样到所述稳压器输出端的电流超过电流限定值时输出驱动信号控制所述开关器导通，从而降低所述电压调节端的电压绝对值。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述稳压器包括三端可调输出负电压稳压器件、第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第一端连接到接地点，所述第一电阻的第二端连接到所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端为所述电压调节端，所述第二电阻的第二端连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的电压调节引脚，所述三端可调输出负电压稳压器件的输入引脚用于连接到电源，所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚用于连接到所述负载的第一端。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，
所述采样器包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接到接地点，所述第三电阻的第二端用于连接到所述负载的第二端，所述第三电阻的第二端为所述采样器的输出端。
结合第一方面的第一种或者第二种可能的的实现方式，在第三种可能的实现方式中，
所述开关器包括开关管，所述开关管的正极连接到接地点，所述开关管的负极连接到所述第二电阻的第一端，所述开关管的驱动引脚连接到所述第三电阻的第二端。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述电路还包括第一电容、第二电容、第一二极管和第二二极管，其中，
所述第一电容的第一端连接到接地点，所述第一电容的第二端连接到的所述第一电阻的第二端，所述第二电容的第一端连接到接地点，所述第二电容的第二端连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚；
所述第一二极管的阳极连接到所述第一电容的第二端，所述第一二极管的阴极连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚，所述第二二极管的阳极连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚，所述第二二极管的阴极连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输入引脚。
在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述稳压器包括三端可调输出正电压稳压器件、第四电阻和第五电阻，其中，所述第四电阻的第一端连接到接地点，所述第四电阻的第二端连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的电压调节引脚，所述第四电阻的第二端为所述电压调节端，所述第五电阻的第一端连接到所述第四电阻的第二端，所述第五电阻的第二端连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚，所述三端可调输出正电压稳压器件的输入引脚用于连接到所述电源，所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚用于连接到所述负载的第一端。
结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，
所述采样器包括第六电阻，所述第六电阻的第一端连接到接地点，所述第六电阻的第二端用于连接到所述负载的第二端，所述第六电阻的第二端为所述采样器的输出端。
结合第一方面的第五种或者第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，
所述开关器包括开关管，所述开关管的正极连接到所述第四电阻的第二端，所述开关管的负极连接到接地点，所述开关管的驱动引脚连接到所述第六电阻的第二端。
结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述电路还包括第三电容、第四电容、第三二极管和第四二极管，其中，
所述第三电容的第一端连接到接地点，所述第三电容的第二端连接到的所述第四电阻的第二端，所述第四电容的第一端连接到接地点，所述第四电容的第二端连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚；
所述第三二极管的阳极连接到所述第三电容的第二端，所述第三二极管的阴极连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚，所述第四二极管的阳极连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚，所述第四二极管的阴极连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输入引脚。
本申请第二方面提供一种具有过流保护功能的灯具，包括本申请第一方面或者第一方面的任一可能的实现方式所提供输出过流保护电路和光源，其中，所述光源的第一端连接到所述输出过流保护电路的稳压器的输出端，所述光源的第二端连接到接地点。
本发明通过采样负载的电流来判断输出过流保护电路是否出现过流，并在出现过流时驱动开关器导通，从而拉低稳压器的电压调节端的电压，使稳压器的输出电压降低，进而降低输出电流，防止在过流时烧毁电路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种输出过流保护电路的电路图；
图2是本发明实施例提供的另一种输出过流保护电路的电路图；
图3是本发明实施例提供的再一种输出过流保护电路的电路图；
图4是本发明实施例提供的再一种输出过流保护电路的电路图；
图5是本发明实施例提供的再一种输出过流保护电路的电路图。
图6是本发明实施例提供的再一种具有过流保护功能的灯具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1是本发明实施例提供的一种输出过流保护电路的电路图，如图1所示，该输出过流保护电路包括：
稳压器101、开关器102和采样器103，其中，所述稳压器101包括电压调节端ADJUST，当电压调节端ADJUST的电压绝对值减少时稳压器的输出端的电压绝对值VOUT减小，
稳压器101的接地端GND连接到接地点，稳压器101的输入端IN用于连接到电源VIN，稳压器101的输出端OUT用于连接到输出过流保护电路的负载104；
开关器102的第一端P1连接到电压调节端ADJUST，开关器102的第二端P2连接到接地点，开关器102的驱动端DR连接到采样器的输出端OUT2，其中，当开关器102的驱动端接收到驱动信号时，开关器102的第一端和第二端导通。
采样器103用于采样稳压器101输出端的电流，并且在采样到稳压器101输出端的电流超过电流限定值时输出驱动信号控制开关器102导通，从而降低电压调节端ADJUST的电压。
本实施例通过采样器采样稳压器输出端的电流来判断流过输出过流保护电路是否出现过流，并在出现过流时驱动开关器导通，从而拉低稳压器的电压调节端的电压，使稳压器的输出电压降低，进而降低输出电流，防止在过流时烧毁电路。
请参考图2，图2是本发明实施例提供的另一种输出过流保护电路的电路图，如图2所示，该输出过流保护电路包括稳压器101、开关器102和采样器103，其中，
稳压器101包括三端可调输出负电压稳压器件U1、第一电阻R1和第二电阻R2，其中，第一电阻R1的第一端连接到接地点，第一电阻R1的第二端连接到第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第一端为电压调节端，第二电阻R2的第二端连接到三端可调输出负电压稳压器件U1的电压调节引脚ADJ，三端可调输出负电压稳压器件U1的输入引脚IN连接到电源，三端可调输出负电压稳压器件U1的输出引脚OUT用于连接到负载104的第一端。
采样器103包括第三电阻R3，第三电阻R3的第一端连接到接地点，第三电阻R3的第二端用于连接到负载104的第二端，第三电阻R3的第二端为采样器的输出端；
开关器包括开关管Q1，开关管Q1的正极连接到接地点，开关管Q1的负极连接到第二电阻R2的第一端，开关管Q1的驱动引脚连接到第三电阻R3的第二端。
可选地，本实施例中第一电阻R1和第二电阻R2可以为可调电阻。
其中，三端可调输出负电压稳压器件U1可以为LM337，开关管Q1可以为P沟道场效应晶体（P Metal Oxide Semiconductor，PMOS）管，其中，PMOS管的正极为PMOS管的源极，PMOS管的负极为PMOS管的漏极，PMOS管的驱动引脚为PMOS管的栅极。
其中，电阻的阻值选择过程为：根据公式VOUT=1.25(1+R1/R2)+IADJ*R1和实际输出电压需要选取R1、R2阻值。根据过流保护点，即电流限定值，选取R3阻值，例如，LM337最大允许输出电流为1.5A，电路实际需要输出1A，那么电流限定值取值可以为1.2A，则R3=0.7/1.2=2/1.2=1.67ohm，0.7为PMOS管的启动电压Vgs，当PMOS管源极与栅极的压差大于0.7V时，PMOS导通。根据计算结果R3可以选取2ohm的电阻，R3的功耗=U*I=2*2*1.2=4.8W，为防止R3长期发热而烧毁，实际功率可取10W的电阻。当输出电流IOUT超过1.2A时，R3上的压降大于PMOS管的启动电压，Q1栅极电压达到就会导通，电压调节端电压下降，使得LM337的输出电压降低。从而保护了电路和负载的安全。在三端可调输出负电压稳压器件中由于输出电压VOUT和电压调节点的电压都为负值，这里所述的电压调节端电压下降是指电压调节端到接地点的压差减少，即电压的绝对值下降。
其中，本实施例提供的限流保护电路还可以包括：第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1和第二二极管D2，如图3所示，其中，
第一电容C1的第一端连接到接地点，第一电容C1的第二端连接到的第一电阻R1的第二端，第二电容C2的第一端连接到接地点，第二电容C2的第二端连接到三端可调输出负电压稳压器件U1的输出引脚。
第一二极管D1的阳极连接到第一电容C1的第二端，第一二极管D1的阴极连接到三端可调输出负电压稳压器件U1的输出引脚，第二二极管D2的阳极连接到三端可调输出负电压稳压器件U1的输出引脚，第二二极管D2的阴极连接到三端可调输出负电压稳压器件U1的输入引脚。
其中，C1和C2为滤波电容，D1用于给C1放电，D2用于给C2放电。
本实施例中当输出负载出现短路或过流时，R3上的压降增加至PMOS管的启动电压，就能使PMOS管导通，将LM337的电压调节端压降拉低，使得输出电压VOUT绝对值也降低，负载上的压降降低，从而起到限流作用，有效的保护负载和电路不被烧毁。
请参考图4，图4是本发明实施例提供的另一种输出过流保护电路的电路图，如图4所示，该输出过流保护电路包括稳压器101、开关器102和采样器103，其中，
稳压器101包括三端可调输出正电压稳压器件U2、第四电阻R4和第五电阻R5，其中，第四电阻R4的第一端连接到接地点，第四电阻R4的第二端连接到三端可调输出正电压稳压器件U2的电压调节引脚，第四电阻R4的第二端为电压调节端，第五电阻R5的第一端连接到第四电阻R4的第二端，第五电阻R5的第二端连接到三端可调输出正电压稳压器件U2的输出引脚，三端可调输出正电压稳压器件U2的输入引脚用于连接到电源，三端可调输出正电压稳压器件U2的输出引脚用于连接到负载104的第一端。
采样器103包括第六电阻R6，第六电阻R6的第一端连接到接地点，第六电阻R6的第二端用于连接到负载104的第二端，第六电阻R6的第二端为采样器102的输出端。
开关器102包括开关管Q2，开关管Q2的正极连接到R4第四电阻的第二端，开关管Q2的负极连接到接地点，开关管的驱动引脚连接到第六电阻R6的第二端。
其中，开关管Q2可以为NPN三极管，开关管Q2的驱动引脚为三极管的基极，开关管Q2的正极为三极管的集电极，开关管Q2的负极可以为三极管的发射极。
基中，本实施例中的三端可调输出正电压稳压器件可以为LM317。
可选地，本实施例提供的过流保护电路还可以包括第三电容C3、第四电容C4、第三二极管D3和第四二极管D4，如图5所示，其中，
第三电容C3的第一端连接到接地点，第三电容C3的第二端连接到的第四电阻R4的第二端，第四电容C4的第一端连接到接地点，第四电容C4的第二端连接到三端可调输出正电压稳压器件U2的输出引脚。
所述第三二极管D3的阳极连接到第三电容C3的第二端，第三二极管D3的阴极连接到三端可调输出正电压稳压器件U2的输出引脚，第四二极管D4的阳极连接到三端可调输出正电压稳压器件U2的输出引脚，第四二极管的阴极连接到三端可调输出正电压稳压器件立的输入引脚。
其中，C3和C4为滤波电容，D3用于给C3放电，D4用于给C4放电。
本实施例中电阻阻值的选取过程参考上述实施例这里不再赘述。
本实施例中当输出负载出现短路或过流时，R6上的压降增加至三极管的启动电压，就能使三极管导通，将LM317的电压调节端电压降低，使得输出电压VOUT也降低，负载上的压降降低，从而起到限流作用，有效的保护负载和电路不被烧毁。
请参考图6，图6是本发明实施例提供的一种具有过流保护功能的灯具，如图6所示，该灯具包括如图1至图5任一实施例所描述的输出过流保护电路和光源，其中，光源为所述输出过流保护电路的负载。光源可以为LED灯等。
本实施例提供的灯具具有过流保护功能，能有效保护电路和光源不被烧毁。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种输出过流保护电路，其特征在于，包括：稳压器、开关器和采样器，其中，所述稳压器包括电压调节端，当所述电压调节端的电压绝对值减少时所述稳压器输出端的电压绝对值减小，
所述稳压器的接地端连接到接地点，所述稳压器的输入端用于连接到电源，所述稳压器的输出端用于连接到所述输出过流保护电路的负载；
所述开关器的第一端连接到所述电压调节端，所述开关器的第二端连接到接地点，所述开关器的驱动端连接到所述采样器的输出端；
所述采样器用于采样所述稳压器输出端的电流，并且在采样到所述稳压器输出端的电流超过电流限定值时输出驱动信号控制所述开关器导通，从而降低所述电压调节端的电压绝对值。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，
所述稳压器包括三端可调输出负电压稳压器件、第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第一端连接到接地点，所述第一电阻的第二端连接到所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第一端为所述电压调节端，所述第二电阻的第二端连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的电压调节引脚，所述三端可调输出负电压稳压器件的输入引脚用于连接到电源，所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚用于连接到所述负载的第一端。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，
所述采样器包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接到接地点，所述第三电阻的第二端用于连接到所述负载的第二端，所述第三电阻的第二端为所述采样器的输出端。
4.根据权利要求2或3所述的电路，其特征在于，
所述开关器包括开关管，所述开关管的正极连接到接地点，所述开关管的负极连接到所述第二电阻的第一端，所述开关管的驱动引脚连接到所述第三电阻的第二端。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第一电容、第二电容、第一二极管和第二二极管，其中，
所述第一电容的第一端连接到接地点，所述第一电容的第二端连接到的所述第一电阻的第二端，所述第二电容的第一端连接到接地点，所述第二电容的第二端连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚；
所述第一二极管的阳极连接到所述第一电容的第二端，所述第一二极管的阴极连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚，所述第二二极管的阳极连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输出引脚，所述第二二极管的阴极连接到所述三端可调输出负电压稳压器件的输入引脚。
6.据权利要求1所述的电路，其特征在于，
所述稳压器包括三端可调输出正电压稳压器件、第四电阻和第五电阻，其中，所述第四电阻的第一端连接到接地点，所述第四电阻的第二端连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的电压调节引脚，所述第四电阻的第二端为所述电压调节端，所述第五电阻的第一端连接到所述第四电阻的第二端，所述第五电阻的第二端连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚，所述三端可调输出正电压稳压器件的输入引脚用于连接到所述电源，所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚用于连接到所述负载的第一端。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，
所述采样器包括第六电阻，所述第六电阻的第一端连接到接地点，所述第六电阻的第二端用于连接到所述负载的第二端，所述第六电阻的第二端为所述采样器的输出端。
8.根据权利要求6或7所述的电路，其特征在于，
所述开关器包括开关管，所述开关管的正极连接到所述第四电阻的第二端，所述开关管的负极连接到接地点，所述开关管的驱动引脚连接到所述第六电阻的第二端。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第三电容、第四电容、第三二极管和第四二极管，其中，
所述第三电容的第一端连接到接地点，所述第三电容的第二端连接到的所述第四电阻的第二端，所述第四电容的第一端连接到接地点，所述第四电容的第二端连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚；
所述第三二极管的阳极连接到所述第三电容的第二端，所述第三二极管的阴极连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚，所述第四二极管的阳极连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输出引脚，所述第四二极管的阴极连接到所述三端可调输出正电压稳压器件的输入引脚。
10.一种具有过流保护功能的灯具，包括如权利要求1至5任一项所述的过流保护电路和光源，其中，所述光源的第一端连接到所述输出过流保护电路的稳压器的输出端，所述光源的第二端连接到接地点。
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