CN104378881A - 一种用于led灯的断路保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于LED灯的断路保护电路，在每个串联的LED灯上并联一个二极管和MOSFET开关管组成的替代保护电路，当某个LED断开时，整串LED灯仍能正常工作。本发明适用于各种路灯、LED灯管等绝大部分串联LED电路，起保护LED灯珠作用。当串联LED中某个LED开路时，替代保护电路工作并替代开路的LED，使串联LED电路仍可工作，替代保护电路对原电路影响很小，且具有稳压、抑制干扰的效果；由于MOSFET管自身的优良特性，以及其对变化电压的调节能力，使替代电路可适用不同类型的LED灯。

Description

一种用于LED灯的断路保护电路

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种用于LED灯的断路保护电路。

背景技术

LED照明由于其节能环保长寿命等优良特点，正越来越得到广泛的使用。为了达到一定的功率亮度需求，通常需要将若干个LED灯珠串联在一起使用，这就使得当某个LED灯出现故障而导致断路的时候，所在的串联回路上所有的灯都不能亮，这就造成了很大的成本浪费，如果串联在一起的灯珠很多，损失率是很大的，特别对于大功率LED灯来说更是这样。

中国发明专利《一种发光二极管断路保护电路》(申请号：201210465901.9)，提出了：

1.如果某个LED损坏而断路，则该LED两端的电压会升高，一旦超过齐纳二极管的稳压电压(3.5V)，齐纳二极管就会有电流通过，触发单向可控硅的门控极G，此时单向可控硅就会导通，导通时单向可控硅两端电压在1.0V左右。由于单向可控硅导通，即使由于某个LED损坏，也不会影响其它LED正常工作。

2.可用一个单向可控硅和齐纳二极管组成的电子开关电路来替代两个正常工作电压为3.2V的LED灯。

然而，该说法存在以下缺陷：

1.一般LED灯的发光二极管导通压降为2.3V至3.4V左右，而当其损坏而断路时导通的单向可控硅压降为1.0V左右的话，那原来LED两端高于1.0V的导通压降势必分到其他LED灯或者可能接入的限流电阻上，但不管怎样其他工作的发光LED灯珠肯定会分到一部分电压，根据LED发光特性，LED导通随着电压升高，电流压力将增大，发热增加，严重时导致LED损坏，因此，该方案所提到的不会影响其它LED正常工作就存在质疑，或许坏了一个LED灯体现不出来，但是如果出现多个LED灯都坏掉，那么加在其它原来正常的LED灯上的电压就会高出很多，导致流过LED灯的电流急剧加大，会大大影响LED灯的寿命，甚至所有LED灯都会烧掉。因此这种保护电路只能适用于串联回路上有很多灯珠，而且损坏的LED灯占很小的比例的情况，才能安全地起到保护作用，因此在实际运用上存在一定的局限性。对于导通压降为1.0V左右的一个LED灯来说是可以的，但对于导通压降在3V左右的大功率LED灯珠来说是不行的。

2.至于该方案中提到的用一个电子开关电路来替代两个正常工作电压都为3.2V的LED灯，通过上述1中的分析，能清楚地认识到更是不可能实现的：两个正常工作的LED灯电压为6.4V，当有一个灯损坏时，电子开关导通，这时其两端的电压只有1.0V左右，那么原来加在LED灯两端电压剩下的5.4V势必加到其他LED灯上，这就导致原本还能正常工作的LED灯更容易因加在两端的电压过高而出现永久性的烧坏。因此，是不可行的。

中国实用新型专利《大功率LED串联带补偿元件的市电驱动路灯》(申请号：201020657069.9)，提出了：实用新型的积极效果是：比现通用的大功率LED路灯更节能，大约又节省1/2左右，即又节能50％。

这里，提出以下质疑：

并联上电阻作为一种LED串联补偿电路，本身电阻所在的支路就会分到一定的电流，而且是占一定比例的，如果每个LED灯都并联上一个电阻，这样一来对于一个有着几十乃至上百个灯珠的LED路灯来说，势必也要这么多个电阻，也就是说这些并联的电阻都存在一定的分流电流，流经电阻的电流必将以热能的形式损耗掉，从而造成电能的损失，那么每个灯以及整体的发光效率也会降低，这样不仅不节能，反而更耗电。

中国发明专利《一种带稳压二极管保护的LED灯》(申请号：201010131053.9)，提出了：用反向并联的稳压二极管接在每个LED灯上来保护当某个或若干个LED灯损坏时，其它LED灯依旧能够正常工作。

该发明也存在一些不足：

稳压二极管的导通电压要与LED灯正常工作时的电压接近，否则当有若干个LED灯损坏时，二极管导通所需的电压过高就会从其他LED灯划分到自己身上来，导致其他还能工作的LED灯变暗；而电压过低就会将多出来的电压分到其他LED灯上，从而导致其它LED灯变亮。不管二极管导通电压过高还是过低都会对LED灯产生一定影响，因此该设计方案还是不够完善的。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于LED灯的断路保护电路，旨在解决现有的LED灯的断路保护电路耗能较大、分压等相关问题。

本发明实施例是这样实现的，该用于LED灯的断路保护电路包括：二极管和MOSFET管，二极管跨接在MOSFET管的栅极与漏极之间，MOSET管的漏极与源极连接在LED上，MOSFET管的漏极连接LED正极，源极连接LED负极。

进一步，在每个串联的LED灯上并联一个由二极管和MOSFET管组成的替代电路。

本发明提供的用于LED灯的断路保护电路，在每个串联的LED灯上并联一个由二极管和MOSFET管组成的替代保护电路。本发明的适用范围非常广，适用于各种路灯、LED灯管等绝大多数LED串联电路，稳定性强，LED灯正常工作与替代电路工作时稳压效果好；适应性好：对于不同正常工作电压的LED灯来说，由于MOSFET管自身的优良特性，使得其对变化电压的调节能力强，因此能适应不同型号LED灯珠串联的LED灯。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于LED灯的断路保护电路结构示意图；

图中：1、二极管；2、MOSFET管。

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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当指出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。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的用于LED灯的断路保护电路主要包括：二极管1和MOSFET管2，二极管1跨接在MOSFET管2的栅极与漏极之间，MOSET管2的漏极与源极连接在LED上，MOSFET管2的漏极连接LED正极，源极连接LED负极。

在每个串联的LED灯上并联一个由二极管和N型MOSFET管组成的替代电路。

通过仿真试验和电路实验对本发明的应用效果做进一步的说明：

本发明所采用的二极管结合MOSFET管方案，用protues仿真软件经过反复多次的尝试与硬件调试，结果表明本发明设计有着很强的适用性：LED灯正常工作时LED两端电压与LED灯断开时替代电路两端的电压几乎相等，完全不影响其他LED灯正常发光。

具体电路实验中，二极管用1N4007；MOSFET管用IRF530N；串联发光LED灯珠用1W的大功率白光LED，其导通压降为3.2V，额定电流为350mA；串联数量为8个，电源为恒流源，每个发光LED都并联一个替代电路，实验表明，当某个LED灯珠断开时，替代电路两端的压降为3.2V，与原电路一样，不影响原电路，替代效果好。

对于将电阻并联在LED串联回路上作为补偿电路的实用新型专利所存在的缺陷，本发明所采用的二极管结合MOSFET管方案，经过protues软件仿真和电路实验表明漏电流极小，不影响LED正常使用和发光效率。

二极管和MOSFET管。其二极管可以是肖特基二极管或齐纳二极管，也可以是一般的整流二极管或快恢复二极管；MOSFET管可以用一般的N型场效应管。

若串联LED电路上的某个LED损坏而断路，则该LED两端的电压会升高，通过二极管，使N型MOSFET管导通，导通时MOSFET管两端电压在3伏左右，基本与原LED灯的导通压降相同，即不会因某个LED灯珠损坏，而影响整串LED灯，且并联替代电路后，不会影响其它LED的正常工作。

对于将稳压二极管并联在LED上起断路保护的发明专利所存在的不足，本发明也设计出了更优化的技术方案，其原理在于MOSFET管的自身所具有的自动调节能力，且MOSFET管在一定范围内能起到比稳压管还要完美的稳压效果，而这正是这一发明所具有的优势。

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 (4)

1.一种用于LED灯的断路保护电路，其特征在于，该用于LED灯的断路保护电路包括：二极管和MOSFET管，二极管跨接在MOSFET管的栅极与漏极之间，MOSET管的漏极与源极连接在LED上，MOSFET管的漏极连接LED正极，源极连接LED负极。

2.如权利要求1所述的用于LED灯的断路保护电路，其特征在于，在每个串联的LED灯上并联一个由二极管和MOSFET管组成的替代电路。

3.如权利要求1所述的用于LED灯的断路保护电路，其特征在于，二极管采用肖特基二极管、齐纳二极管、整流二极管、快恢复二极管。

4.如权利要求1所述的用于LED灯的断路保护电路，其特征在于，MOSFET管采用N型场效应管。