CN104470120A - 一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出led保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器P1和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器U1和脉冲比较器U2等组成，其特征在于，在主误差放大器W1的正极输入端和安全误差放大器W2的正极输入端之间串接有逻辑保护射极耦合式放大电路。本发明不仅具有短路保护、过压保护及开路保护的功能，而且其功耗较低，仅为传统保护电路功耗的1/3。同时，本发明设有多路输出稳压电源，因此能确保保护电路自身的用电需求，能有效的避免外部电磁干扰，提高控制的灵敏度和精度。

Description

一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统

技术领域

本发明涉及一种LED保护电路，具体是指一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统。

背景技术

目前，由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，其已经成为了人们生活照明的主流产品之一。由于LED灯不同于传统的白炽灯，其需要由专用的驱动电路来进行驱动，因此市面上便出现了各式各样的用于防止驱动系统免受内部或外部不利因素干扰的保护系统。

虽然这些保护系统大多都具备短路保护功能和过热保护功能，但这些保护系统的结构往往都比较复杂，其维修难度较大。同时，这些保护系统的能耗较高，能有效避免LED灯驱动电路自身电路影响的力度较差，不能有效的整个驱动电路进行保护。

发明内容

本发明的目的在于克服目前LED灯保护系统所存在的结构复杂、能耗较高，以及全面保护力度较差的缺陷，提供一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器P1和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器U1和脉冲比较器U2，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3及场效应管MOS4，串接在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间的振荡器，输出端均与脉冲比较器U1的正极输入端和脉冲比较器U2的正极输入端相连接的主误差放大器W1和安全误差放大器W2，源极均与主误差放大器W1和安全误差放大器W2的输出端相连接的场效应管MOS5和场效应管MOS6，以及分别与场效应管MOS1、场效应管MOS3、功率放大器P1和功率放大器P2相连接并为其提供电流的多路输出稳压电源组成。

同时，在主误差放大器W1的正极输入端和安全误差放大器W2的正极输入端之间串接有逻辑保护射极耦合式放大电路；所述场效应管MOS1的漏极与场效应管MOS2的源极相连接，其源极与多路输出稳压电源的V1电压端相连接；场效应管MOS2的栅极与功率放大器P1的正极输入端相连接，其漏极接地；场效应管MOS3的漏极与场效应管MOS4的源极相连接，其源极与多路输出稳压电源的V1电压端相连接；场效应管MOS4的栅极与功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地；所述功率放大器P1的负极输入端与多路输出稳压电源的V2电压端相连接，功率放大器P2的负极输入端与多路输出稳压电源的V3电压端相连接；所述脉冲比较器U1的正极输入端、脉冲比较器U2的正极输入端、主误差放大器W1的输出端和安全误差放大器W2的输出端均与多路输出稳压电源的V2电压端相连接；所述主误差放大器W1的负极输入端和安全误差放大器W2的负极输入端均外接1.23V电压；所述场效应管MOS5的漏极和场效应管MOS6的漏极均接地。

所述逻辑保护射极耦合式放大电路主要由三极管Q1，三极管Q2，功率放大器P3，功率放大器P4，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R16，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C15，串接在功率放大器P3的正极输入端与三极管Q1的集电极之间的电阻R15，串接在三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极之间的电阻R17，与电阻R17相并联的电容C14，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R18后与三极管Q1的发射极相连接的极性电容C13，串接在三极管Q2的基极与极性电容C13的正极之间的电阻R19，正极与三极管Q2的发射极相连接、负极顺次经稳压二极管D8和电阻R20后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C16，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极经电阻R22和电阻R21后与稳压二极管D8与电阻R20的连接点相连接的二极管D9，以及P极与电容C13的负极相连接、N极与二极管D9与电阻R22的连接点相连接的稳压二极管D10组成；所述三极管Q1的基极与极性电容C13的正极相连接，其发射极与三极管Q2的发射极相连接，其集电极与功率放大器P3的负极输入端相连接；三极管Q2的集电极与功率放大器P4的负极输入端相连接，功率放大器P4的正极输入端与功率放大器P3的输出端相连接；所述极性电容C13的正极与主误差放大器W1的正极输入端相连接，电阻R22与电阻R21的连接点与安全误差放大器W2的正极输入端相连接。

进一步地，所述多路输出稳压电源由变压器T，与变压器T的副边线圈L2相连接的第一输出电路，与变压器T的副边线圈L3相连接的第二输出电路以及与变压器T的副边线圈L4相连接的第三输出电路组成。

所述第一输出电路由二极管D1、电容C1、电容C2及电感L5组成，所述二极管D1的P极与副边线圈L2的同名端相连接、其N极则经电容C1后与副边线圈L2的非同名端相连接；电感L5的一端与二极管D1与电容C1的连接点相连接、另一端则经电容C2后与副边线圈L2的非同名端相连接；电容C2的两端则形成V1电压端。

所述第二输出电路由二极管整流器Z1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、集成稳压器W7806和集成稳压器W7809组成；所述二极管整流器Z1的输入端与副边线圈L3相并联，电容C3的正极与二极管整流器Z1的正极输出端相连接、其负极则与二极管整流器Z1的负极输出端相连接；电容C4的正极与电容C3的正极相连接、其负极与电容C5的正极相连接，电容C5的负极则与电容C3的负极相连接；集成稳压器W7806的第一输出端与电容C4的正极相连接、其第二输出端则电容C4的负极相连接；集成稳压器W7809的第一输出端与电容C5的正极相连接、其第二输出端则电容C5的负极相连接，电容C6则串接在集成稳压器W7809的第一输出端与第三输出端之间；所述集成稳压器W7806的第三输出端与集成稳压器W7809的第三输出端则形成V2电压端。

所述第三输出电路由二极管整流器Z2、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D2及集成稳压器W7809组成；所述二极管整流器Z2的输入端与副边线圈L4相并联，电容C7的则串接在二极管整流器Z2的正极输出端和负极输出端之间，电容C8与电容C7相并联，电容C9串接在集成稳压器W7809的第三输出端与第二输出端之间；二极管D2则串接在集成稳压器W7809的第一输出端与第三输出端之间；电容C9的两端则形成V3电压端。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明不仅具有短路保护、过压保护及开路保护的功能，而且其功耗较低，仅为传统保护电路功耗的1/3。

（2）本发明设有多路输出稳压电源，因此能确保保护电路自身的用电需求，能有效的避免外部电磁干扰，提高控制的灵敏度和精度。

（3）本发明还具有欠压闭锁功能，能有效的克服传统保护电路的延迟效应。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的多路输出稳压电源结构示意图。

图3为本发明的逻辑控制电路结构示意图。

图4为本发明的逻辑保护射极耦合式放大电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由栅极驱动电路、逻辑控制电路、功率放大器P1、功率放大器P2、脉冲比较器U1、脉冲比较器U2、振荡器、主误差放大器W1、安全误差放大器W2、多路输出稳压电源以及场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3、场效应管MOS4、场效应管MOS5、场效应管MOS6及逻辑保护射极耦合式放大电路组成。

其中，栅极驱动电路用于为场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3和场效应管MOS4提供栅极驱动电压，而逻辑控制电路则用于本发明的逻辑判断和处理。由于该栅极驱动电路为目前较为成熟的技术，因此本发明在此便不做过多描述。

如图2所示，该多路输出稳压电源由变压器T，与变压器T的副边线圈L2相连接的第一输出电路，与变压器T的副边线圈L3相连接的第二输出电路以及与变压器T的副边线圈L4相连接的第三输出电路组成。

其中，第一输出电路由二极管D1、电容C1、电容C2及电感L5组成，所述二极管D1的P极与副边线圈L2的同名端相连接、其N极则经电容C1后与副边线圈L2的非同名端相连接；电感L5的一端与二极管D1与电容C1的连接点相连接、另一端则经电容C2后与副边线圈L2的非同名端相连接；电容C2的两端则形成V1电压端。

第二输出电路由二极管整流器Z1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、集成稳压器W7806和集成稳压器W7809组成；所述二极管整流器Z1的输入端与副边线圈L3相并联，电容C3的正极与二极管整流器Z1的正极输出端相连接、其负极则与二极管整流器Z1的负极输出端相连接；电容C4的正极与电容C3的正极相连接、其负极与电容C5的正极相连接，电容C5的负极则与电容C3的负极相连接；集成稳压器W7806的第一输出端与电容C4的正极相连接、其第二输出端则电容C4的负极相连接。

集成稳压器W7809的第一输出端与电容C5的正极相连接、其第二输出端则电容C5的负极相连接，电容C6则串接在集成稳压器W7809的第一输出端与第三输出端之间；所述集成稳压器W7806的第三输出端与集成稳压器W7809的第三输出端则形成V2电压端。

由于第二输出端具有两组电压值，即如图2所述的+6V和-6V，因此在使用时，本申请只需连接其+6V的连接端即可。

第三输出电路由二极管整流器Z2、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D2及集成稳压器W7809组成；所述二极管整流器Z2的输入端与副边线圈L4相并联，电容C7的则串接在二极管整流器Z2的正极输出端和负极输出端之间，电容C8与电容C7相并联，电容C9串接在集成稳压器W7809的第三输出端与第二输出端之间；二极管D2则串接在集成稳压器W7809的第一输出端与第三输出端之间；电容C9的两端则形成V3电压端

连接时，所述场效应管MOS1的栅极要与栅极驱动电路相连接，其漏极与场效应管MOS2的源极相连接，其源极则需要与多路输出稳压电源的V1电压端相连接。场效应管MOS2的栅极同时与栅极驱动电路和功率放大器P1的正极输入端相连接，其漏极接地。场效应管MOS3的栅极与栅极驱动电路相连接，其漏极与场效应管MOS4的源极相连接，其源极同样与多路输出稳压电源的V1电压端相连接。场效应管MOS4的栅极同时与栅极驱动电路和功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地。

而所述的功率放大器P1和功率放大器P2的输出端则均与逻辑控制电路相连接。考虑到逻辑控制电路的实际特点，本申请中的功率放大器P1的负极输入端需要外接多路输出稳压电源的V2电压端，而功率放大器P2的负极输入端则需要外接多路输出稳压电源的V3电压端，即本申请中的功率放大器P2的输入电压必须要低于功率放大器P1的输入电压，才能确保逻辑控制电路的正常工作。

同时，脉冲比较器U1和脉冲比较器U2的输出端也要与逻辑控制电路相连接。而振荡器则串接在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间，以确保该振荡器能为脉冲比较器U1和脉冲比较器U2输入脉冲信号。

所述主误差放大器W1和安全误差放大器W2的输出端，以及脉冲比较器U1的正极输入端和脉冲比较器U2的正极输入端均要与多路输出稳压电源的V2电压端相连接，以便通过该多路输出稳压电源为主误差放大器W1、安全误差放大器W2、脉冲比较器U1和脉冲比较器U2提供工作电压。

其中，主误差放大器W1用于负责本申请中误差系数的处理，而安全误差放大器W2则用于防止短路或瞬时高压对本系统的破坏。连接时，该主误差放大器W1的负极输入端和安全误差放大器W2的负极输入端均外接1.23V电压，而主误差放大器W1的正极输入端和安全误差放大器W2的正极输入端则分别与逻辑保护射极耦合式放大电路相连接。

所述场效应管MOS5的栅极和场效应管MOS6的栅极均外接+1.23V的电压，而场效应管MOS5和场效应管MOS6的源极则分别与主误差放大器W1和安全误差放大器W2的输出端相连接，同时，场效应管MOS5的漏极和场效应管MOS6的漏极均接地。

本发明的逻辑控制电路的结构如图3所示，其由与非门IC4，输入端与与非门IC4的输出端相连接的非门IC5，输出端与与非门IC4的负极输入端相连接的非门IC3，以及与与非门IC4的正极输入端相连接的第一逻辑链路和第二逻辑链路组成。

其中，该第一逻辑链路由非门IC1、非门IC2、电阻R13、二极管D5、滤波延时电路、电阻R10、电阻R11、电容C10及二极管D3组成。连接时，非门IC2的输入端与非门IC1的输出端相连接，其输出端则顺次经电阻R13和二极管D5后与与非门IC4的正极输入端相连接。同时，滤波延时电路要与与非门IC4的正极输入端相连接。

二极管D3的P极与非门IC1的输入端相连接，其N极顺次经电阻R11和电容C10后与非门IC1的输入端相连接，即从二极管D3的N极顺次经电阻R11和电容C10后需要与二极管D3的P极形成一个电回路。电阻R10则与二极管D3相并联。同时，所述电容C10与电阻R11的连接点接地，二极管D3的N极需要与功率放大器P1的输出端相连接，非门IC2的输出端和非门IC5的输出端则均与功率放大器P2的输出端相连接。

所述滤波延时电路由电解电容C12，以及串接在电解电容C12的正极和负极之间的电阻R14组成，连接时，二极管D5的N极要与该电解电容C12的正极相连接，即与非门IC4的正极输入端要与电解电容C12的正极相连接。

所述的第二逻辑链路由异或门IC6、二极管D4、二极管D6、二极管D7、电阻R12和电容C11组成。连接时，二极管D6的P极与与非门IC4的正极输入端相连接，其N极与异或门IC6的第一输入端相连接。二极管D4的N极与非门IC3的输入端相连接，其P极与脉冲比较器U1的输出端相连接；而电阻R12则与二极管D4相并联。

电容C11的正极与二极管D4的N极相连接，其负极接地；二极管D7的N极与异或门IC6的第一输入端相连接，其P极与脉冲比较器U1的输出端相连接。同时，异或门IC6的第二输入端与非门IC5的输出端相连接，而异或门IC6的输出端则与脉冲比较器U2的输出端相连接。

所述逻辑保护射极耦合式放大电路的结构如图4所示，其主要由三极管Q1，三极管Q2，功率放大器P3，功率放大器P4，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R16，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C15，串接在功率放大器P3的正极输入端与三极管Q1的集电极之间的电阻R15，串接在三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极之间的电阻R17，与电阻R17相并联的电容C14，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R18后与三极管Q1的发射极相连接的极性电容C13，串接在三极管Q2的基极与极性电容C13的正极之间的电阻R19，正极与三极管Q2的发射极相连接、负极顺次经稳压二极管D8和电阻R20后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C16，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极经电阻R22和电阻R21后与稳压二极管D8与电阻R20的连接点相连接的二极管D9，以及P极与电容C13的负极相连接、N极与二极管D9与电阻R22的连接点相连接的稳压二极管D10组成。

同时，所述三极管Q1的基极与极性电容C13的正极相连接，其发射极与三极管Q2的发射极相连接，其集电极与功率放大器P3的负极输入端相连接；三极管Q2的集电极与功率放大器P4的负极输入端相连接，功率放大器P4的正极输入端与功率放大器P3的输出端相连接。

连接时，所述极性电容C13的正极与主误差放大器W1的正极输入端相连接，电阻R22与电阻R21的连接点与安全误差放大器W2的正极输入端相连接。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (5)

1.一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器P1和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器U1和脉冲比较器U2，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3及场效应管MOS4，串接在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间的振荡器，输出端均与脉冲比较器U1的正极输入端和脉冲比较器U2的正极输入端相连接的主误差放大器W1和安全误差放大器W2，源极均与主误差放大器W1和安全误差放大器W2的输出端相连接的场效应管MOS5和场效应管MOS6，以及分别与场效应管MOS1、场效应管MOS3、功率放大器P1和功率放大器P2相连接并为其提供电流的多路输出稳压电源组成，其特征在于，在主误差放大器W1的正极输入端和安全误差放大器W2的正极输入端之间串接有逻辑保护射极耦合式放大电路；所述场效应管MOS1的漏极与场效应管MOS2的源极相连接，其源极与多路输出稳压电源的V1电压端相连接；场效应管MOS2的栅极与功率放大器P1的正极输入端相连接，其漏极接地；场效应管MOS3的漏极与场效应管MOS4的源极相连接，其源极与多路输出稳压电源的V1电压端相连接；场效应管MOS4的栅极与功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地；所述功率放大器P1的负极输入端与多路输出稳压电源的V2电压端相连接，功率放大器P2的负极输入端与多路输出稳压电源的V3电压端相连接；所述脉冲比较器U1的正极输入端、脉冲比较器U2的正极输入端、主误差放大器W1的输出端和安全误差放大器W2的输出端均与多路输出稳压电源的V2电压端相连接；所述主误差放大器W1的负极输入端和安全误差放大器W2的负极输入端均外接1.23V电压；所述场效应管MOS5的漏极和场效应管MOS6的漏极均接地；

所述逻辑保护射极耦合式放大电路主要由三极管Q1，三极管Q2，功率放大器P3，功率放大器P4，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R16，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C15，串接在功率放大器P3的正极输入端与三极管Q1的集电极之间的电阻R15，串接在三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极之间的电阻R17，与电阻R17相并联的电容C14，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R18后与三极管Q1的发射极相连接的极性电容C13，串接在三极管Q2的基极与极性电容C13的正极之间的电阻R19，正极与三极管Q2的发射极相连接、负极顺次经稳压二极管D8和电阻R20后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C16，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极经电阻R22和电阻R21后与稳压二极管D8与电阻R20的连接点相连接的二极管D9，以及P极与电容C13的负极相连接、N极与二极管D9与电阻R22的连接点相连接的稳压二极管D10组成；所述三极管Q1的基极与极性电容C13的正极相连接，其发射极与三极管Q2的发射极相连接，其集电极与功率放大器P3的负极输入端相连接；三极管Q2的集电极与功率放大器P4的负极输入端相连接，功率放大器P4的正极输入端与功率放大器P3的输出端相连接；所述极性电容C13的正极与主误差放大器W1的正极输入端相连接，电阻R22与电阻R21的连接点与安全误差放大器W2的正极输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统，其特征在于，所述多路输出稳压电源由变压器T，与变压器T的副边线圈L2相连接的第一输出电路，与变压器T的副边线圈L3相连接的第二输出电路以及与变压器T的副边线圈L4相连接的第三输出电路组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统，其特征在于，所述第一输出电路由二极管D1、电容C1、电容C2及电感L5组成，所述二极管D1的P极与副边线圈L2的同名端相连接、其N极则经电容C1后与副边线圈L2的非同名端相连接；电感L5的一端与二极管D1与电容C1的连接点相连接、另一端则经电容C2后与副边线圈L2的非同名端相连接；电容C2的两端则形成V1电压端。

4.根据权利要求3所述的一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统，其特征在于，所述第二输出电路由二极管整流器Z1、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、集成稳压器W7806和集成稳压器W7809组成；所述二极管整流器Z1的输入端与副边线圈L3相并联，电容C3的正极与二极管整流器Z1的正极输出端相连接、其负极则与二极管整流器Z1的负极输出端相连接；电容C4的正极与电容C3的正极相连接、其负极与电容C5的正极相连接，电容C5的负极则与电容C3的负极相连接；集成稳压器W7806的第一输出端与电容C4的正极相连接、其第二输出端则电容C4的负极相连接；集成稳压器W7809的第一输出端与电容C5的正极相连接、其第二输出端则电容C5的负极相连接，电容C6则串接在集成稳压器W7809的第一输出端与第三输出端之间；所述集成稳压器W7806的第三输出端与集成稳压器W7809的第三输出端则形成V2电压端。

5.根据权利要求4所述的一种基于逻辑保护射极耦合式放大电路的多路输出LED保护系统，其特征在于，所述第三输出电路由二极管整流器Z2、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D2及集成稳压器W7809组成；所述二极管整流器Z2的输入端与副边线圈L4相并联，电容C7的则串接在二极管整流器Z2的正极输出端和负极输出端之间，电容C8与电容C7相并联，电容C9串接在集成稳压器W7809的第三输出端与第二输出端之间；二极管D2则串接在集成稳压器W7809的第一输出端与第三输出端之间；电容C9的两端则形成V3电压端。