CN105050295A

CN105050295A - 一种led驱动电源的过温保护电路

Info

Publication number: CN105050295A
Application number: CN201510546192.0A
Authority: CN
Inventors: 邢宏印
Original assignee: Shenzhen Zhihexingye Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhihexingye Electronics Co Ltd
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2015-11-11

Abstract

本发明公开了一种LED驱动电源的过温保护电路，包括：电压调节模块、电流检测模块、比较模块、反馈模块和电流调节模块；所述电压调节模块和电流检测模块分别依次通过比较模块和反馈模块连接电流调节模块的一端；所述电流调节模块的另一端连接切换电路；通过电压调节模块将温度转换为对应的基准点电压，比较模块比较出基准点电压与电流检测模块的输出电流电压大小，输出比较结果给电流调节模块对应调节LED光源工作电流大小，当LED驱动电源的温度高于某一温度时，电流调节模块对应调低工作电流的占空比，从而降低了LED光源的功率，降低了发热，能有效防止LED驱动电源的温度升高，保证了LED驱动电源不会过热。

Description

一种LED驱动电源的过温保护电路

技术领域

本发明涉及LED驱动电源领域，尤其涉及的是一种LED驱动电源的过温保护电路。

背景技术

随着节能减排的需要，绿色环保的LED(LightEmittingDiode，发光二极管)照明产品的应用越来越多。而制约LED照明产品寿命的主要因素不是LED本身，却是LED驱动电源。传统的LED驱动电源的过温保护电路会在电源温度达到一定值时(一般情况下是内部温度超过95℃)LED驱动电源会直接关机。而LED驱动电源的特性连续工作时间长，长期处于满载情况工作，部分LED照明产品工作环境恶劣，有些放在密封的灯壳工作环境温度高达70℃，有的用于隧道24小时连续的工作，因此，现有的过温保护电路使得LED驱动电源超过一温度阈值便关机的方式并不适合于需要LED长久工作的环境，导致LED正常照明时间短，不能提供长时间的照明，不能有效防止LED驱动电源的温度升高，不能保证LED驱动电源不会过热。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种LED驱动电源的过温保护电路，旨在解决现有LED驱动电源过温保护电路不能有效防止LED驱动电源温度升高，LED正常照明时间短的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种LED驱动电源的过温保护电路，其中，包括：

用于根据LED驱动电源的温度控制输出的基准点电压大小的电压调节模块；

与LED光源串联、用于将LED光源的工作电流转换为对应的输出电流电压的电流检测模块；

用于将所述基准点电压与输出电流电压进行比较得到对应比较结果的比较模块；

用于将所述比较结果反馈给电流调节模块的反馈模块；

用于根据所述比较结果对应调节LED光源工作电流大小的电流调节模块；

所述电压调节模块依次通过比较模块和反馈模块连接电流调节模块的一端；所述电流检测模块依次通过比较模块和反馈模块连接电流调节模块的一端；所述电流调节模块的另一端连接切换电路。

所述的LED驱动电源的过温保护电路，其中，所述比较模块包括：第一电容、第一电阻、第二电阻和运算放大器；所述运算放大器的反相输入端通过第二电阻连接电流检测模块；所述运算放大器的反相输入端还依次通过第一电阻和第一电容连接运算放大器的输出端；所述运算放大器的同相输入端连接电压调节模块；所述运算放大器的输出端连接反馈模块。

所述的LED驱动电源的过温保护电路，其中，所述反馈模块包括：第四电阻和光耦；所述光耦的阳极通过第四电阻连接供电端，所述光耦的阴极连接比较模块；所述光耦的集电极连接电流调节模块，所述光耦的发射极接地。

所述的LED驱动电源的过温保护电路，其中，所述电压调节模块包括：第二电容、第三电容、第三电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、热敏电阻、三极管和可控稳压源；

所述可控稳压源的阴极通过第三电阻连接供电源；所述可控稳压源的阴极连接可控稳压源的参考端；所述可控稳压源的参考端通过第二电容连接可控稳压源的阳极；所述可控稳压源的阴极还依次通过热敏电阻和第九电阻连接可控稳压源的阳极；所述可控稳压源的阳极接地；

所述三极管的基极通过第九电阻接地；所述三极管的基极还通过第三电容接地；所述三极管的基极通过第三电容连接三极管的发射极；所述三极管的发射极通过第八电阻连接比较模块；所述三极管的集电极依次通过第七电阻和第五电阻连接比较模块；所述三极管的集电极还依次通过第七电阻和第六电阻连接可控稳压源的阴极。

所述的LED驱动电源的过温保护电路，其中，所述三极管为NPN三极管；所述热敏电阻为NTC电阻。

所述的LED驱动电源的过温保护电路，其中，所述可控稳压源的型号为TL431。

所述的LED驱动电源的过温保护电路，其中，所述电流调节模块包括PWM控制IC；所述PWM控制IC的反馈端连接反馈模块；所述PWM控制IC的接地端接地；所述PWM控制IC的电源端连接电源IC供电端；所述PWM控制IC的驱动端连接切换电路。

所述的LED驱动电源的过温保护电路，其中，还包括：用于根据LED驱动电源的温度控制电流调节模块是否断开的温控开关模块；所述电流调节模块通过温控开关模块连接电源IC供电端。

本发明所提供的一种LED驱动电源的过温保护电路，有效地解决了现有LED驱动电源过温保护电路不能有效防止LED驱动电源温度升高，LED正常照明时间短的问题，包括：电压调节模块、电流检测模块、比较模块、反馈模块和电流调节模块；所述电压调节模块和电流检测模块分别依次通过比较模块和反馈模块连接电流调节模块的一端；所述电流调节模块的另一端连接切换电路；通过电压调节模块将温度转换为对应的基准点电压，比较模块比较出基准点电压与电流检测模块的输出电流电压大小，输出比较结果给电流调节模块对应调节LED光源工作电流大小，当LED驱动电源的温度高于某一温度时，电流调节模块对应调节LED光源工作电流变小，也就是调低工作电流的占空比，从而降低了LED光源的功率，降低了发热，能有效防止LED驱动电源的温度升高，保证了LED驱动电源不会过热，相应地延长了LED光源的正常工作时间，带来了大大的方便。

附图说明

图1为本发明提供的LED驱动电源的过温保护电路较佳实施例的电路示意图。

具体实施方式

本发明提供一种LED驱动电源的过温保护电路，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1为本发明提供的LED驱动电源的过温保护电路较佳实施例的电路示意图，如图所示，所述LED驱动电源的过温保护电路，包括：用于根据LED驱动电源的温度控制输出的基准点电压大小的电压调节模块110；与LED光源串联、用于将LED光源的工作电流转换为对应的输出电流电压的电流检测模块120；用于将所述基准点电压与输出电流电压进行比较得到对应比较结果的比较模块130；用于将所述比较结果反馈给电流调节模块150的反馈模块140；用于根据所述比较结果对应调节LED光源工作电流大小的电流调节模块150；

所述电压调节模块110依次通过比较模块130和反馈模块140连接电流调节模块150的一端；所述电流检测模块120依次通过比较模块130和反馈模块140连接电流调节模块150的一端；所述电流调节模块150的另一端连接切换电路。

具体来说，LED驱动电源是将市电转换为LED光源可用的电压和电流，从而给LED光源供能。所述LED驱动电源包括整流滤波EMC电路、切换电路、隔离变压器及整流滤波电路等，这些乃现有技术。切换电路则是来控制LED光源的工作电流的电流。所述电流检测模块120，与LED光源串联，用于检测LED光源的工作电流，然后通过电流检测模块120中的电阻，将工作电流转换为对应的输出电流电压。所述电流检测模块120乃现有技术，且有多种实现方式，此处不做详述。电压调节模块则是提供一个基准点电压，其电压值随着温度而对应变化，这里可通过热敏电阻来实现，譬如正温度系数热敏电阻或负温度系数热敏电阻均可，从而将温度转为对应的电压值。

在本发明中，当LED驱动电源的温度高于设定的第一温度值时，基准点电压小于输出电流电压，也就是LED光源的工作电流相应的输出电流电压时，比较模块130输出低电平，然后通过反馈模块140反馈给电流调节模块150，然后电流调节模块150相应调节LED光源工作电流大小，譬如调低工作电流的占空比，通过切换电路实现，从而可根据LED驱动电源的工作环境情况和内部温升情况来找到一个合适的恒流稳定点，从而保持，以保证电源不会过热，可以有效的预防磁芯饱和灯体温度的持续升高，同时保证照明系统正常照明。反之，当LED驱动电源的温度小于设定的第一温度值时，电流调节模块150对应调高占空比，即当LED驱动电源内部温度恢复的合理的温度时，LED驱动电源会自动恢复全功率输出。

本发明与现有的过温保护电路超过某一温度则LED驱动电源直接关机的方式大大的不同，本发明的LED光源正常工作时间更长，有效防止LED驱动电源的温度升高，保证了LED驱动电源不会过热。

请继续参阅图1，进一步地，所述的LED驱动电源的过温保护电路，还包括：用于根据LED驱动电源的温度控制电流调节模块150是否断开的温控开关模块160；所述电流调节模块150通过温控开关模块160连接电源IC供电端DVCC。具体来说，这是为解决电源在极其恶劣的工作环境线而设计的，当LED驱动电源的内部温度在上述的过温保护状态下依然无法得到控制时，温控开关模块160在条件满足时便会启动，断开电流调节模块150，彻底切断电源输出，当电源温度恢复的合适温度时，电源便会自动重启，已到达对电源的保护功能。由温控开关模块160断开电流调节模块150(也就是下文所述的PWM控制IC)来实现。具体来说，温控开关模块160在现有技术中有多种实现方式，此处不再赘述。

请继续参阅图1，在实际应用时，所述比较模块130包括：第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2和运算放大器LM1；所述运算放大器LM1的反相输入端通过第二电阻R2连接电流检测模块120；所述运算放大器LM1的反相输入端还依次通过第一电阻R1和第一电容C1连接运算放大器LM1的输出端；所述运算放大器LM1的同相输入端连接电压调节模块110；所述运算放大器LM1的输出端连接反馈模块140。具体来说，第二电阻R2是控制运算放大器LM1的反应速度和放大倍数。而第一电阻R1和第一电容C1用于保证运算放大器LM1的电流反馈环路稳定。

进一步地，所述电压调节模块110包括：第二电容C2、第三电容C3、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、热敏电阻NTC1、三极管Q1和可控稳压源D1；

所述可控稳压源D1的阴极通过第三电阻R1连接供电源VCC；所述可控稳压源D1的阴极连接可控稳压源D1的参考端；所述可控稳压源D1的参考端通过第二电容C2连接可控稳压源D1的阳极；所述可控稳压源D1的阴极还依次通过热敏电阻NTC1和第九电阻R9连接可控稳压源D1的阳极；所述可控稳压源D1的阳极接地；

所述三极管Q1的基极通过第九电阻R9接地；所述三极管Q1的基极还通过第三电容C3接地；所述三极管Q1的基极通过第三电容C3连接三极管Q1的发射极；所述三极管Q1的发射极通过第八电阻R8连接比较模块130(也就是运算放大器LM1的同相输入端)；所述三极管Q1的集电极依次通过第七电阻R7和第五电阻R5连接比较模块130(也就是运算放大器LM1的同相输入端)；所述三极管Q1的集电极还依次通过第七电阻R7和第六电阻R6连接可控稳压源D1的阴极。

具体来说，所述三极管Q1为NPN三极管；所述热敏电阻NTC为NTC电阻，也就是负温度系数热敏电阻，随着温度升高阻值减小。所述可控稳压源D1的型号为TL431。

进一步地，所述反馈模块140包括：第四电阻R4和光耦UIB；所述光耦UIB的阳极通过第四电阻R4连接供电端VCC，所述光耦UIB的阴极连接比较模块130(也就是运算放大器LM1的输出端)；所述光耦UIB的集电极连接电流调节模块150，所述光耦UIB的发射极接地。具体来说，供电端VCC用于提供电路板的电源电压，譬如5V、18V、24V等。

进一步地，所述电流调节模块150包括PWM控制ICU1；所述PWM控制ICU1的反馈端连接反馈模块140(也就是光耦的集电极)；所述PWM控制ICU1的接地端接地；所述PWM控制ICU1的电源端连接电源IC供电端DVCC；所述PWM控制ICU1的驱动端GATE连接切换电路。所述电源IC供电端DVCC用于给PWM控制IC提供电源电压。关于PWM控制IC乃现有技术。具体来说，供电端VCC用于提供电路板的电源电压，譬如5V、18V、24V等。而电源IC供电端DVCC用于提供驱动IC工作的工作电压，譬如12～18V等。关于供电端VCC和电源IC供电端DVCC均乃现有技术。

以下根据本发明的电路示意图，对本发明的工作原理详细阐述如下。在LED驱动电源正常工作情况下，可控稳压源D1即TL431会产生一个2.5V的基准电压，此电压会经过第六电阻R6，第五电阻R5，第七电阻R7分压，在运算放大器的同相输入端输入一个大约为100mV的基准电压，用此电压和运算放大器的反相输入端的输出电流电压进行比较检测。在电源在较为恶劣的工作环境下工作时，当电源内部热敏电阻NTC1的温度达到一定温度(譬如第一温度值)时，NTC1的阻抗会随着温度的上而升减小，当三极管(譬如型号为2N3904)的B极电压达到0.65V时，三极管开始导通，使第五电阻R5，第六电阻R6中间点的电压下降，运算放大器的同相输入端的基准点电压随之降低，输出电流也随之降低。具体来说，当反向输入端的电压高于同相输入端的电压时，则运放输出低电平，光耦被拉低，向初级反馈，初级PWM控制IC接受到反馈信号，会自动调低占空比，以满足输出电流稳定，而第一电容C1和第一电阻R1用于保证电流反馈环路稳定。

当温度下降时，热敏电阻NTC1的内阻会自动增大，三极管的B极电压也会随之下降，第五电阻R5，第六电阻R6之间的电压也会随之上升，当电源温度下降到低于第一温度值时，由于第一电阻R1和第一电容C1的反馈作用，光耦停止反馈，PWM控制IC提高占空比，电源这会恢复正常电流输出。本发明提供的是一种降额式过温保护电路，其中，第七电阻R7用于控制最大允许降额的范围，第九电阻R9用于控制降额点开启的温度。

在实际应用时，当LED驱动电源的温度高于第一温度值(譬如85℃)时，本发明的过温保护电路会调低占空比，降低电流值对应的额度，从而使得LED电源的工作电流变小，功率降低，散发热量减少，这样可以根据电源的工作环境情况和内部温升情况来找到一个合适的恒流稳定点，从而保持，以保证电源不会过热，可以有效的预防磁芯饱和灯体温度的持续升高，同时保证照明系统正常照明。

若采用上述调节工作电流变小的方式，LED驱动电源的温度依然无法得到控制时，温控开关模块在条件满足时便会启动(譬如LED驱动电源的温度高于第二温度值，如105℃)，彻底切断电源输出，当电源温度恢复的合适温度(譬如第二温度值以下)时，电源便会自动重启，已到达对电源的保护功能。具体可由温控开关模块断开或导通PWM控制IC与电源IC供电端来实现。

综上所述，本发明提供的一种LED驱动电源的过温保护电路，包括：用于根据LED驱动电源的温度控制输出的基准点电压大小的电压调节模块；与LED光源串联、用于将LED光源的工作电流转换为对应的输出电流电压的电流检测模块；用于将所述基准点电压与输出电流电压进行比较得到对应比较结果的比较模块；用于将所述比较结果反馈给电流调节模块的反馈模块；用于根据所述比较结果对应调节LED光源工作电流大小的电流调节模块；所述电压调节模块依次通过比较模块和反馈模块连接电流调节模块的一端；所述电流检测模块依次通过比较模块和反馈模块连接电流调节模块的一端；所述电流调节模块的另一端连接切换电路；当LED驱动电源的温度高于某一温度时，电流调节模块对应调节LED光源工作电流变小，也就是调低工作电流的占空比，从而降低了LED光源的功率，降低了发热，能有效防止LED驱动电源的温度升高，保证了LED驱动电源不会过热，相应地延长了LED光源的正常工作时间，带来了大大的方便。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，包括：

用于将所述比较结果反馈给电流调节模块的反馈模块；

2.根据权利要求1所述的LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，所述比较模块包括：第一电容、第一电阻、第二电阻和运算放大器；所述运算放大器的反相输入端通过第二电阻连接电流检测模块；所述运算放大器的反相输入端还依次通过第一电阻和第一电容连接运算放大器的输出端；所述运算放大器的同相输入端连接电压调节模块；所述运算放大器的输出端连接反馈模块。

3.根据权利要求1所述的LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，所述反馈模块包括：第四电阻和光耦；所述光耦的阳极通过第四电阻连接供电端，所述光耦的阴极连接比较模块；所述光耦的集电极连接电流调节模块，所述光耦的发射极接地。

4.根据权利要求1所述的LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，所述电压调节模块包括：第二电容、第三电容、第三电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、热敏电阻、三极管和可控稳压源；

5.根据权利要求4所述的LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，所述三极管为NPN三极管；所述热敏电阻为NTC电阻。

6.根据权利要求4所述的LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，所述可控稳压源的型号为TL431。

7.根据权利要求1所述的LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，所述电流调节模块包括PWM控制IC；所述PWM控制IC的反馈端连接反馈模块；所述PWM控制IC的接地端接地；所述PWM控制IC的电源端连接电源IC供电端；所述PWM控制IC的驱动端连接切换电路。

8.根据权利要求1所述的LED驱动电源的过温保护电路，其特征在于，还包括：用于根据LED驱动电源的温度控制电流调节模块是否断开的温控开关模块；所述电流调节模块通过温控开关模块连接电源IC供电端。