CN105960058B - 发光二极管调光开关保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管调光开关保护电路，设置在用于驱动发光二极管的电源供应装置与发光二极管串列之间，电源供应装置包括调光控制器；发光二极管调光开关保护电路包括调光开关Q101，调光开关Q101的栅极与调光控制器连接，调光开关Q101的源极与电源供应装置的低压输出端连接，调光开关Q101的漏极与发光二极管串列连接，调光开关Q101的栅极与漏极之间连接有开关保护反馈电路，开关保护反馈电路与电源供应装置连接；当调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，开关保护反馈电路产生信号至电源供应装置，电源供应装置执行保护措施；通过关闭电源供应装置、关断所述调光控制器以关断所述调光开关Q101或降低输出电流至默认值以下来保护调光开关Q101。

Description

发光二极管调光开关保护电路

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的驱动电路，尤其涉及一种对发光二极管的调光开关提供保护的电路。

背景技术

在发光二极管的驱动电路中，当输出发生短路的时候，因输出电容大量放电，以及调光开关本身的切换，调光开关会产生相当大的损耗，调光开关可能会因此损坏。为了避免这个问题，一般要使用比较高规格的调光开关，来承受输出短路时的导通损，而高规格的调光开关提高了发光二极管驱动电路的使用成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用成本低且能够对调光开关提供有效地短路保护的发光二极管调光开关保护电路。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：发光二极管调光开关保护电路，设置在用于驱动发光二极管的电源供应装置与发光二极管串列之间；

所述电源供应装置包括调光控制器；

所述发光二极管调光开关保护电路包括连接在所述电源供应装置的低压输出端与所述发光二极管串列之间的调光开关Q101，所述调光开关Q101的栅极与所述调光控制器连接，所述调光开关Q101的源极与所述电源供应装置的低压输出端连接，所述调光开关Q101的漏极与所述发光二极管串列连接，所述调光开关Q101的栅极与漏极之间连接有开关保护反馈电路，所述开关保护反馈电路与所述电源供应装置连接；

当所述调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，所述开关保护反馈电路产生信号至电源供应装置，电源供应装置执行保护措施。

作为一种优选的技术方案，所述保护措施包括以下三种：关闭电源供应装置、关断所述调光控制器以关断所述调光开关Q101、降低输出电流至默认值以下。

作为一种优选的技术方案，所述开关保护反馈电路包括可编程控制器，所述可编程控制器的输入端与所述调光开关Q101的栅极与漏极连接，所述可编程控制器的输出端所述电源供应装置连接。

作为一种优选的技术方案，所述开关保护反馈电路包括一个与非门，所述与非门的两个输入端分别与所述调光开关Q101的栅极和漏极连接，所述与非门的输出端与所述电源供应装置连接。

作为一种优选的技术方案，所述开关保护反馈电路包括与所述调光开关Q101的漏极连接的二极管D1和与所述调光开关Q101的栅极连接的二极管D2，所述二极管D1与所述二极管D2的阳极相连且与所述电源供应装置连接，所述二极管D1与所述二极管D2的阳极相连并通过电阻与讯号电力源连接。

作为一种优选的技术方案，所述讯号电力源为所述电源供应装置的高压输出端。

作为一种优选的技术方案，所述开关保护反馈电路还包括有反馈晶体管Q2，所述反馈晶体管Q2的集电极与所述电源供应装置连接，所述反馈晶体管Q2的集电极还通过电阻与所述讯号电力源连接，所述反馈晶体管Q2的发射极连接电源供应装置的低压输出端，所述反馈晶体管Q2的基极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接；所述反馈晶体管Q2的基极还通过电阻与所述讯号电力源连接。

作为一种优选的技术方案，所述反馈晶体管Q2的集电极连接有光耦合器Opto，所述光耦合器Opto通过电阻与稳压二极管ZD连接讯号电力源，所述光耦合器Opto的输出端与所述电源供应装置内的主控制器连接。

作为一种优选的技术方案，所述开关保护反馈电路还包括有反馈MOS管Q3，所述反馈MOS管Q3的漏极与所述电源供应装置连接，所述反馈MOS管Q3的漏极还通过电阻与所述讯号电力源连接，所述反馈MOS管Q3的源极连接电源供应装置的低压输出端，所述反馈MOS管Q3的栅极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接；所述反馈MOS管Q3的栅极还通过电阻与所述转换控制电路的高压输出端连接。

作为一种优选的技术方案，所述反馈MOS管Q3的漏极连接有光耦合器Opto，所述光耦合器Opto通过电阻与稳压二极管ZD连接讯号电力源，所述光耦合器Opto的输出端与所述电源供应装置内的主控制器连接。

由于采用了上述技术方案，发光二极管调光开关保护电路，设置在用于驱动发光二极管的电源供应装置与发光二极管串列之间，所述电源供应装置包括调光控制器；所述发光二极管调光开关保护电路包括连接在所述电源供应装置的低压输出端与所述发光二极管串列之间的调光开关Q101，所述调光开关Q101的栅极与所述调光控制器连接，所述调光开关Q101的源极与所述电源供应装置的低压输出端连接，所述调光开关Q101的漏极与所述发光二极管串列连接，所述调光开关Q101的栅极与漏极之间连接有开关保护反馈电路，所述开关保护反馈电路与所述电源供应装置连接；当所述调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，所述开关保护反馈电路产生信号至电源供应装置，电源供应装置执行保护措施；通过关闭电源供应装置、关断所述调光控制器以关断所述调光开关Q101或降低输出电流至默认值以下来保护调光开关Q101。

附图说明

图1是本发明实施例一的电路原理图；

图2是本发明实施例二的电路原理图；

图3是本发明实施例三的电路原理图一；

图4是本发明实施例三的电路原理图二；

图5是本发明实施例三的电路原理图三；

图6是本发明实施例三的电路原理图四；

图7是本发明实施例三的电路原理图五。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

本发明所提及的电源供应装置，是指能够将交流电源转换为直流电源，或是将直流电源转换为直流电源的装置，包括常见的反驰式、顺向式、半桥、全桥等拓朴，也可包括功率因子校正的线路。

本发明所提及的调光，是指调整发光二极管串行的亮度的手段，而发光二极管串行可以是复数个发光二极管串接而成的灯条，也可以是复数个发光二极管灯具，当是复数个发光二极管串接而成的灯条时，还会再串接一个电阻，此为现有技术，在此不赘述。

如图1所示，发光二极管调光开关保护电路，设置在用于驱动发光二极管的电源供应装置与发光二极管串列之间，所述电源供应装置包括调光控制器；所述发光二极管调光开关保护电路包括连接在所述电源供应装置的低压输出端与所述发光二极管串列之间的调光开关Q101，所述调光开关Q101的栅极与所述调光控制器连接，所述调光开关Q101的源极与所述电源供应装置的低压输出端连接，所述调光开关Q101的漏极与所述发光二极管串列连接，所述调光开关Q101的栅极与漏极之间连接有开关保护反馈电路，所述开关保护反馈电路与所述电源供应装置连接；当所述调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，所述开关保护反馈电路产生信号至电源供应装置，电源供应装置执行保护措施。

在上述中的调光开关Q101，可藉由调整其占空比的方式，来控制发光二极管串行的亮度，而调光控制器则是用于控制调光开关Q101的占空比；调光控制器可连接外部调光器，或是藉由数字寻址灯控接口DALI连接外部装置来进行调光。

栅极控制信号输入由电源供应装置的調光控制器提供，用来控制调光开关Q101的调光工作。在正常情况时，调光开关Q101依照栅极控制信号来工作。开关保护反馈电路会侦测调光开关Q101的栅极G与漏极D的电压，当调光开关Q101的栅极G与漏极D的电压同时为高电位的时候，开关保护反馈电路会送信号到調光控制器，調光控制器通过停止输出电流或者将输出电流降低到预定值以下来保护调光开关Q101。所谓的调光开关Q101的栅极G与漏极D的电压同时为高电位，指的是，所述调光开关Q101的栅极与漏极的电位皆须超过默认值，所述开关保护反馈电路才产生信号至电源供应装置；所述默认值可依照需求调整，保护措施启动后，当降低电源供应装置的输出电流至该默认值以下时，调光开关Q101和发光二极管串列停止工作。

在本发明中，所述保护措施包括以下三种：关闭电源供应装置、关断所述调光控制器以关断所述调光开关Q101、降低输出电流至默认值以下。为了避免输出发生短路时，通过的电流会损坏调光开关Q101，因此，在发生短路时，可以把调光开关Q101关断，调光开关Q101不导通，避免电流再流过；把调光开关Q101关断有两个方法，一个是电源供应装置接收到开关保护反馈电路所产生的信号后，关闭调光控制器，另外一个方法是电源供应装置接收到开关保护反馈电路所产生的信号后，关闭整个电源供应装置。另外，也可以调整电源供应装置的输出电流至默认值以下，让调光开关Q101虽通过电流，却不至于损坏。

实施例一：

在本发明实施例一中，如图1所示，所述开关保护反馈电路采用可编程控制器来侦测调光开关Q101的栅极与漏极的电压，因此，所述可编程控制器连接所述调光开关Q101的栅极与漏极，所述可编程控制器的输出端所述电源供应装置连接，当所述调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，产生信号至电源供应装置。电源供应装置接收到开关保护反馈电路所产生的信号后，除了执行保护措施以外，也可以显示警告信号，告知用户发生短路现象。可编程控制器还可侦测输出端，连接讯号电力源，电源供应装置的高压输出端提供讯号电力源，比较电源供应装置的高压输出端与低压输出端的电压差，当电压差在默认值以内时，自动判断输出端的短路问题已经解除，此时，可再开启调光控制器，让调光开关Q101恢复工作。

实施例二：

如图2所示，所述开关保护反馈电路包括一个与非门，所述与非门的两个输入端分别与所述调光开关Q101的栅极和漏极连接，所述与非门的输出端与所述电源供应装置连接。当调光开关Q101的栅极G与漏极D的电压同时为高电平的时候，与非门会送信号到电源供应装置，电源供应装置再执行保护措施。在图示中，与非门采用反向输出，实际运作时，并无限定是否采用反向输出，只要电源供应装置能够判定信号即可。

实施例三：

如图3所示，所述开关保护反馈电路包括与所述调光开关Q101的栅极连接的二极管D2和与所述调光开关Q101的漏极连接的二极管D1，所述二极管D2与所述二极管D1的阳极并联且与所述电源供应装置连接，所述二极管D2与所述二极管D1的阳极并联且通过电阻与所述讯号电力源连接。在这里，电源供应装置的高压输出端是提供讯号电力源，主要是提供电力以送讯号至电源供应装置，然而，不一定要连接电源供应装置的高压输出端，可以是电源供应器内的其他电力线，或是内建的电池。

本实施例的电路包括二极管D1以及D2，连接方式如图3所示，当调光开关Q101的栅极G与漏极D的电压同时为高电位的时候，会在Out产生信号到电源供应装置，电源供应装置再执行保护措施。

进一步地，可以采用反馈晶体管在Out产生信号，如图4所示，所述开关保护反馈电路还包括有反馈晶体管Q2，所述反馈晶体管Q2的集电极与所述电源供应装置连接，所述反馈晶体管Q2的集电极还通过电阻与所述电源供应装置的高压输出端连接，所述反馈晶体管Q2的发射极连接电源供应装置的低压输出端，所述反馈晶体管Q2的基极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接，所述反馈晶体管Q2的基极还通过电阻与所述电源供应装置的高压输出端连接；当所述调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，所述二极管D1与所述二极管D2的阳极产生信号，反馈晶体管Q2被触发，并产生信号至电源供应装置，再执行保护措施。在这里，与所述反馈晶体管Q2的集电极以及基极连接的高压输出端是提供讯号电力源，主要是提供讯号驱动所述反馈晶体管Q2，以及提供电力以送讯号至电源供应装置，因此，实际上也可以连接电源供应器内的其他电力线，或是内建的电池。如果反馈晶体管Q2要作为调节输出电流的组件，则集电极就需要连接电源供应装置的高压输出端，相关的电路设计依照现有技术即可推知，在此不赘述。在图中可以看到所采用的是NPN双极结型晶体管，依照本发明的技术精神，也可采用PNP双极结型晶体管，只要依照PNP双极结型晶体管的特性，并参考本发明所提供的电路来调整即可。

作为对上述技术方案的一个改进，本发明可以透过光耦合器来传送讯息，如图5所示，所述反馈晶体管Q2的集电极连接有光耦合器Opto，所述光耦合器Opto通过电阻与稳压二极管ZD连接电源供应装置的高压输出端，且电流通过所述光耦合器Opto时，能够传送信号至所述电源供应装置内的主控制器。电源供应装置内的主控制器可以执行保护措施，且可能设置在电源供应装置的一次侧，为了隔离一次侧以及二次侧，可以采用光耦合器来传送信号。

进一步地，可以采用反馈MOS管产生反馈信号，如图6所示，所述开关保护反馈电路还包括有反馈MOS管Q3，所述反馈MOS管Q3的漏极与所述电源供应装置连接，所述反馈MOS管Q3的漏极还通过电阻与所述电源供应装置的高压输出端连接，所述反馈MOS管Q3的源极连接电源供应装置的低压输出端，所述反馈MOS管Q3的栅极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接所述反馈MOS管Q3的栅极还通过电阻与所述转换控制电路的高压输出端连接；当所述调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，所述二极管D1与所述二极管D2的阳极产生信号，通过所述反馈MOS管Q3传送至电源供应装置，再执行保护措施。依照本发明的技术精神，可采用P通道MOS管或N通道MOS管，只要依照P通道MOS管或N通道MOS管的特性，并参考本发明所提供的电路来调整即可。

作为对上述技术方案的一个改进，同样的，反馈MOS管Q3也可以透过光耦合器来传送讯息，如图7所示，所述反馈MOS管Q3的漏极连接有光耦合器Opto，所述光耦合器Opto通过电阻与稳压二极管ZD连接电源供应装置的高压输出端，且电流通过所述光耦合器Opto时，能够传送信号至所述电源供应装置内的主控制器。

无论是采用双极结型晶体管或是MOS管，其产生的信号可以连接到现有的保护机制，例如过电压保护线路，如此，输出发生短路的时候，电源供应器会自动关闭，同样达到保护的功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.发光二极管调光开关保护电路，设置在用于驱动发光二极管的电源供应装置与发光二极管串列之间；其特征在于：

所述电源供应装置包括调光控制器；

所述发光二极管调光开关保护电路包括连接在所述电源供应装置的低压输出端与所述发光二极管串列之间的调光开关Q101，所述调光开关Q101的栅极与所述调光控制器连接，所述调光开关Q101的源极与所述电源供应装置的低压输出端连接，所述调光开关Q101的漏极与所述发光二极管串列连接，所述调光开关Q101的栅极与漏极之间连接有开关保护反馈电路，所述开关保护反馈电路与所述电源供应装置连接；

当所述调光开关Q101的栅极与漏极皆为高电位时，所述开关保护反馈电路产生信号至电源供应装置，电源供应装置执行保护措施。

2.如权利要求1所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于，所述保护措施包括以下三种：关闭电源供应装置、关断所述调光控制器以关断所述调光开关Q101、降低输出电流至默认值以下。

3.如权利要求1所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述开关保护反馈电路包括可编程控制器，所述可编程控制器的输入端与所述调光开关Q101的栅极与漏极连接，所述可编程控制器的输出端与所述电源供应装置连接。

4.如权利要求1所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述开关保护反馈电路包括一个与非门，所述与非门的两个输入端分别与所述调光开关Q101的栅极和漏极连接，所述与非门的输出端与所述电源供应装置连接。

5.如权利要求1所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述开关保护反馈电路包括与所述调光开关Q101的漏极连接的二极管D1和与所述调光开关Q101的栅极连接的二极管D2，所述二极管D1与所述二极管D2的阳极相连且与所述电源供应装置连接，所述二极管D1与所述二极管D2的阳极相连并通过电阻与讯号电力源连接。

6.如权利要求5所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述讯号电力源为所述电源供应装置的高压输出端。

7.如权利要求6所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述开关保护反馈电路还包括有反馈晶体管Q2，所述反馈晶体管Q2的集电极与所述电源供应装置连接，所述反馈晶体管Q2的集电极还通过电阻与所述讯号电力源连接，所述反馈晶体管Q2的发射极连接电源供应装置的低压输出端，所述反馈晶体管Q2的基极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接；所述反馈晶体管Q2的基极还通过电阻与所述讯号电力源连接。

8.如权利要求1所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述开关保护反馈电路包括反馈晶体管Q2、与所述调光开关Q101的漏极连接的二极管D1和与所述调光开关Q101的栅极连接的二极管D2，所述调光开关Q101的漏极连接所述二极管D1的负极，所述调光开关Q101的栅极连接所述二极管D2的负极，所述反馈晶体管Q2的发射极连接电源供应装置的低压输出端并接地，所述反馈晶体管Q2的基极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接，所述反馈晶体管Q2的集电极连接有光耦合器Opto，所述光耦合器Opto通过电阻与稳压二极管ZD正极相连，所述稳压二极管ZD负极连接所述电源供应装置的高压输出端，连接所述光耦合器Opto的所述电阻连接另一电阻的一端，该另一电阻的另一端连接二极管D1的阳极、二极管D2的阳极和反馈晶体管Q2的基极，所述另一电阻的一端和稳压二极管ZD的正极相连，所述光耦合器Opto的输出端与所述电源供应装置内的主控制器连接。

9.如权利要求6所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述开关保护反馈电路还包括有反馈MOS管Q3，所述反馈MOS管Q3的漏极与所述电源供应装置连接，所述反馈MOS管Q3的漏极还通过电阻与所述讯号电力源连接，所述反馈MOS管Q3的源极连接电源供应装置的低压输出端，所述反馈MOS管Q3的栅极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接；所述反馈MOS管Q3的栅极还通过电阻与所述讯号电力源连接。

10.如权利要求1所述的发光二极管调光开关保护电路，其特征在于：所述开关保护反馈电路包括反馈MOS管Q3、与所述调光开关Q101的漏极连接的二极管D1和与所述调光开关Q101的栅极连接的二极管D2，所述调光开关Q101的漏极连接二极管D1的负极，所述调光开关Q101的栅极连接二极管D2的负极，所述反馈MOS管Q3的源极连接电源供应装置的低压输出端并接地，所述反馈MOS管Q3的栅极与所述二极管D1与所述二极管D2的阳极连接，所述反馈MOS管Q3的漏极连接有光耦合器Opto，所述光耦合器Opto通过电阻与稳压二极管ZD正极相连，所述稳压二极管ZD负极连接所述电源供应装置的高压输出端，连接所述光耦合器Opto的所述电阻连接另一电阻的一端，该另一电阻的另一端连接二极管D1的阳极、二极管D2的阳极和反馈MOS管Q3的闸极，所述另一电阻的一端和稳压二极管ZD的正极相连，所述光耦合器Opto的输出端与所述电源供应装置内的主控制器连接。