CN106058801A - 一种压差保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压差保护电路,包括:第一并联二极管组、第二并联二极管组和压差比较模块;所述第一并联二极管组包含的每一个二极管的阳极均与所述压差比较模块的低压输入端连接,所述第一并联二极管组包含的每一个二极管的阴极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接;所述第二并联二极管组包含的每一个二极管的阴极与所述压差比较模块的高压输入端连接,所述第二并联二极管组包含的每一个二极管的阳极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接。采用本发明实施例,避免LED均流电路压差过大,为LED均流电路提供压差保护功能。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,尤其涉及一种压差保护电路。
背景技术
目前随着LED散热技术的改进,LED光源替代白炽灯和荧光灯甚至是碘钨灯、高压钠灯等大功率光源的替代趋势已从局部应用领域开始发展。同时家用室内照明的LED产品越来受人欢迎,LED筒灯,LED天花灯,LED日光灯,LED光纤灯已悄悄地进入家庭。
对于LED多路均流电路使用,多路LED均流电路相互独立,各路总电压随着负载(LED总电压)的变化而变化,一旦存在每一路LED的差异较大时就可能出现各路LED总压的差异比较大的情况,当各路LED均流电路之间的差异过大时,会损坏电路中的元器件,缺乏压差保护电路。
发明内容
本发明实施例提出一种压差保护电路,避免LED均流电路中各路电压差异过大,为LED均流电路提供压差保护功能。
本发明实施例提供一种压差保护电路,包括:第一并联二极管组、第二并联二极管组和压差比较模块;所述压差比较模块包括低压输入端、高压输入端和用于连接LED均流电路的控制电路的控制信号输出端;
所述第一并联二极管组包含的每一个二极管的阳极均与所述压差比较模块的低压输入端连接,所述第一并联二极管组包含的每一个二极管的阴极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接;所述第二并联二极管组包含的每一个二极管的阴极与所述压差比较模块的高压输入端连接,所述第二并联二极管组包含的每一个二极管的阳极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接。
所述LED均流电路的LED灯串的非共极端管包括非共阳极端和非共阴极端,则基于上述两种情况,所述压差比较模块的实现方式包括:
在第一种实现方式中,所述非共极端为非共阳极端;则所述压差比较模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻、第一电源和第二电源;
所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第一电阻的另一端与所述压差比较模块的低压输入端连接;所述第二电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第二电阻的另一端与所述压差比较模块的高压输入端连接;所述第一开关管的第二端与所述压差比较模块的低压输入端连接,所述第一开关管的第三端分别与所述压差比较模块的控制信号输出端和所述第二电源连接;
所述压差比较模块的低压输入端与所述第一电源连接。
进一步地,所述压差比较模块还包括第三电阻、第四电阻和第二开关管;
所述第一开关管的第三端与所述压差比较模块的低压输入端连接,具体为:所述第一开关管的第三端通过所述第三电阻与所述第二开关管的第一端连接,所述第二开关管的第三端作为所述压差比较模块的控制信号输出端;
所述第一开关管的第三端分别与所述压差比较模块的控制信号输出端和所述第二电源连接,具体为:所述第一开关管的第三端还通过所述第三电阻与所述第四电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述第二电源连接;所述第二开关管的第一端与所述第四电阻的第一端连接,所述第二开关管的第二端与所述第二电源连接,所述第二开关管的第三端作为所述压差比较模块的控制信号输出端。
进一步地,所述第一开关管为NPN型三极管,则所述第一开关管的第一端为NPN型三极管的基极,所述第一开关管的第二端为NPN型三极管的发射极,所述第一开关管的第三端为NPN型三极管的集电极;
所述第二开关管为PNP型三极管,则所述第二开关管的第一端为PNP型三极管的基极,所述第二开关管的第二端为PNP型三极管的发射极,所述第二开关管的第三端为PNP型三极管的集电极。
再进一步地,所述压差比较模块还包括反向保护二极管;
所述反向保护二极管的阳极与所述第一开关管的第二端连接,所述反向保护二极管的阴极与所述第一开关管的第一端连接。
更进一步地,所述压差比较模块还包括第五电阻和第六电阻;
所述压差比较模块的低压输入端通过所述第五电阻与所述第一电源连接;所述第六电阻的一端与所述压差比较模块的高压输入端连接,所述第六电阻的另一端与地连接。
在第二种实现方式中,所述非共极端为非共阴极端;则所述压差比较模块包括第一开关管、第一电阻和第二电阻;
所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第一电阻的另一端与所述压差比较模块的高压输入端连接;所述第二电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第二电阻的另一端与所述压差比较模块的低压输入端连接;所述第一开关管的第二端与所述压差比较模块的高压输入端连接,所述第一开关管的第三端与所述压差比较模块的控制信号输出端连接。
进一步地,所述压差比较模块还包括第三电阻和第四电阻;
所述第一开关管的第三端与所述压差比较模块的控制信号输出端连接,具体为:所述第一开关管的第三端通过所述第三电阻与所述压差比较模块的控制信号输出端连接,所述第四电阻的一端与所述压差比较模块的控制信号输出端连接,所述第四电阻的另一端与地连接。
再进一步地,所述第一开关管为PNP型三极管;所述第一开关管的第一端为PNP型三极管的基极,所述第一开关管的第二端为PNP型三极管的发射极,所述第一开关管的第三端为PNP型三极管的集电极。
更进一步地,所述压差比较模块还包括反向保护二极管;
所述反向保护二极管的阳极与所述第一开关管的第一端连接,所述反向保护二极管的阴极与所述第一开关管的第二端连接。
实施本发明实施例,具有如下有益效果:
本发明实施例提供的压差保护电路,利用二极管并联的方式能从LED均流电路的多路LED灯串支路中获取最高电压与最低电压,并通过压差比较模块比较最高电压与最低电压之间的压差是否大于预设的压差阈值,并相应地输出信号给该LED均流电路的控制电路进行控制,从而达到为LED均流电路提供压差保护的效果。
附图说明
图1是本发明提供的压差保护电路的一个实施例的结构示意图;
图2是本发明提供的LED均流电路中的多路LED灯串共阳极连接的结构示意图;
图3是本发明提供的LED均流电路中的多路LED灯串共阴极连接的结构示意图;
图4是本发明提供的压差保护电路的压差比较模块的一个实施例的结构示意图;
图5是本发明提供的压差保护电路的压差比较模块的又一个实施例的结构示意图。
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。
参见图1,是本发明提供的压差保护电路的一个实施例的结构示意图,一般地,LED均流电路包括多路LED灯串,在图1中假设LED均流电路包括4路LED灯串(LED1,LED2,LED3,LED4),则以图1为举例说明本发明实施提供的压差保护电路:
该压差保护电路,包括:第一并联二极管组D11、第二并联二极管组D12和压差比较模块101;所压差比较模块101包括低压输入端UL、高压输入端UH和用于连接LED均流电路的控制电路的控制信号输出端OUT;
所述第一并联二极管组D11包含的每一个二极管的阳极均与所述压差比较模块101的低压输入端UL连接,所述第一并联二极管组D11包含的每一个二极管的阴极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接;所述第二并联二极管组D12包含的每一个二极管的阴极与所述压差比较模块101的高压输入端UH连接,所述第二并联二极管组D12包含的每一个二极管的阳极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接。
一般地,LED均流电路包括多路LED灯串,其中相邻LED灯串之间的关系一般为以下两种情况,如图2所示,第一情况为相邻灯串之间均为共阳极:即,同一驱动电路为多路LED灯串分别提供电源输入,且相邻两路LED灯串的输入端(共阳极端)相互连接;如图3所示,第二情况为相邻灯串之间均为共阴极,即多路LED灯串的电源输入分别由不同的驱动电路提供,且相邻两路LED灯串的输出端(共阴极端)相互连接;则对于每一路LED灯串的共极端来说,该路LED灯串的另一端则为非共极端。
假设LED均流电路包括4路LED灯串,则如图1所示,第一并联二极管包括4个相互并联的二极管(D1~D4),每一个二极管的阳极均与压差比较模块101的低压输入端UL连接,每一个二极管的阴极分别与该LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接,利用二极管的单向导电性(即当其中一路LED灯串的电压电低时,对应的二极管阳极和负极的电压相等,此时其他三路对应的二极管阴极电压都大于阳极电压,即该三路对应的二极管均截止),因而第一并联二极管能从多路LED灯串(LED1,LED2,LED3,LED4)中选出电压最低的电压作为低压输入端UL的电压;同理,第二并联二极管包括4个相互并联的二极管(D5~D8),每一个二极管的阴极均与压差比较模块101的高压输入端UH连接,每一个二极管的阳极分别与该LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接,同样地利用二极管的单向导电性,能从多路LED灯串中选出电压最高的电压作为高压输入端UH的电压。
从而,压差比较模块101通过比较低压输入端UL和高压输入端UH两端的电压,当压差超过预设的阈值时,在控制信号输出端OUT输出一个信号通知该LED均流电路的控制电路当前的压差情况,由控制电路对该LED均流电路进行对应的控制操作,进而实现对该LED均流电路的压差保护。
通过上述举例说明,可知LED均流电路的LED灯串的非共极端包括非共阳极端和非共阴极端,则基于上述两种情况,所述压差比较模块101的实现方式包括:
在第一种实现方式中,所述非共极端为非共阳极端,则结合图1所假设的LED均流电路,参见图4,其是本发明提供的压差保护电路的压差比较模块的一个实施例的结构示意图,在图4中均流电路的非共阳极端为LED1-、LED2-、LED3-和LED4-;则该压差比较模块101包括第一开关管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电源VCC1和第二电源VCC2;
所述第一电阻R1的一端与所述第一开关管Q1的第一端连接,所述第一电阻R1的另一端与所述压差比较模块101的低压输入端UL连接;所述第二电阻R2的一端与所述第一开关管Q1的第一端连接,所述第二电阻R2的另一端与所述压差比较模块101的高压输入端UH连接;所述第一开关管Q1的第二端与所述压差比较模块101的低压输入端UL连接,所述第一开关管Q1的第三端分别与所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT和所述第二电源VCC2连接;
所述压差比较模块101的低压输入端UL与所述第一电源VCC1连接;
进一步地,所述压差比较模块101还包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二开关管Q2;
所述第一开关管Q1的第三端与所述压差比较模块101的低压输入端UL连接,具体为:所述第一开关管Q1的第三端通过所述第三电阻R3与所述第二开关管Q2的第一端连接,所述第二开关管Q2的第三端作为所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT;
所述第一开关管Q1的第三端分别与所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT和所述第二电源VCC2连接,具体为:所述第一开关管Q1的第三端还通过所述第三电阻R3与所述第四电阻R4的第一端连接,所述第四电阻R4的第二端与所述第二电源VCC2连接;所述第二开关管Q2的第一端与所述第四电阻R4的第一端连接,所述第二开关管Q2的第二端与所述第二电源VCC2连接,所述第二开关管Q2的第三端作为所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT。
所述第二电源VCC2与所述第二开关管Q2的第二端连接。
进一步地,所述第一开关管Q1为NPN型三极管,则所述第一开关管Q1的第一端为NPN型三极管的基极,所述第一开关管Q1的第二端为NPN型三极管的发射极,所述第一开关管Q1的第三端为NPN型三极管的集电极;
所述第二开关管Q2为PNP型三极管,则所述第二开关管Q2的第一端为PNP型三极管的基极,所述第二开关管Q2的第二端为PNP型三极管的发射极,所述第二开关管Q2的第三端为PNP型三极管的集电极。
需要说明的是,当低压输入端UL与高压输入端UH之间的压差很小时,即第一电阻R1的两端电压很小,则第一开关管Q1截止,进而第二开关管Q2截止,则控制信号输出端OUT无高电平输出;当低压输入端UL与高压输入端UH之间的压差较大时,假设在检测的LED均流电路的多路LED灯串中电压最大值为Umax、电压最小值为Umin,则第一开关管Q1的基极与发射极之间的电压为当UBE>0.7V时,第一开关管Q1导通,进而第二开关管Q2导通,控制信号输出端OUT输出一个高电平信号。另外,从上述的公式可知,能通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值灵活调整低压输入端UL与高压输入端UH之间的比较阈值。
再进一步地,所述压差比较模块101还包括反向保护二极管D9;
所述反向保护二极管D9的阳极与所述第一开关管Q1的第二端连接,所述反向保护二极管D9的阴极与所述第一开关管Q1的第一端连接。
通过在第一开关管Q1的基极与发射极之间并联一个反向保护二极管D9,能防止第一开关管Q1的基极与发射极之间有反向电压,损坏三极管。
更进一步地,所述压差比较模块101还包括第五电阻R5和第六电阻R6;
所述压差比较模块101的低压输入端UL通过所述第五电阻R5与所述第一电源VCC1连接;所述第六电阻R6的一端与所述压差比较模块101的高压输入端UH连接,所述第六电阻R6的另一端与地连接。
上述提供第一电源和第二电源为是了给电路提供导通的供电电压,则第五电阻R5和第六电阻R6的大小能控制压差比较模块101供电电流大小。
在第二种实现方式中,所述非共极端为非共阴极端;则结合图1所假设的LED均流电路,参见图5,其是本发明提供的压差保护电路的压差比较模块的又一个实施例的结构示意图,在图4中均流电路的非共阳极端为LED1+、LED2+、LED3+和LED4+;则所述压差比较模块101包括第一开关管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2;
所述第一电阻R1的一端与所述第一开关管Q1的第一端连接,所述第一电阻R1的另一端与所述压差比较模块101的高压输入端UH连接;所述第二电阻R2的一端与所述第一开关管Q1的第一端连接,所述第二电阻R2的另一端与所述压差比较模块101的低压输入端UL连接;所述第一开关管Q1的第二端与所述压差比较模块101的高压输入端UH连接,所述第一开关管Q1的第三端与所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT连接。
进一步地,所述压差比较模块101还包括第三电阻R3和第四电阻R4;
所述第一开关管Q1的第三端与所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT连接,具体为:所述第一开关管Q1的第三端通过所述第三电阻R3与所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT连接,所述第四电阻R4的一端与所述压差比较模块101的控制信号输出端OUT连接,所述第四电阻R4的另一端与地连接。
再进一步地,所述第一开关管Q1为PNP型三极管;所述第一开关管Q1的第一端为PNP型三极管的基极,所述第一开关管Q1的第二端为PNP型三极管的发射极,所述第一开关管Q1的第三端为PNP型三极管的集电极。
需要说明的是,当低压输入端UL与高压输入端UH之间的压差很小时,即第一电阻R1的两端电压很小,则第一开关管Q1截止,则控制信号输出端OUT无高电平输出;当低压输入端UL与高压输入端UH之间的压差较大时,假设在检测的LED均流电路的多路LED灯串中电压最大值为Umax、电压最小值为Umin,则第一开关管Q1的基极与发射极之间的电压为当UBE>0.7V时,第一开关管Q1导通,控制信号输出端OUT输出一个高电平信号。另外,从上述的公式可知,能通过调整第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值灵活调整低压输入端UL与高压输入端UH之间的比较阈值。
另外,由于在本实现方式中,所述非共极端为非共阴极端,则使压差比较模块101的电路导通的供电可从高压输入端UH的输入电流进行供电,无需与前述第一种实现方式中,提供第一电源VCC1和第二电源VCC2为压差比较模块101供电。
更进一步地,所述压差比较模块101还包括反向保护二极管D9;
所述反向保护二极管D9的阳极与所述第一开关管Q1的第一端连接,所述反向保护二极管D9的阴极与所述第一开关管Q1的第二端连接。
通过在第一开关管Q1的基极与发射极之间并联一个反向保护二极管D9,能防止第一开关管Q1的基极与发射极之间有反向电压,损坏三极管。
本发明实施例提供的压差保护电路,利用二极管并联的方式能从LED均流电路的多路LED灯串支路中获取最高电压与最低电压,并通过压差比较模块比较最高电压与最低电压之间的压差是否大于预设的压差阈值,并相应地输出信号给该LED均流电路的控制电路进行控制,从而达到为LED均流电路提供压差保护的效果。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种压差保护电路,其特征在于,包括:第一并联二极管组、第二并联二极管组和压差比较模块;所述压差比较模块包括低压输入端、高压输入端和用于连接LED均流电路的控制电路的控制信号输出端;
所述第一并联二极管组包含的每一个二极管的阳极均与所述压差比较模块的低压输入端连接,所述第一并联二极管组包含的每一个二极管的阴极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接;所述第二并联二极管组包含的每一个二极管的阴极与所述压差比较模块的高压输入端连接,所述第二并联二极管组包含的每一个二极管的阳极用于与所述LED均流电路中的一路LED灯串的非共极端连接。
2.如权利要求1所述压差保护电路,其特征在于,所述非共极端为非共阳极端;则所述压差比较模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻、第一电源和第二电源;
所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第一电阻的另一端与所述压差比较模块的低压输入端连接;所述第二电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第二电阻的另一端与所述压差比较模块的高压输入端连接;所述第一开关管的第二端与所述压差比较模块的低压输入端连接,所述第一开关管的第三端分别与所述压差比较模块的控制信号输出端和第二电源连接;
所述压差比较模块的低压输入端与所述第一电源连接。
3.如权利要求2所述压差保护电路,其特征在于,所述压差比较模块还包括第三电阻、第四电阻和第二开关管;
所述第一开关管的第三端与所述压差比较模块的低压输入端连接,具体为:所述第一开关管的第三端通过所述第三电阻与所述第二开关管的第一端连接,所述第二开关管的第三端作为所述压差比较模块的控制信号输出端;
所述第一开关管的第三端分别与所述压差比较模块的控制信号输出端和所述第二电源连接,具体为:所述第一开关管的第三端还通过所述第三电阻与所述第四电阻的第一端连接,所述第四电阻的第二端与所述第二电源连接;所述第二开关管的第一端与所述第四电阻的第一端连接,所述第二开关管的第二端与所述第二电源连接,所述第二开关管的第三端作为所述压差比较模块的控制信号输出端。
4.如权利要求3所述的压差保护电路,其特征在于,所述第一开关管为NPN型三极管,则所述第一开关管的第一端为NPN型三极管的基极,所述第一开关管的第二端为NPN型三极管的发射极,所述第一开关管的第三端为NPN型三极管的集电极;
所述第二开关管为PNP型三极管,则所述第二开关管的第一端为PNP型三极管的基极,所述第二开关管的第二端为PNP型三极管的发射极,所述第二开关管的第三端为PNP型三极管的集电极。
5.如权利要求4所述的压差保护电路,其特征在于,所述压差比较模块还包括反向保护二极管;
所述反向保护二极管的阳极与所述第一开关管的第二端连接,所述反向保护二极管的阴极与所述第一开关管的第一端连接。
6.如权利要求1至5任一项所述的压差保护电路,其特征在于,所述压差比较模块还包括第五电阻和第六电阻;
所述压差比较模块的低压输入端通过所述第五电阻与所述第一电源连接;所述第六电阻的一端与所述压差比较模块的高压输入端连接,所述第六电阻的另一端与地连接。
7.如权利要求1所述压差保护电路,其特征在于,所述非共极端为非共阴极端;则所述压差比较模块包括第一开关管、第一电阻和第二电阻;
所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第一电阻的另一端与所述压差比较模块的高压输入端连接;所述第二电阻的一端与所述第一开关管的第一端连接,所述第二电阻的另一端与所述压差比较模块的低压输入端连接;所述第一开关管的第二端与所述压差比较模块的高压输入端连接,所述第一开关管的第三端与所述压差比较模块的控制信号输出端连接。
8.如权利要求7所述的压差保护电路,其特征在于,所述压差比较模块还包括第三电阻和第四电阻;
所述第一开关管的第三端与所述压差比较模块的控制信号输出端连接,具体为:所述第一开关管的第三端通过所述第三电阻与所述压差比较模块的控制信号输出端连接,所述第四电阻的一端与所述压差比较模块的控制信号输出端连接,所述第四电阻的另一端与地连接。
9.如权利要求7或8所述的压差保护电路,其特征在于,所述第一开关管为PNP型三极管;所述第一开关管的第一端为PNP型三极管的基极,所述第一开关管的第二端为PNP型三极管的发射极,所述第一开关管的第三端为PNP型三极管的集电极。
10.如权利要求9所述的压差保护电路,其特征在于,所述压差比较模块还包括反向保护二极管;
所述反向保护二极管的阳极与所述第一开关管的第一端连接,所述反向保护二极管的阴极与所述第一开关管的第二端连接。
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