CN107370121A - 一种led照明的保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED照明的保护电路，电性连接于脉冲电源与负载之间，其从输入级到输出级依次包括延时电路、第一开关管和快速关断电路，快速关断电路包括加速电容和第二开关管，加速电容一端与脉冲电源电性连接，加速电容的另一端与第二开关管的控制端电性连接，第二开关管的输入端与第一开关管的输出端电性连接，第二开关管的输出端与第一开关管的控制端电性连接。本发明在负脉冲或者micro‑cut的时候，通过加速电容和第二开关管实现第一开关管的快速关断，避免负电位对负载端的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及电路保护技术领域，特别是一种LED照明的保护电路。
背景技术
对于车载电子控制单元的输入保护模块，在大电流的情况下，通常使用高边PMOS作为防反接保护。对于这样的输入保护模块，如果在输入出现负电压脉冲（参见ISO7637Pulse1）或者u-cut对地短路测试时，PMOS的关断会有一定时间的延迟， 关断延迟时间由PMOS的栅源阻容网络参数决定。正是由于这段延迟时间的存在，导致负电压脉冲在峰值的时候通过PMOS，如果后端线路没有钳位，则会对后端线路带来负电压应力。如果在输入端进行u-cut测试，输入端直接对地短路，则后端电路的储能电容会通过开通的PMOS迅速放电而不能达到测试所需的等级。所以，尽管防反保护的MOSFET在负脉冲或者u-cut的时候，MOSFET短时间的延迟关断会降低MOS的电压应力，但是对于输入保护模块后端的线路保护就不够有效。
如图1所示，属于现有技术用于LED照明系统，当负脉冲条件下的V-BAT端，需要尽快保护后面电路关掉Q1（PMOS）。如图2所示为改进后的电路结构，Q1变成NMOS，但是Q1的开关依然是存在延迟，这不能满足在照明系统的正常运作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种LED照明的保护电路。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种LED照明的保护电路，电性连接于脉冲电源与负载之间，其从输入级到输出级依次包括延时电路、第一开关管和快速关断电路，所述快速关断电路包括加速电容和第二开关管，所述加速电容一端与脉冲电源电性连接，加速电容的另一端与第二开关管的控制端电性连接，第二开关管的输入端与第一开关管的输出端电性连接，第二开关管的输出端与第一开关管的控制端电性连接。
上述技术方案中，所述第一开关管的输出端和控制端之间或者输入端与控制端之间并接有第一保护电路，该第一保护电路包括相互并联的电容、电阻和二极管。
上述技术方案中，所述第二开关管包括至少一个开关管。
上述技术方案中，所述第开关管的输出端和控制端之间或者输入端与控制端之间并接有第二保护电路，该第二保护电路包括相互并联的电容、电阻和二极管。
上述技术方案中，所述开关管为三极管。
上述技术方案中，所述开关管的输入端都串接有限流电阻。
上述技术方案中，所述第一开关管为P型MOS管或N型MOS管。
上述技术方案中，所述脉冲电源与加速电容之间串接有二极管，二极管的正极与加速电容电性连接，二极管的负极与脉冲电源电性连接。
上述技术方案中，在所述第一开关管之前还连接有过压保护电路，该过压保护电路包括反向串联的两稳压二极管。
上述技术方案中，在所述输出级还设置有储能电路，该储能电路包括二极管、电容和电阻。
本发明的有益效果是：能够在负脉冲和micro-cut的情况下进行对后继电路的保护，通过加速电容对三极管的作用，快速关闭第一开关管Q1，使VOUT端没有出现负电位，有效地避免了负电位对负载的影响。
附图说明
图1是本发明现有技术一的电路原理示意图；
图2是本发明对现有技术一进行改进的现有技术二的电路原理示意图；
图3是本发明实施例一的电路原理示意图；
图4是本发明实施例二的电路原理示意图；
图5是本发明实施例二的图表（脉冲1b）；
图6是本发明实施例二的图表（micro-cut）；
图7是本发明实施例三的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
一种LED照明的保护电路，电性连接于脉冲电源与负载之间，其从输入级到输出级依次包括延时电路、第一开关管和快速关断电路，所述快速关断电路包括加速电容和第二开关管，所述加速电容一端与脉冲电源电性连接，加速电容的另一端与第二开关管的控制端电性连接，第二开关管的输入端与第一开关管的输出端电性连接，第二开关管的输出端与第一开关管的控制端电性连接。
其中，所述第一开关管的输出端和控制端之间或者输入端与控制端之间并接有第一保护电路，该第一保护电路包括相互并联的电容、电阻和二极管。
其中，所述第二开关管包括至少一个开关管。所述第开关管的输出端和控制端之间或者输入端与控制端之间并接有第二保护电路，该第二保护电路包括相互并联的电容、电阻和二极管。所述开关管为三极管。所述开关管的输入端都串接有限流电阻。
其中，所述第一开关管为P型MOS管或N型MOS管。
其中，所述脉冲电源与加速电容之间串接有二极管，二极管的正极与加速电容电性连接，二极管的负极与脉冲电源电性连接。
其中，在所述第一开关管之前还连接有过压保护电路，该过压保护电路包括反向串联的两稳压二极管。
其中，在所述输出级还设置有储能电路，该储能电路包括二极管、电容和电阻。
如图3所示的实施例一：
V-BAT端接电源，GND端接地。延时电路由电容C1、C2和电阻R1并联于V-BAT端与GND端之间组成。第一开关管Q1采用P型MOS管，第一开关管Q1的源极与V-BAT端电性连接，第一开关管Q1的栅极与GND端之间串接有电阻R2，第一开关管Q1的漏极与VOUT端（负载端）电性连接，并且第一开关管Q1的漏极与GND端之间串接有二极管D2，在第一开关管Q1的栅极与漏极之间并接有由电容C3、稳压二极管D1和电阻R3组成的第一保护电路。第二开关管由三极管Q2、三极管Q3、电容C4、电容C5、二极管D3、二极管D4、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9组成，电阻5接于三极管Q2的基极与三极管Q3的集极之间作为限流，三极管Q2的基极与射极之间并接有由电容C4、稳压二极管D3和电阻R4组成的第二保护电路，三极管Q3的基极与射极之间并接有由电容C5、稳压二极管D4和电阻R9组成的第三保护电路，电阻R8接于三极管Q3的基极与加速电容C5的一端之间，加速电容C5的另一端与V-BAT端。电阻R6和电阻R7组成分压网络，三极管Q3的射极接于电阻R6和电阻R7之间的节点，三极管Q2的集极与第一开关管Q1的漏极电性连接，三极管Q2的射极与第一开关管Q1的栅极电性连接。其中加速电容C5对电压进行检测，当电池电压负向变化时，由于加速电容C5两端电压不能突变，导致三极管Q3基极电压被拉低，三极管Q3导通，接着三极管Q2的基极与VOUT端连通，三极管Q2也导通，即第一开关管Q1的珊源极通过三极管Q2短接，导致第一开关管Q1关断。同理也适用于N型MOS管的保护线路，线路连接方法一致，跨接于N型MOS管的栅源极。
如图4所示的实施例二：
V-BAT端接电源，GND端接地。延时电路由电容C1和电阻R1并联于V-BAT端与GND端之间组成。V-BAT端与GND端之间还并接有由反向串接的两稳压二极管Tj组成的过压保护电路。第一开关管Q1采用P型MOS管，第一开关管Q1的源极与V-BAT端电性连接，第一开关管Q1的栅极与GND端之间串接有电阻R2，第一开关管Q1的漏极与VOUT端（负载端）电性连接，并且第一开关管Q1的漏极与GND端之间串接有由二极管D3、电阻R9和电容C5组成的储能电路，二极管D3与电容C5串联，电阻R9与电容C5并联；在第一开关管Q1的栅极与漏极之间并接有由电容C2、稳压二极管D2和电阻R3组成的第一保护电路。第二开关管由电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、加速电容C3、二极管D4和三极管Q2，电阻R4分别接于第一开关管Q1的栅极、三极管Q2的集极，作为第一开关管Q1的限流；V-BAT端串接电阻R7后与三极管的基极电性连接；与电阻R7并联的依次包括反接的二极管D4、电阻R5和电阻R8，其中加速电容C3与电阻R5并联。在三极管Q2的射极与基极之间并接有由电容C4、电阻R6和反接二极管D1组成的第二保护电路。当V-BAT端是正电压在操作范围内，那么第一开关管Q1是导通，VOUT端的电压相当于V-BAT端的电压；V-BAT出现负脉冲时，三极管Q2处于导通状态，第一开关管Q1迅速截止。工作原理：在正常情况下，不会影响输出电压；三极管Q2基极的电压等于V-BAT端，所以三极管Q2截止，然后不再影响第一开关管Q1；如果负脉冲（脉冲1b、3b、micro-cut），第一开关管Q1将关闭；出现负脉冲时，V-BAT端的电压突变至负，由于加速电容C3，三极管Q2将很快导通，电容C2放电，第一开关管Q1的V-gs将被限制到低电压，所以第一开关管Q1会很快关掉。
如图5为负脉冲1b的电压输出显示图表。图6为micro-cut的电压输出显示图表。可以看出在出现负脉冲的时候，第一开关管Q1很快就关掉，使电压输出保持积极。
如图7所示的实施例三，在图4电路的基础上，将第一开关管Q1的P型MOS管更换为N型MOS管，并且第二开关管中增加了三极管Q3、电阻R10、电容6和二极管D5，同样可以实现快速关断第一开关管Q1。具体结构如电路图所示，在此不再赘述。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (10)
1.一种LED照明的保护电路，电性连接于脉冲电源与负载之间，其特征在于：从输入级到输出级依次包括延时电路、第一开关管和快速关断电路，所述快速关断电路包括加速电容和第二开关管，所述加速电容一端与脉冲电源电性连接，加速电容的另一端与第二开关管的控制端电性连接，第二开关管的输入端与第一开关管的输出端电性连接，第二开关管的输出端与第一开关管的控制端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：所述第一开关管的输出端和控制端之间或者输入端与控制端之间并接有第一保护电路，该第一保护电路包括相互并联的电容、电阻和二极管。
3.根据权利要求1所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：所述第二开关管包括至少一个开关管。
4.根据权利要求3所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：所述第开关管的输出端和控制端之间或者输入端与控制端之间并接有第二保护电路，该第二保护电路包括相互并联的电容、电阻和二极管。
5.根据权利要求3或4所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：所述开关管为三极管。
6.根据权利要求5所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：所述开关管的输入端都串接有限流电阻。
7.根据权利要求1所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：所述第一开关管为P型MOS管或N型MOS管。
8.根据权利要求1所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：所述脉冲电源与加速电容之间串接有二极管，二极管的正极与加速电容电性连接，二极管的负极与脉冲电源电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：在所述第一开关管之前还连接有过压保护电路，该过压保护电路包括反向串联的两稳压二极管。
10.根据权利要求1所述的一种LED照明的保护电路，其特征在于：在所述输出级还设置有储能电路，该储能电路包括二极管、电容和电阻。
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|---|---|---|---|---|
| JP2007312572A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Fujitsu Ten Ltd | 電源制御回路、電源制御回路を備えた電子制御装置、給電回路及び電源制御集積回路 |
| CN102487195A (zh) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | 上海博泰悦臻电子设备制造有限公司 | 电源反极性保护电路 |
| CN106300247A (zh) * | 2015-06-05 | 2017-01-04 | 中兴通讯股份有限公司 | 电压保护电路和系统 |
| CN207200258U (zh) * | 2017-07-28 | 2018-04-06 | 法雷奥汽车内部控制（深圳）有限公司 | 一种led照明的保护电路 |
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