CN107529240B - 一种应用于led灯的电源电路 - Google Patents
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Abstract
一种应用于LED灯的电源电路，其包括一个LED电源前级电路，一个负载，一个短路保护开关模块，一个电路检测模块，以及一个控制开关模块。所述短路保护开关模块包括一个用于通断所述负载的供电的负载开关。所述电路检测模块包括一个比较检测单元，以及一个延时单元。所述比较检测单元将所述LED电源前级电路的输出电压与预设基准电压比较后输出控制信号。所述延时单元根据比较检测单元的控制信号在延后一定时间后输出开关控制信号。所述控制开关模块根据延时单元输出的开关控制信号通断所述负载开关进而通断所述负载的供电。所述电源电路可以实现在所述负载短路时关断整个电路，也可以保护负载开关不至于被烧毁，从而可以保护整个电源不失效。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明电源设备领域，特别是一种应用于LED灯的电源电路。
背景技术
在节能环保的背景下，LED灯具因其具有出光效率高、聚光性能好而越来越多地应用于居家、商业照明领域。在诸如展览馆，珠宝店、博物馆、超市等场所中，还有一些居家照明，如大型别墅中。随着LED灯具，特别是条形灯具的大量使用，使得这些居家或商业领域的照明更加贴近用户的真实需求。
然而，作为影响LED灯具寿命的最重要因素之一的电源也是必须关注的对象。一般LED电源都带有输出短路保护功能，这种保护功能是指在短路时，电源进行低频打嗝或以极低的系统输入功率输出，而当撤销短路时，电源自动恢复正常工作。但是，随着用户的节能意识的提高或者是配光要求的提高，会在电源的输出端与LED灯负载之间串联电流敏感元件如MOS管，而当该LED灯负载短路时，输出回路必然会产生很大的冲击电流，该冲击电流在瞬间会达到几十至几百安培，这个电流往往已经远超过这些电流敏感元件的极限应力，使得这些电流敏感元件被击穿，从而导致LED电源失效。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可进行短路保护的应用于LED灯的电源电路，以解决上述问题。
一种应用于LED灯的电源电路包括一个LED电源前级电路，一个电性连接在所述LED电源前级电路的输出端的负载，一个电性连接在所述LED电源前级电路与负载之间的短路保护开关模块，一个与所述短路保护开关模块电性连接的电路检测模块，以及一个根据所述电路检测模块的输出信号控制所述短路保护开关模块通断的控制开关模块。所述短路保护开关模块包括一个用于通断所述负载的供电的负载开关。所述电路检测模块包括一个比较检测单元，以及一个延时单元。所述比较检测单元将所述LED电源前级电路的输出电压与预设基准电压比较后输出控制信号。所述延时单元根据比较检测单元的控制信号在延后一定时间后输出开关控制信号。所述控制开关模块根据延时单元输出的开关控制信号通断所述负载开关进而通断所述负载的供电。
与现有技术相比，所述应用于LED灯的电源电路利用所述比较检测单元与延时单元对短路保护开关模块的保护，即可以实现在所述负载短路时关断整个电路，也可以保护该短路保护开关模块中的负载开关不至于被烧毁，从而可以保护整个电源不失效。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的一种应用于LED灯的电源电路的电路原理框图。
图2为图1的应用于LED灯的电源电路的电路图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1至图2，其为本发明提供的一种应用于LED灯的电源电路100的电路原理框图及电路图。所述应用于LED灯的电源电路100包括一个LED电源前级电路10，一个电性连接在所述LED电源前级电路10的输出端的负载20，一个电性连接在所述LED电源前级电路10与负载之间的短路保护开关模块30，一个与所述短路保护开关模块30电性连接的电路检测模块40，以及一个根据所述电路检测模块40的输出信号控制所述知识产权保护开关模块30通断的控制开关模块50。可以想到的是，所述应用于LED灯的电源电路100还包括其他的一些的功能模块，如散热模块，放电控制模块等，此应本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。
所述LED电源前级电路10为一种普通电源电路，其用于将市电转换为适合所述负载20使用的电流，如频率，幅值，大小等参数。该LED电源前级电路10的输出电压应为后级的负载20的额定电压，而又由于负载20为LED灯，其一般恒压，可以为30V、或24V等。至于所述LED电源前级电路10内的具体的电路结构，因为不为本发明的重点，应为本领域技术人员所习知的技术。
所述负载20应为LED灯，其可以为一个或多个LED灯，其可以是并联也可以是串联，在此不再赘述。该负载20电性连接在所述LED电源前级电路10的输出端并由该LED电源前级电路10供电。一般使用中，由于该负载20具有多颗LED芯片组成，如LED条形灯，LED灯带，或者是COB型LED芯片，其都包括有多颗LED芯片，因此很难保证每一颗LED芯片的寿命都是一样的，或者使用过程中不会损坏。一旦某一颗LED芯片损坏就会造成短路，因此为了保护其他LED芯片，及LED电源，一般的LED电源中都设置有短路保护电路，来达到此目的。
所述短路保护开关模块30电性连接在所述负载20与LED电源前级电路10之间，其作用在于当负载20短路时，可以及时关断供电电路，即关断所述LED电源前级电路10给所述负载20的供电，避免损坏所述负载20或由于输出电流过大而损坏该LED电源前级电路10。因此，所述短路保护开关模块30包括一个用于通断所述负载20的供电的负载开关301。请参阅图2，所述短路保护开关模块30包括两个串联的电阻R1、R2，以及一个并联在所述电阻R2上的N沟道型MOS管Q7。所述两个串联的电阻R1、R2的作用在于通过分压为所述MOS管Q7提供合适的导通电压。因为MOS管的特性，其导通电压不能过高，否则会烧毁。所述N沟道MOS管Q7即为所述的负载开关301。当然可以想到的是，通过电路设计，还可以使用P沟道MOS管，或者是其他开关，在此不再一一描述其电路设计的电路图。所述N沟道MOS管Q7的栅极与所述控制开关模块50电性连接，其也与电阻R1、R2电性连接，源极接地，漏极电性连接负载20的一个输入端。该负载20的另一个输入端与电源前级电路10的输出端电性连接。当然可以想到的是，当所述应用于LED灯的电源电路100具有色温调节信号或者是调光信号需要输入时，本领域技术人员所习知的是，这些信号可能性PWM信号。该PWM信号也接入到该MOS管Q7的栅极，从而通过控制该MOS管Q7的通断的时间比例来达到调节输出的目的。
所述电路检测模块40用于检测所述负载20是否有短路情况发生。当所述负载20没有短路情况发生时，该电路检测模块40通过对LED电源前级电路10的输出的检测输出控制信号控制所述控制开关模块50不对所述负载开关301进行任何操作。当所述负载20发生了短路，该电路检测模块40通过对LED电源前级电路的输出的检测输出控制信号以控制所述控制开关模块50关断所述负载开关301，达到关断整个电路的目的。所述电路检测模块40用于检测LED电源前级电路10的输出电压的变化情况，当负载20短路时，该LED电源前级电路10的输出电压就会马上下降。因此当该LED电源前级电路10的输出电压一有下降，所述电路检测模块40就能检测到该下降从而输出控制信号。在本实施例中，所述电路检测模块40的输入电压小于所述LED电源前级电路10的输出端的正常电压的88％时，所述电路检测模块40就会输出关断所述负载开关301的控制信号。当然可以想到的是，可以通过对该电路检测模块40的电子元器件的参数设置来调节该比值的大小，如90％或95％时输出控制信号等。所述电路检测模块40包括一个比较检测单元41，以及一个延时单元42。所述比较检测单元41用于将所述LED电源前级电路10的输出电压与预设基准电压比较后输出控制信号。所述比较检测单元41包括一个基准电压设置单元411，一个输出电压检测单元412，以及一个比较器413。所述比较器413的同相输入端与基准电压设置单元411的输出端电性连接，反相输入端与输出电压检测单元412的输出端电性连接。所述基准电压设置单元411包括两个串联在所述LED电源前级电路10的输出端与地之间的电阻R6、R10。通过该两个电阻R6、R10的参数设置即可设定该基准电压设置单元411所设定的预设基准电压。所述输出电压检测单元412与基准电压设置单元411并联并包括两个串联在所述LED电源前级电路10的输出端与地之间的电阻R11、R14，以及一个并联在所述两个电阻R11、R14中的一个的电容C7。在所述电路检测模块40中，所述输出电压检测单元412用于检测所述LED电源前级电路10的输出电压的变化，在本实施例中，所述输出电压检测单元412的输入电压小于所述LED电源前级电路10的输出端的正常电压的88％时，所述比较器413将输出高电平以触发所述控制开关模块50关断所述负载开关301。所述比较器413为一种常见的电子元器件，在本实施例中，所述比较器413为一个电压比较器，其通过比较同、反相输入端的输入电压来确定其输出为低电平还是高电平。在本实施例中，在所述负载20没有短路时，所述LED电源前级电路10的输出为正常电压，此时，所述输出电压检测单元412的输出电压将大于基准电压设置单元411设定的预设基准电压，所述比较器413的输出电压为高电平。而当所述负载20短路时，所述LED电源前级电路10的输出电压马上将下降，当所述LED电源前级电路10的输出电压小于正常输出电压的88％时，所述输出电压检测单元412的输出电压将小于所述基准电压设置单元411设定的预设基准电压，所述比较器413的输出电压将为低电平。
所述延时单元42用于当所述比较检测单元41的输出为低电平时，延长该低电平信号到达控制开关模块50的时间，达到有效关断所述负载开关301的目的。假如没有该延时单元42的延时，所述LED电源前级电路10的输出下降时，所述负载开关301关断，进而使得该LED电源前级电路10的输出回到正常电压，此时，所述负载开关301又导通，从而使得所述负载开关301将在比较检测单元41的控制下以极高的频率下通断，因此还是会烧毁该负载开关301，特别当该负载开关301选用MOS管时。因此当延时单元42延长低电平信号到达控制开关模块50的时间有1秒时，所述MOS管就有足够的关断时间，可以散热，而不至于烧毁。所述延时单元42包括一个延时比较器421，一个分压电阻组422，以及一个RC充放电电路423。所述比较检测单元41的输出端与该延时比较器421的同相输入端电性连接，所述延时比较器的反相输入端与分压电阻组422的输出端连接，所述RC充放电电路423包括一个连接在所述同相输入端与延时比较器421的输出端的电容C8和一个电性连接在比较检测单元41的输出端与地之间的电阻R12。当所述比较检测单元41的输出为高电平时，所述延时比较器421的同相输入端的电压高于反相输入端的电压，该延时比较器421的输出为高电平，此时所述RC充放电电路423的电容C8进行充电。当所比较检测单元41的输出为低电平时，所述延时比较器421的同相输入端的电压低于反相输入端的电压，该延时比较器421的输出为低电平，此时所述RC充放电电路423的电容C8进行放电，从而阻止延时单元42的低电平的马上输出，而是等电容C8的电量放完才输出低电平，进而达到延时的目的。
所述控制开关模块50可以为一个NPN型三极管Q10。当然可以想到的是，只要其可以在所述延时单元42的输出为低电平时导通而在高电平时截止，其他类型的电子元器件也可以使用作为该控制开关模块50。所述NPN型三极管Q10的基极与延时单元42的输出端电性连接，集电极与负载开关301电性连接，发射极接地。当所述延时单元42的输出为低电平时，该三极管Q10导通接地，所述负载开关301即MOS管Q7的栅极为低电平使得该MOS管Q7截止，从而达到关断该负载开关301的目的。而当所述延时单元42的输出为高电平时，三极管Q10截止，所述负载开关301的栅极为高电平，该MOS管Q7将导通。
与现有技术相比，所述应用于LED灯的电源电路100利用所述比较检测单元30与延时单元40对短路保护开关模块30的保护，即可以实现在所述负载11短路时关断整个电路，也可以保护该短路保护开关模块30中的负载开关301不至于被烧毁，从而可以保护整个电源不失效。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (7)
1.一种应用于LED灯的电源电路，所述电源电路包括一个LED电源前级电路，以及一个电性连接在所述LED电源前级电路的输出端的负载，其特征在于：所述电源电路还包括一个电性连接在所述LED电源前级电路与负载之间的短路保护开关模块，一个与所述短路保护开关模块电性连接的电路检测模块，以及一个根据所述电路检测模块的输出信号控制所述短路保护开关模块通断的控制开关模块，所述短路保护开关模块包括一个用于通断所述负载的供电的负载开关，所述电路检测模块包括一个比较检测单元，以及一个延时单元，所述比较检测单元将所述LED电源前级电路的输出电压与预设基准电压比较后输出控制信号，所述延时单元根据比较检测单元的控制信号在延后一定时间后输出开关控制信号，所述控制开关模块根据延时单元输出的开关控制信号通断所述负载开关进而通断所述负载的供电；
所述比较检测单元包括一个基准电压设置单元，一个输出电压检测单元，以及一个比较器，所述比较器的同相输入端与基准电压设置单元的输出端电性连接，反相输入端与输出电压检测单元的输出端电性连接；
所述基准电压设置单元包括两个串联在所述LED电源前级电路的输出端与地之间的电阻。
2.如权利要求1所述的应用于LED灯的电源电路，其特征在于：所述负载开关为N沟道型MOS管，该N沟道型MOS管的栅极与所述控制开关模块电性连接。
3.如权利要求1所述的应用于LED灯的电源电路，其特征在于：所述短路保护开关模块包括两个串联在所述LED电源前级电路的输出端的电阻。
4.如权利要求1所述的应用于LED灯的电源电路，其特征在于：所述输出电压检测单元与基准电压设置单元并联并包括两个串联在所述LED电源前级电路的输出端与地之间的电阻，以及一个并联在所述两个电阻中的一个上的电容。
5.如权利要求1所述的应用于LED灯的电源电路，其特征在于：所述输出电压检测单元的输入电压小于所述LED电源前级电路的输出端的正常电压的88％时，所述比较器输出高电平以触发所述控制开关模块关断所述负载开关。
6.如权利要求1所述的应用于LED灯的电源电路，其特征在于：所述延时单元包括一个延时比较器，一个分压电阻组，以及一个RC充放电电路，所述比较检测单元的输出端与该延时比较器的同相输入端电性连接，所述延时比较器的反相输入端与分压电阻组的输出端连接，所述RC充放电电路包括一个连接在所述同相输入端与延时比较器的输出端的电容和一个电性连接在比较检测单元的输出端与地之间的电阻。
7.如权利要求1所述的应用于LED灯的电源电路，其特征在于：控制开关模块为一个NPN型三极管，所述NPN型三极管的基极与延时单元的输出端电性连接，集电极与负载开关电性连接，发射极接地。
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