CN108040399A - 一种过压保护电路和led恒流驱动电路 - Google Patents

一种过压保护电路和led恒流驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种过压保护电路和LED恒流驱动电路，用于在输出开路时，对输出电容起到保护作用。该过压保护电路包括：滤波电路，所述滤波电路的正端与LED负载的正极连接，还包括：连接在所述滤波电路的负端和所述LED负载的负极之间的保护电路，以及，与所述LED负载并联的过压检测电路，其中，所述过压检测电路用于检测所述LED负载的电压，并在检测到的电压大于或等于预定值时，触发所述保护电路切断所述滤波电路回路；在检测到的电压小于预定值时，触发所述保护电路接通所述滤波电路回路。

Description

一种过压保护电路和LED恒流驱动电路
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种过压保护电路和LED恒流驱动电路。
背景技术
LED(发光二极管)具有节能、环保、高效的特点，因此，LED作为照明光源被广泛使用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路。
图1是现有技术中一个典型的LED恒流驱动电路，主要包括有熔断器FUSE，整流桥DB1，输入电容EC1、储能电感L1、续流二极管D1、由输出电容EC2和第一电阻R1组成的滤波电路、LED负载、第一开关管Q1以及第二电阻R2等。在LED负载实现照明时，恒流IC(图1中未显示)根据第二电阻R2检测电路中的峰值电流，从而输出驱动信号以周期性地控制第一开关管Q1的导通占空比，使得LED负载流过恒定电流。
当LED负载因故障而形成输出开路时，如果恒流IC不能够提供过压保护功能，那么输出的开路电压将会较大，会使得输出电容EC2由于过压而失效，容易造成电解液喷出而产生安全隐患。
发明内容
本发明实施例提供一种过压保护电路和LED恒流驱动电路，用于在输出开路时，对输出电容起到保护作用。
本发明实施例采用下述技术方案：
一种过压保护电路，包括滤波电路，所述滤波电路的正端与LED负载的正极连接，还包括：连接在所述滤波电路的负端和所述LED负载的负极之间的保护电路，以及，与所述LED负载并联的过压检测电路，其中，所述过压检测电路用于检测所述LED负载的电压，在检测到的电压大于或等于预定值时，触发所述保护电路切断所述滤波电路回路；在检测到的电压小于预定值时，触发所述保护电路接通所述滤波电路回路。
进一步的，所述保护电路具体为第二开关管Q2，其中，所述第二开关管Q2的栅极连接所述过压检测电路；所述第二开关管Q2的漏极连接所述滤波电路的负端；所述第二开关管Q2的源极连接所述LED负载的负极。
进一步的，所述过压检测电路包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第一稳压管ZD1、第三开关管Q3和第六电阻R6，其中，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4串联连接在所述LED负载的正极和负极两端；所述第一稳压管ZD1的负极连接在所述第三电阻R3和所述第四电阻R4之间，所述第一稳压管ZD1的正极连接所述第三开关管Q3的基极；所述第三开关管Q3的集电极同时连接所述第六电阻R6的一端以及所述第二开关管Q2的栅极，所述第六电阻R6的另一端连接所述LED负载的正极；所述第三开关管Q3的发射极连接所述LED负载的负极。
进一步的，所述过压检测电路检测电压的预定值，根据所述第三电阻R3的阻值、所述第四电阻R4的阻值、所述第一稳压管ZD1的击穿电压以及所述第三开关管Q3的导通电压确定。
进一步的，所述第三开关管Q3的基极和发射极之间还连接有并联的第一电容C1和第五电阻R5。
进一步的，所述第二开关管Q2的栅极和源极之间还连接有第二稳压管ZD2。
进一步的，所述第二开关管Q2为MOS管。
一种LED恒流驱动电路，包括储存电感L1，续流二极管D1，以及如前文中任一项所述的过压保护电路，其中，所述储存电感L1的一端连接所述LED负载的负极，所述储存电感L1的另一端连接所述续流二极管D1的正极，所述续流二极管D1的负极连接所述LED负载的正极。
进一步的，还包括恒流IC、第一开关管Q1和第二电阻R2，其中，所述第一开关管Q1的漏极连接所述续流二极管D1的正极；所述第一开关管Q1的源极连接所述第二电阻R2的一端，所述第一开关管Q1的栅极连接所述恒流IC的驱动信号输出端，所述第二电阻R2的另一端接参考地。
进一步的，还包括整流桥DB1和输入电容EC1，其中，所述整流桥DB1的输出端正端连接所述LED负载的正极；所述整流桥DB1的输出端负端接参考地；所述输入电容EC1的正极连接所述整流桥DB1的输出端正端；所述输入电容EC1的负极连接所述整流桥DB1的输出端负端。
通过本发明实施例提供的上述过压保护电路和LED恒流驱动电路，过压检测电路可以检测LED负载两端的电压，并在检测到的电压大于或等于预定值时，触发保护电路切断滤波电路回路，对滤波电路中的输出电容起到保护作用；在检测到的电压小于预定值时，触发所述保护电路接通所述滤波电路回路，不会影响到LED负载的正常工作。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中的LED恒流驱动电路示意图；
图2为本发明的一个实施例提供的LED恒流驱动电路示意图；
图3为本发明的另一个实施例提供的LED恒流驱动电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。
如图2所示，本发明的一个实施例提供一种过压保护电路，主要包括：滤波电路，连接在所述滤波电路的负端和所述LED负载的负极之间的保护电路，以及，与所述LED负载并联的过压检测电路。
其中，上述滤波电路的正端与LED负载的正极连接，LED负载的正极可以是电源输入端。该实施例中，滤波电路主要包括有输出电容EC2和第一电阻R1，具体地，上述滤波电路见图2虚线框所示，按照图2所示的方向，虚线框上端的两根导线为滤波电路的正端，虚线框下端的一根导线为滤波电路的负端。输出电容EC2的正极连接所述LED负载的正极，负极连接所述保护电路；第一电阻R1的一端连接所述LED负载的正极，另一端连接所述保护电路。
上述过压检测电路用于检测所述LED负载两端的电压，并在检测到的电压大于或等于预定值时，触发所述保护电路切断所述滤波电路回路；在检测到的电压小于预定值时，触发所述保护电路接通所述滤波电路回路。
通过本发明实施例提供的上述过压保护电路，过压检测电路可以检测LED负载两端的电压，并在检测到的电压大于或等于预定值时，触发保护电路切断滤波电路回路，对滤波电路中的输出电容起到保护作用；在检测到的电压小于预定值时，触发所述保护电路接通所述滤波电路回路，不会影响到LED负载的正常工作。
基于上述实施例提供的过压保护电路，本发明实施例还提供一种LED恒流驱动电路，如图2所示，除了包括上述实施例中介绍的过压保护电路之外，还包括储存电感L1以及续流二极管D1等。
按照图2所示的方向，储存电感L1的右端连接所述LED负载的负极，储存电感L1的左端连接所述续流二极管D1的正极，续流二极管D1的负极连接所述LED负载的正极。
为了为上述LED负载等元件提供电能，上述LED恒流驱动电路还包括整流桥DB1等，所述整流桥DB1的输出端正端连接所述LED负载的正极；整流桥DB1的输出端负端接参考地。在本实施例中，整流桥DB1可以是一个由四个二极管组成的桥式全波整流电路，用于将通过熔断器的交流电信号整流成直流电信号。整流桥DB1的共阴极为输出端正端，电流从此处流出，接通LED负载的正极；整流桥DB1的共阳极接参考地。
为了降低整流桥DB1的交流脉动波纹系数，保证为LED负载提供高效平滑的电流，在整流桥DB1的两端还可以连接输入电容EC1，其中，该输入电容EC1的正极连接所述整流桥DB1的输出端正端；该输入电容EC1的负极连接所述整流桥DB1的输出端负端。通过设置上述输入电容EC1，使本实施例提供的LED恒流驱动电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交流脉动波纹对LED负载的正常工作造成干扰。
从图2可以看出，上述LED恒流驱动电路还包括第一开关管Q1和第二电阻R2，这样，恒流IC(图2中未显示)可以根据第二电阻R2检测电路中的峰值电流，从而输出驱动信号以周期性地控制第一开关管Q1的导通占空比，使得LED负载流过恒定电流。
在本实施例中，所述第一开关管Q1的漏极连接所述续流二极管D1的正极；所述第一开关管Q1的源极连接所述第二电阻R2的一端，所述第一开关管Q1的栅极连接所述恒流IC的驱动信号输出端，见图2中的驱动信号DRIVER，所述第二电阻R2的另一端连接系统参考地GND。
当所述第一开关管Q1的栅极连接高电平时，第一开关管Q1导通时，储能电感L1的电流增加，第二电阻R2处电压增加，第二电阻R2电压升高到参考电压一时，恒流IC输出驱动信号，控制第一开关管Q1关断，储能电感L1通过续流二极管D1和LED负载放电，电流降低；当第二电阻R2电压降低到参考电压二时，，第一开关管Q1重新开启，完成一个周期，以此周期性地为LED负载提供稳定的电流。
需要说明的是，本发明实施例提供的过压保护电路适用于任何驱动电路，不受图2所示的恒流驱动电源电路的限制。
为详细说明本发明实施例提供的上述过压保护电路以及LED恒流驱动电路，以下将结合一个具体的实施例进行说明。
如图3所示，该实施例中，上述保护电路具体可以是第二开关管Q2，其中，第二开关管Q2的栅极连接所述过压检测电路；所述第二开关管Q2的漏极连接所述滤波电路的负端；所述第二开关管Q2的源极连接所述LED负载的负极。当LED负载正常工作时，LED负载两端电压通过第六电阻R6为第二开关管Q2的栅极提供驱动电压，第二开关管Q2导通；当LED负载开路时，第二开关管Q2的栅极电压为零，第二开关管Q2阻断，由输出电容EC2和第一电阻R1组成的滤波电路处于开路状态。
上述过压检测电路具体可以包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第一稳压管ZD1、第三开关管Q3和第六电阻R6。
具体地，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4串联连接在所述LED负载的正极和负极两端；所述第一稳压管ZD1的负极连接在所述第三电阻R3和所述第四电阻R4之间，所述第一稳压管ZD1的正极连接所述第三开关管Q3的基极；所述第三开关管Q3的集电极同时连接所述第六电阻R6以及所述第二开关管Q2的栅极，所述第六电阻R6的另一端连接所述LED负载的正极；所述第三开关管Q3的发射极连接所述LED负载的负极。
通过上述连接方式，过压检测电路检测电压的预定值，具体可以根据所述第三电阻R3的阻值、所述第四电阻R4的阻值、所述第一稳压管ZD1的击穿电压以及所述第三开关管Q3的导通电压确定。
优选地，上述预定值Vovp，具体通过如下公式计算得到：
Vovp＝(VZD1+Vbe)*(R3+R4)/R4
上述公式中，Vovp为上述检测的电压的预定值；VZD1为第一稳压管ZD1的击穿电压；Vbe为第三开关管Q3的导通电压，R3和R4分别为第三电阻R3和第四电阻R4的阻值。
上述过压保护电路工作时，过压检测电路实时检测电路中的输出电压。LED负载正常工作时，输出电压低于预定值Vovp，此时，第一稳压管ZD1截止，第三开关管Q3截止。LED负载两端电压通过第六电阻R6提供的驱动电压使得第二开关管Q2导通，输出电容EC2的负极通过第二开关管Q2与输出LED负载的负极连接。
当LED开路时，过压检测电路检测到的电压值大于或等于上述预定值Vovp，此时，第一稳压管ZD1被击穿，通过第三电阻R3、第一稳压管ZD1提供驱动电流，驱动第三开关管Q3导通，使得第二开关管Q2截止，输出电容EC2的负极与LED负载的负极断开连接，输出电容EC2上的电压通过第一电阻R1逐渐释放到零，以此对输出电容EC2起到保护作用。
优选地，如图3所示，上述第三开关管Q3的基极和发射极之间还连接有并联的第一电容C1和第五电阻R5。通过设置上述第一电容C1和第五电阻R5，LED负载正常工作时，防止LED负载正常工作时使第三开关管Q3导通，而导致第二开关管Q2断开。基于相同的原理，优选地，所述第二开关管Q2的栅极和源极之间还可以连接有第二稳压管ZD2，第二稳压管ZD2可以对第二开关管Q2的栅极和源级进行限压保护。
本发明实施例通过在上述过压保护电路的基础上，增加了第一电容C1和第五电阻R5，这样，由于第一电容C1和第五电阻R5的滤波功能，防止上述过压检测电路和保护电路误操作，提高了过压保护电路工作过程中的可靠性。
优选地，上述几个实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2均以MOS管为例进行说明，实际上，第一开关管还可以是三极管Q1，第二开关管Q2还可以是三极管Q2。这样，前文所述的实施路中描述的第一开关管Q1的栅极对应于该三极管Q1的基极；第一开关管Q1的漏极对应于该三极管Q1的集电极；第一开关管Q1的源极对应于该三极管Q1的发射极。
同理，第二开关管Q2也可以为三极管Q2，这样，前文所述的实施路中描述的第二开关管Q2的栅极对应于该三极管Q2的基极；第二开关管Q2的漏极对应于该三极管Q2的集电极；第二开关管Q2的源极对应于该三极管Q2的发射极。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，包括滤波电路，所述滤波电路的正端与LED负载的正极连接，其特征在于，还包括：
连接在所述滤波电路的负端和所述LED负载的负极之间的保护电路，以及，与所述LED负载并联的过压检测电路，其中，
所述过压检测电路用于检测所述LED负载的电压，在检测到的电压大于或等于预定值时，触发所述保护电路切断所述滤波电路回路；在检测到的电压小于预定值时，触发所述保护电路接通所述滤波电路回路。
2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述保护电路具体为第二开关管Q2，其中，
所述第二开关管Q2的栅极连接所述过压检测电路；
所述第二开关管Q2的漏极连接所述滤波电路的负端；
所述第二开关管Q2的源极连接所述LED负载的负极。
3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压检测电路包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第一稳压管ZD1、第三开关管Q3和第六电阻R6，其中，
所述第三电阻R3和所述第四电阻R4串联连接在所述LED负载的正极和负极两端；
所述第一稳压管ZD1的负极连接在所述第三电阻R3和所述第四电阻R4之间，所述第一稳压管ZD1的正极连接所述第三开关管Q3的基极；
所述第三开关管Q3的集电极同时连接所述第六电阻R6的一端以及所述第二开关管Q2的栅极，所述第六电阻R6的另一端连接所述LED负载的正极；所述第三开关管Q3的发射极连接所述LED负载的负极。
4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压检测电路检测电压的预定值，根据所述第三电阻R3的阻值、所述第四电阻R4的阻值、所述第一稳压管ZD1的击穿电压以及所述第三开关管Q3的导通电压确定。
5.根据权利要求1至4所述的过压保护电路，其特征在于，所述第三开关管Q3的基极和发射极之间还连接有并联的第一电容C1和第五电阻R5。
6.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述第二开关管Q2的栅极和源极之间还连接有第二稳压管ZD2。
7.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述第二开关管Q2为MOS管。
8.一种LED恒流驱动电路，其特征在于，包括储存电感L1，续流二极管D1，以及如权利要求1至7任一项所述的过压保护电路，其中，
所述储存电感L1的一端连接所述LED负载的负极，所述储存电感L1的另一端连接所述续流二极管D1的正极，所述续流二极管D1的负极连接所述LED负载的正极。
9.根据权利要求8所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括恒流IC、第一开关管Q1和第二电阻R2，其中，所述第一开关管Q1的漏极连接所述续流二极管D1的正极；所述第一开关管Q1的源极连接所述第二电阻R2的一端，所述第一开关管Q1的栅极连接所述恒流IC的驱动信号输出端，所述第二电阻R2的另一端接参考地。
10.根据权利要求9所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，还包括整流桥DB1和输入电容EC1，其中，
所述整流桥DB1的输出端正端连接所述LED负载的正极；所述整流桥DB1的输出端负端接参考地；
所述输入电容EC1的正极连接所述整流桥DB1的输出端正端；所述输入电容EC1的负极连接所述整流桥DB1的输出端负端。
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