CN108777896A - 一种带有过压保护的led驱动节能型电源 - Google Patents

一种带有过压保护的led驱动节能型电源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，涉及LED驱动电源技术领域，本发明的一种带有过压保护的LED驱动节能型电源包括：市电输入电路、整流桥、过压保护电路、驱动芯片U1、电源开关管Q1、NPN三极管Q2、开关变压器T2和电源输出电路；市电输入电路依次通过整流桥、过压保护电路与驱动芯片U1连接，驱动芯片U1依次通过电源开关管Q1、开关变压器T2与电源输出电路连接，本发明通过整流桥对输入的交流电转换为直流电，通过过压保护电路实现在电压过高时保护电路，当电压恢复正常之后LED驱动也自动恢复的效果，通过三极管充分利用电路中的磁能量，有效地节约了电力。

Description

一种带有过压保护的LED驱动节能型电源
技术领域
本发明属于LED驱动电源技术领域，特别是涉及一种带有过压保护的LED驱动节能型电源。
背景技术
LED照明设备，作为现在照明领域的新型照明光源，比传统白炽灯节能80%以上，具有节能、环保等诸多优点。
由芯片MP4026组成的反激式LED驱动电源，结合功率因数校正技术，采用峰值电流模式，高精度恒定输出电流，输入电压范围85-265VAC，功率因数达到95%以上。采样原边电流的大小来控制输出电流恒定，无需光耦等器件就可实现高精度输出恒流控制。该MP4026芯片只有6个引脚，外围电路特别简单，极大减小了成本和体积。采用原边反馈方式，不需采样次级输出电流，带有源因数校正电路，可以极大的提高功率因数，开关损耗小，从而整体效率比较高。内置多重保护功能来加强系统可靠性。
目前，如图2所示，现有的芯片MP4026的驱动的过压保护功能是靠压敏电阻ZR来实现的，当输入电压过高得到压敏电阻ZR的电压值时，压敏电阻ZR就会瞬间由开路状态变为导通状态，阻止输入的高电压传递的后面的电路中，保护后面电路的安全。在实践应用中，因输入电压过高压敏电阻ZR一旦导通，压敏电阻ZR和保险F1就会一起损坏，保险F1烧断，压敏电阻ZR也烧毁变为击穿导通状态。这样，虽然保护了后面电路的安全，但是当输入电压恢复正常后，LED驱动也无法工作，整个LED照明设备还得进行维修。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，通过整流桥对输入的交流电转换为直流电，通过过压保护电路实现在电压过高时保护后面的驱动电路，当电压恢复正常之后LED驱动也自动恢复正常工作，降低了维护成本，解决了现有的LED驱动电源在进行过压保护工作后无法自恢复的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，包括：市电输入电路、整流桥、过压保护电路、驱动芯片U1、电源开关管Q1、NPN三极管Q2、开关变压器T2和电源输出电路；所述市电输入电路依次通过整流桥、过压保护电路与驱动芯片U1连接；所述驱动芯片U1依次通过电源开关管Q1、开关变压器T2与电源输出电路连接；
其中，所述过压保护电路通过互相并联的电感L1和电阻R1与整流桥连接；所述过压保护电路包括电阻R14、R15、R16、R17、单向可控硅VS1、VS2和稳压管D8；所述电阻R14和电阻R15串联；所述电路R16和电阻R17串联；所述稳压管D8负极接入电阻R14和电阻R15之间；所述稳压管D8正极与单向可控硅VS1的控制极连接；所述电阻R17一端接入电阻R16与单向可控硅VS1之间；所述电阻R17的另一端与单向可控硅VS2的控制极连接；所述电阻R14和电阻R16并联后接入整流桥直流电源正极；所述电阻R15、单向可控硅VS1和单线可控硅VS2并联后接入整流桥直流电源负极；
其中，所述驱动芯片U1的1脚通过NPN三极管Q2的bc结和开关变压器T2的线圈2连接；所述驱动芯片U1的5脚，通过NPN三极管Q2的be结和开关变压器T2的线圈2连接；
其中，所述NPN三极管Q2的基极通过限流电阻R12与开关变压器T2的线圈2连接；所述NPN三极管Q2的集电极与滤波电容C3的正极连接；所述NPN三极管Q2的集电极与稳压管D5的负极连接；所述滤波电容C3和稳压管D5互相并联和单向可控硅VS2的阳极连接；所述NPN三极管Q2的集电极与驱动芯片U1的1脚连接。
优选地，所述市电输入电路包括保险F1、扼流线圈T1和滤波电容C1；所述保险F1通过扼流线圈T1与整流桥连接；所述滤波电容C1并联在整流桥输入端两端。
优选地，所述驱动芯片U1的型号为MP4026；
其中，所述驱动芯片U1的1脚通过电阻R2和整流桥输出端正极相连；所述驱动芯片U1的2脚接入由电阻R3、R4和R7串联组成的衰减取样电阻的R4和R7之间；所述驱动芯片U1的3脚和环路补偿电容C6连接；所述驱动芯片U1的4脚接地；所述驱动芯片U1的5脚通过电阻R9和电源开关管Q1的源极连接；所述驱动芯片U1的5脚通过串联的电阻R9、R10接地；所述驱动芯片U1的5脚通过电容C7接地；所述驱动芯片U1的5脚计入由电阻R3、R4和R7串联组成的衰减取样电阻的R3和R4之间；所述驱动芯片U1的6脚通过电阻R8和电源开关管Q1的栅极连接。
优选地，所述电源开关管Q1为N-MOS场效应管。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过在整流桥与滤波电路之间接入由电阻、稳压管和单向可控硅组成的过压保护电路，当市电输入电路所接入的电压过高时，由电阻分压得到的电压使一单向可控硅断开，从而断开了整流后的直流电压对后面电路的供电，当市电电压恢复正常时，由电阻分压得到的电压恢复正常后使一单向可控硅导通，整流后的直流电压通过该单向可控硅再次供给后面的驱动电路，整个电路恢复正常工作，便于对电路进行有效保护的同时实现了电路的自恢复，降低了维护成本。
2、本发明通过设置NPN三极管代替两个二极管向驱动芯片输入驱动电压和过零检测信号，增强了对开关变压器内磁的利用率，实现了节能的效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的具有过压保护的LED驱动节能型电源的芯片电路图；
图2为现有LED驱动电源芯片MP4026的驱动电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1所示，本发明为一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，包括：市电输入电路、整流桥、过压保护电路、驱动芯片U1、电源开关管Q1、NPN三极管Q2、开关变压器T2和电源输出电路；市电输入电路依次通过整流桥、过压保护电路与驱动芯片U1连接；驱动芯片U1依次通过电源开关管Q1、开关变压器T2与电源输出电路连接。
其中，过压保护电路通过互相并联的电感L1和电阻R1与整流桥连接；过压保护电路包括电阻R14、R15、R16、R17、单向可控硅VS1、VS2和稳压管D8；电阻R14和电阻R15串联；电路R16和电阻R17串联；稳压管D8负极接入电阻R14和电阻R15之间；稳压管D8正极与单向可控硅VS1的控制极连接；电阻R17一端接入电阻R16与单向可控硅VS1之间；电阻R17的另一端与单向可控硅VS2的控制极连接；电阻R14和电阻R16并联后接入整流桥直流电源正极；电阻R15、单向可控硅VS1和单线可控硅VS2并联后接入整流桥直流电源负极。
其中，驱动芯片U1的1脚通过NPN三极管Q2的bc结和开关变压器T2的线圈2连接；驱动芯片U1的5脚，通过NPN三极管Q2的be结和开关变压器T2的线圈2连接。
其中，NPN三极管Q2的基极通过限流电阻R12与开关变压器T2的线圈2连接；NPN三极管Q2的集电极与滤波电容C3的正极连接；NPN三极管Q2的集电极与稳压管D5的负极连接；滤波电容C3和稳压管D5互相并联和单向可控硅VS2的阳极连接；NPN三极管Q2的集电极与驱动芯片U1的1脚连接。
优选地，市电输入电路包括保险F1、扼流线圈T1和滤波电容C1；保险F1通过扼流线圈T1与整流桥连接；滤波电容C1并联在整流桥输入端两端。
优选地，驱动芯片U1的型号为MP4026；
其中，驱动芯片U1的1脚通过电阻R2和整流桥输出端正极相连；驱动芯片U1的2脚接入由电阻R3、R4和R7串联组成的衰减取样电阻的R4和R7之间；驱动芯片U1的3脚和环路补偿电容C6连接；驱动芯片U1的4脚接地；驱动芯片U1的5脚通过电阻R9和电源开关管Q1的源极连接；驱动芯片U1的5脚通过串联的电阻R9、R10接地；驱动芯片U1的5脚通过电容C7接地；驱动芯片U1的5脚计入由电阻R3、R4和R7串联组成的衰减取样电阻的R3和R4之间；驱动芯片U1的6脚通过电阻R8和电源开关管Q1的栅极连接。
优选地，所述电源开关管Q1为N-MOS场效应管。
实施例二
请参阅图1所示，驱动芯片U1的信号和各个引脚的功能作用如下：
型号 引脚名称-功能
MP4026 1脚（VCC）-电源引脚，2脚（MULT）-输入电压的衰减信号输入端，3脚（COMP）-环路补偿点引脚， 4脚（GND）-接地引脚，5脚（CS/ZCD）-原边采样和过零监测引脚，6脚（GATE）-开关管栅驱动引脚
实施例三
驱动芯片U1的两个工作状态如下：
电源开关管Q1开启期间：驱动芯片U1开始工作，从6脚输出驱动信号到电源开关管Q1的栅极，电源开关管Q1开启后给开关变压器T2储能，此时驱动芯片U1的5脚检测的是R10送来的电流信号，当此电流信号电压大于驱动芯片U1内部乘法器的输出电压时，6脚停止输出驱动信号，关断电源开关管Q1。
电源开关管Q1关断期间：关断电源开关管Q1后，开关变压器T2对负载开始放电，驱动芯片U1的5脚检测的是NPN三极管Q2送来的零电流检测信号，当零电流检测信号电压下降至0.35V时，驱动芯片U1的6脚再次开始输出驱动信号，电源开关管Q1再次开启。
实施例四
关断电源开关管Q1后，电路的工作原理如下：
当开关变压器T2线圈2的感应电流大时，开关变压器T2线圈2的电压通过NPN三极管Q2的bc结给驱动芯片U1的1脚供电，同时通过NPN三极管Q2的be结给驱动芯片U1的5脚输送零电流检测信号。当开关变压器T2线圈2的感应电流变小时，NPN三极管Q2就会控制滤波电容C3中的电压，通过NPN三极管Q2给驱动芯片U1的5脚继续输送零电流检测信号。这时开关变压器T2线圈2的感应电流只是驱动NPN三极管Q2，不是直接输送给驱动芯片U1的5脚。在开关变压器T2线圈2的感应电流下降至几乎等于0时，滤波电容C3通过NPN三极管Q2输送到驱动芯片U1的5脚的零电流检测信号电压，才能等于0.35V。这样，开关变压器T2中的磁能量就得到了充分的利用，得到了节电的效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，其特征在于，包括：市电输入电路、整流桥、过压保护电路、驱动芯片U1、电源开关管Q1、NPN三极管Q2、开关变压器T2和电源输出电路；所述市电输入电路依次通过整流桥、过压保护电路与驱动芯片U1连接；所述驱动芯片U1依次通过电源开关管Q1、开关变压器T2与电源输出电路连接；
其中，所述过压保护电路通过互相并联的电感L1和电阻R1与整流桥连接；所述过压保护电路包括电阻R14、R15、R16、R17、单向可控硅VS1、VS2和稳压管D8；所述电阻R14和电阻R15串联；所述电路R16和电阻R17串联；所述稳压管D8负极接入电阻R14和电阻R15之间；所述稳压管D8正极与单向可控硅VS1的控制极连接；所述电阻R17一端接入电阻R16与单向可控硅VS1之间；所述电阻R17的另一端与单向可控硅VS2的控制极连接；所述电阻R14和电阻R16并联后接入整流桥直流电源正极；所述电阻R15、单向可控硅VS1和单线可控硅VS2并联后接入整流桥直流电源负极；
其中，所述驱动芯片U1的1脚通过NPN三极管Q2的bc结和开关变压器T2的线圈2连接；所述驱动芯片U1的5脚，通过NPN三极管Q2的be结和开关变压器T2的线圈2连接；
其中，所述NPN三极管Q2的基极通过限流电阻R12与开关变压器T2的线圈2连接；所述NPN三极管Q2的集电极与滤波电容C3的正极连接；所述NPN三极管Q2的集电极与稳压管D5的负极连接；所述滤波电容C3和稳压管D5互相并联和单向可控硅VS2的阳极连接；所述NPN三极管Q2的集电极与驱动芯片U1的1脚连接。
2.根据权利要求1所述的一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，其特征在于，所述市电输入电路包括保险F1、扼流线圈T1和滤波电容C1；所述保险F1通过扼流线圈T1与整流桥连接；所述滤波电容C1并联在整流桥输入端两端。
3.根据权利要求1所述的一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，其特征在于，所述驱动芯片U1的型号为MP4026；
其中，所述驱动芯片U1的1脚通过电阻R2和整流桥输出端正极相连；所述驱动芯片U1的2脚接入由电阻R3、R4和R7串联组成的衰减取样电阻的R4和R7之间；所述驱动芯片U1的3脚和环路补偿电容C6连接；所述驱动芯片U1的4脚接地；所述驱动芯片U1的5脚通过电阻R9和电源开关管Q1的源极连接；所述驱动芯片U1的5脚通过串联的电阻R9、R10接地；所述驱动芯片U1的5脚通过电容C7接地；所述驱动芯片U1的5脚计入由电阻R3、R4和R7串联组成的衰减取样电阻的R3和R4之间；所述驱动芯片U1的6脚通过电阻R8和电源开关管Q1的栅极连接。
4.根据权利要求1所述的一种带有过压保护的LED驱动节能型电源，其特征在于，所述电源开关管Q1为N-MOS场效应管。
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