CN108811253A - Led模组中使用开路保护功能的dc-dc升压电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED模组中使用开路保护功能的DC‑DC升压电路，属于汽车照明技术领域。它包括输入端保护电路、升压电路和开路保护电路，输入端保护电路与电源相连；升压电路与输入端保护电路相连；开路保护电路与LED灯串相连；LED灯串与升压电路相连；升压电路中的MPQ2483集成电路模块U1的开关引脚SW、功率电感L2和肖特基二极管D3、D4组成升压拓扑回路；升压电路中的MPQ2483集成电路模块U1驱动LED灯串；LED灯串中的每颗LED均与开路保护电路中的一只双端保护器PL06B并联。该电路输出电流精度高，恒流输出稳定，具有短路、过压以及LED开路保护功能，满足汽车电子应用环境的要求。

Description

LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路
技术领域
本发明属于汽车照明技术领域，涉及一种汽车信号灯驱动电路，尤其是一种LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路。
背景技术
随着汽车LED照明应用的普及，灯具中的LED数量将更多，性能要求更高，一款高效率的升压恒流驱动在车灯照明电路应用中将更加广泛。汽车电子产品设计要求比较严格，特别在关乎安全性能的灯具上面，一个输出稳定带有开路保护功能的恒流LED驱动是整个汽车LED照明系统的前提。
发明内容
针对上述情况，本发明提供一种LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，该电路输出电流精度高，恒流输出稳定，具有短路、过压以及LED开路保护功能，满足汽车电子应用环境的要求。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，它包括输入端保护电路、升压电路和开路保护电路，输入端保护电路与电源相连；升压电路与输入端保护电路相连；开路保护电路与LED灯串相连；LED灯串与升压电路相连；升压电路中的MPQ2483集成电路模块U1的引脚SW、功率电感L2和肖特基二极管D3、D4组成升压拓扑回路；升压电路中的MPQ2483集成电路模块U1驱动LED灯串；LED灯串中的每颗LED均与开路保护电路中的一只双端保护器PL06B并联。
进一步地，升压电路中的MPQ2483集成电路模块U1驱动多路LED灯串，每路LED灯串包含8颗及以上串联LED，输出总电流高达1A。
进一步地，升压拓扑回路输出负载的直流电压范围为4.5V-55V。
进一步地，LED灯串中的每颗LED的正向压降VF小于4V，低于开路保护电路中的双端保护器PL06B的开关电压；开路保护电路中的所有双端保护器PL06B在关闭状态时只有微安电流。
进一步地，开路保护电路中的双端保护器PL06B的导通电压为5V，最大电流为400毫安；当LED灯串中任一颗LED异常开路时，该颗异常LED的压降在邻近的双端保护器PLO6B上，且高于双端保护器PL06B的开断电压5.5V，LED驱动电流绕过该异常LED。
有益效果：
1.本发明的电路采用MPQ2483集成电路模块高效率驱动LED灯串的方案，该驱动转换效率高效，具有宽裕的输入直流电压范围4.5V-55V，模拟调光和PWM调光可供不同应用功能选择；该电路使用升压拓扑回路，主要用于驱动高电压LED灯串的恒流源，每路LED灯串中的LED数量可以达到8颗以上，输出总电流高达1A，输出电流精度为±5％。
2.本发明的LED模块中使用开路保护功能的升压电路，在LED串联颗数的总电压高于输入电压的情况下，确保高效率的恒流输出。
3.本发明的LED灯串中每颗LED并联一只双端保护器PL06B，LED正常工作时，PL06B不触发工作，当其中任一颗LED异常开路时，LED驱动电流将通过PL06B，除异常的LED旁路外，所有LED都能正常工作，提供稳定的照明信号指示。
附图说明
图1为本发明的LED模块中使用开路保护功能的升压电路的电路框图；
图2为本发明一实施例的输入端保护电路的电路原理图；
图3为本发明一实施例的升压电路的电路原理图；
图4为本发明一实施例的开路保护电路的电路原理图；
图中：1-输入端保护电路、2-升压电路、3-开路保护电路、4-电源、5-LED灯串。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本实施例提出一种LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，如图1所示，它包括输入端保护电路1、升压电路2和开路保护电路3，输入端保护电路1与电源4相连；升压电路2与输入端保护电路1相连；开路保护电路3与LED灯串5相连；LED灯串5与升压电路2相连。
如图2所示，输入端保护电路1包括整流二极管D1、双向瞬变抑制二极管D2、第一电阻R1、滤波电感L1和滤波电容C1-C3，双向瞬变抑制二极管D2的一端与第一滤波电容C1的一端、第一电阻R1的2脚、整流二极管D1的正极、DRL端以及13.5V电压端相连；双向瞬变抑制二极管D2的另一端与第一滤波电容C1的另一端、第一电阻R1的1脚、第二滤波电容C2的一端以及第三滤波电容C3的一端相连并接地GND；整流二极管D1的负极与第二滤波电容C2的另一端以及滤波电感L1的一端相连；滤波电感L1的另一端与第三电容C3的另一端以及LED+端相连。其中，整流二极管D1防反接；双向瞬变抑制二极管D2以及由第二滤波电容C2、第三滤波电容C3和滤波电感L1组成的π型滤波器，满足电气性能要求及电磁抗扰能力。
如图3所示，升压电路2包括MPQ2483集成电路模块U1、滤波电容C4、C5、C7、下拉电阻RG1、调频电阻R7,频率电容C9、第二电阻R2、去耦电容C6、功率电感L2、肖特基二极管D3、D4，过压保护设置电阻R4、R6、反馈电阻R5、电流取样电阻R8和补偿电容C8，MPQ2483集成电路模块U1的1脚与第四滤波电容C4的2脚以及第五滤波电容C5的2脚相连并接LED+端；第四滤波电容C4的1脚与调频电阻R7的1脚、频率电容C9的1脚、MPQ2483集成电路模块U1的2脚、补偿电容C8的1脚、电流取样电阻R8的1脚以及第六过压保护设置电阻R6的1脚相连；第五滤波电容C5的1脚接地；MPQ2483集成电路模块U1的7脚作为PWM脉宽调制电流信号端(PWM调光)；MPQ2483集成电路模块U1的8脚通过下拉电阻RG1接地；MPQ2483集成电路模块U1的6脚与调频电阻R7的2脚以及频率电容C9的2脚相连；MPQ2483集成电路模块U1的5脚与补偿电容C8的2脚相连；MPQ2483集成电路模块U1的4脚与反馈电阻R5的2脚相连；反馈电阻R5的1脚与补偿电容C8的2脚相连并接LED-端；MPQ2483集成电路模块U1的10脚(SW)与去耦电容C6的2脚、第三肖特基二极管D3的1脚、功率电感L2的1脚相连；去耦电容C6的1脚通过第二电阻R2与MPQ2483集成电路模块U1的9脚相连；第三肖特基二极管D3的2脚与第四肖特基二极管D4的2脚以及第七滤波电容C7的1脚相连并接地；功率电感L2的2脚与第四肖特基二极管D4的1脚以及第七滤波电容C7的2脚相连；MPQ2483集成电路模块U1的3脚与第四过压保护设置电阻R4的1脚以及第六过压保护设置电阻R6的2脚相连；第四过压保护设置电阻R4的2脚与LED+端相连。其中，第三肖特基二极管D3作为续流二极管，第四肖特基二极管D4作为短路保护二极管；电流采样电阻R8用作电流调节(模拟调光)；过压保护设置电阻R4、R6用作输出过压保护；去耦电容C6和滤波电容C4、C5、C7，抑制电路的共模噪声；MPQ2483集成电路模块U1可以驱动多路LED灯串5，每路LED灯串5可串联8颗及以上LED，输出总电流可以做到1A；MPQ2483集成电路模块U1的SW脚、功率电感L2和肖特基二极管D3、D4组成升压拓扑回路，输出负载的电压范围可远高于输入端电压，电路工作在高效率的升压工作状态。
如图4所示，LED灯串5包括发光二极管LED1-LED8，开路保护电路3包括8只双端保护器PL06B，并联在每颗LED两端，其中每颗LED的正向压降(VF)选用应小于4V，低于PLO6B的开关电压，所有的PLO6B在关闭状态时只有微安电流，保证LED在正常工作时PL06B不被开启。
实施例1
在8颗白光LED串联应用于LED模组中，设定工作电压为13.5V±0.5V，LED的输出电流为1A。通过电流采样电阻R8调整输出电流，计算公式为ILED(mA)＝0.198/Riset，电路中的MPQ2483集成电路模块U1的SW脚、功率电感L2和肖特基二极管D3、D4组成升压拓扑回路，升压电路2的开关频率通过调频电阻R7取值130Ω设定为400KHZ，过压保护设置电阻R4、R6设定负载的过压保护阀值，保证驱动恒流输出，工作在闪光频率稳定，电流精度高的状态，满足汽车电子应用环境的可靠性要求。
实施例2
在升压电路2驱动的LED灯串5中，每颗LED两端并联一只双端保护器PLO6B，其中每颗LED的正向压降(VF)选用应小于4V，低于PLO6B的开关电压，所有的PLO6B在关闭状态时只有微安电流，保证LED在正常工作时PL06B不被开启。PLO6B导通时电压为5V,最大电流为400毫安，当LED异常开路时，电压压降在邻近的PLO6B上，高于PL06B的开断电压5.5V，LED驱动电流将绕过异常LED，除了异常的LED旁路外，所有LED都能正常工作。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，它包括输入端保护电路(1)、升压电路(2)和开路保护电路(3)，其特征在于：所述输入端保护电路(1)与电源(4)相连；所述升压电路(2)与所述输入端保护电路(1)相连；所述开路保护电路(3)与LED灯串(5)相连；所述LED灯串(5)与所述升压电路(2)相连；所述升压电路(2)中的MPQ2483集成电路模块U1的引脚SW、功率电感L2和肖特基二极管D3、D4组成升压拓扑回路；所述升压电路(2)中的MPQ2483集成电路模块U1驱动所述LED灯串(5)；所述LED灯串(5)中的每颗LED均与所述开路保护电路(3)中的一只双端保护器PL06B并联。
2.根据权利要求1的LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，其特征在于：所述升压电路(2)中的MPQ2483集成电路模块U1驱动多路所述LED灯串(5)，每路所述LED灯串(5)包含8颗及以上串联LED，输出总电流高达1A。
3.据权利要求1的LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，其特征在于：所述升压拓扑回路输出负载的直流电压范围为4.5V-55V。
4.据权利要求1的LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，其特征在于：所述LED灯串(5)中的每颗LED的正向压降VF小于4V，低于所述开路保护电路(3)中的双端保护器PL06B的开关电压；所述开路保护电路(3)中的所有双端保护器PL06B在关闭状态时只有微安电流。
5.根据权利要求4的LED模组中使用开路保护功能的DC-DC升压电路，其特征在于：所述开路保护电路(3)中的双端保护器PL06B的导通电压为5V，最大电流为400毫安；当所述LED灯串(5)中任一颗LED异常开路时，该颗异常LED的压降在邻近的双端保护器PLO6B上，且高于双端保护器PL06B的开断电压5.5V，LED驱动电流绕过该异常LED。
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