具有过压保护的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,特别是涉及一种具有过压保护的LED驱动节能型电源。
背景技术
LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。
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,并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具有过压保护的LED驱动节能型电源,通过在市电输入电路与扼流线圈T1之间接入由电阻、触发管和双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双向可控硅断开,从而断开了市电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双向可控硅导通,市电电压通过该双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,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:
本发明为一种具有过压保护的LED驱动节能型电源,包括:市电输入电路、过压保护电路、整流桥、驱动芯片U1、电源开关管Q1、NPN三极管Q2、开关变压器T2和电源输出端;所述市电输入电路依次通过过压保护电路、整流桥与驱动芯片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与电源输出端连接;其中,所述驱动芯片U1通过NPN三极管Q2与开关变压器T2连接;所述过压保护电路包括电阻R14、R15、R16、R17和触发管DS1和双向可控硅VS1、VS2;所述电阻R14与电阻R15之间串联,所述电阻R16与电阻R17之间串联;所述触发管DS1一端接入电阻R14和电阻R15之间;所述触发管DS1另一端与双向可控硅VS1的门极连接;所述电阻R17一端接入电阻R16与双向可控硅VS1之间;所述电阻R17另一端与双向可控硅VS2的门极连接;所述电阻R14的一端及电阻R16的一端分别通过保险丝F1后与市电输入电路的火线端,电阻R14的另一端分别与电阻R15的一端、触发管DS1一端连接;所述电阻R16的另一端分别与电阻R17一端、双向可控硅VS1的一电极连接,双向可控硅VS1的另一电极、电阻R15的另一端及双向可控硅VS2的一电极分别接入市电输入电路的零线端;所述开关变压器T2的线圈2通过NPN三极管Q2的bc结向驱动芯片U1的1脚供电;所述开关变压器T2的线圈2通过NPN三极管Q2的be结向驱动芯片U1的5脚输送零电流检测信号。
进一步地,所述过压保护电路通过一扼流线圈T1与整流桥连接;所述电阻R14和电阻R16并联接入扼流线圈T1一端;所述双向可控硅VS2的另一电极接入扼流线圈T1另一端。
进一步地,还包括滤波电容C3和稳压管D5;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的集电极通过相互并联的滤波电容C3和稳压管D5与整流桥连接。
进一步地,所述U1的1脚(VCC)为电源引脚,所述U1的2脚(MULT)为输入电压的衰减信号输入端,所述U1的3脚(COMP)为环路补偿点引脚,所述U1的4脚(GND)为接地引脚,所述U1的5脚(CS/ZCD)为原边采样和过零检测引脚,所述U1的6脚(GATE)为开关管栅驱动引脚。
进一步地,驱动芯片U1的两个工作状态为:
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。
进一步地,关断电源开关管Q1后,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。
进一步地,还包括限流电阻R11;所述NPN三极管Q2的发射极通过限流电阻R11与驱动芯片U1的5脚连接。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明通过在市电输入电路与扼流线圈T1之间接入由电阻、触发管和双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双向可控硅断开,从而断开了市电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双向可控硅导通,市电电压通过该双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,对本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。
具体实施例一
请参阅图1所示,本发明为一种具有过压保护的LED驱动节能型电源,包括:市电输入电路、过压保护电路、整流桥、驱动芯片U1、电源开关管Q1、NPN三极管Q2、开关变压器T2和电源输出端;市电输入电路依次通过过压保护电路、整流桥与驱动芯片U1连接;驱动芯片U1依次通过电源开关管Q1、开关变压器T2与电源输出端连接;其中,驱动芯片U1通过NPN三极管Q2与开关变压器T2连接;过压保护电路包括电阻R14、R15、R16、R17和触发管DS1和双向可控硅VS1、VS2;电阻R14与电阻R15之间串联,电阻R16与电阻R17之间串联;触发管DS1一端接入电阻R14和电阻R15之间;触发管DS1另一端与双向可控硅VS1的门极连接;电阻R17一端接入电阻R16与双向可控硅VS1之间;电阻R17另一端与双向可控硅VS2的门极连接;所述电阻R14的一端及电阻R16的一端分别通过保险丝F1后与市电输入电路的火线端,电阻R14的另一端分别与电阻R15的一端、触发管DS1一端连接;所述电阻R16的另一端分别与电阻R17一端、双向可控硅VS1的一电极连接,双向可控硅VS1的另一电极、电阻R15的另一端及双向可控硅VS2的一电极分别接入市电输入电路的零线端;开关变压器T2的线圈2通过NPN三极管Q2的bc结向驱动芯片U1的1脚供电;开关变压器T2的线圈2通过NPN三极管Q2的be结向驱动芯片U1的5脚输送零电流检测信号。
其中,过压保护电路通过一扼流线圈T1与整流桥连接;电阻R14和电阻R16并联接入扼流线圈T1一端;双向可控硅VS2的另一电极接入扼流线圈T1另一端。
其中,还包括滤波电容C3和稳压管D5;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的集电极通过相互并联的滤波电容C3和稳压管D5与整流桥连接。
其中,U1的1脚(VCC)为电源引脚,U1的2脚(MULT)为输入电压的衰减信号输入端,U1的3脚(COMP)为环路补偿点引脚,U1的4脚(GND)为接地引脚,U1的5脚(CS/ZCD)为原边采样和过零检测引脚,U1的6脚(GATE)为开关管栅驱动引脚。
其中,驱动芯片U1的两个工作状态为:
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。
其中,关断电源开关管Q1后,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。
其中,还包括限流电阻R11;NPN三极管Q2的发射极通过限流电阻R11与驱动芯片U1的5脚连接。
具体实施例二电源开关管Q1关断期间,当开关变压器T2线圈2的感应电流变小时,NPN三极管Q2的作用是三极管本身的作用,用很小的Ib电流就能控制滤波电容C3中的电压通过NPN三极管Q2给驱动芯片U1的5脚输送零电流检测信号。驱动芯片U1的5脚零电流检测信号的电压值为0.35V,也就是零电流检测信号电压大于0.35V时,电源开关管Q1是关闭的,开关变压器T2线圈3的感应电压可以继续输送给负载。一旦零电流检测信号电压等于0.35V时,电源开关管Q1就会再次开启,开关变压器T2线圈3也立即终止对负载的供电。
具体实施例三由电阻R14、R15、R16、R17和触发管DS1和双向可控硅VS1、VS2共同组成过压保护自恢复电路。输入的市电电压正常时,由电阻R16、电阻R17供给双向可控硅VS2控制极电压,双向可控硅VS2正常导通,市电电压通过双向可控硅VS2供给后面的驱动电路,整个电路正常工作。由电阻R14、电阻R15分压得到的电压,不足以使触发管DS1导通,触发管DS1为断开状态,双向可控硅VS1也为断开状态,对双向可控硅VS2没有影响。当输入的市电电压过高达到280V时,由电阻R14、电阻R15分压得到的电压,就会使触发管DS1导通,触发管DS1导通供给了双向可控硅VS1控制极电压,双向可控硅VS1导通。双向可控硅VS1导通后短路了双向可控硅VS2的控制极电压,双向可控硅VS2断开,就断开了市电电压对后面电路的供电。当市电电压恢复正常时,由电阻R14、电阻R15分压得到的电压也恢复正常,触发管DS1由导通变为断开,双向可控硅VS1也断开,双向可控硅VS1断开后双向可控硅VS2的控制极电压恢复正常,双向可控硅VS2导通,市电电压通过双向可控硅VS2再次供给后面的驱动电路,整个电路恢复正常工作。这就是本发明的过压保护自恢复功能。
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。