CN115811028A - 过压保护电路及照明灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变换器技术领域，提供一种过压保护电路及照明灯具，该过压保护电路包括分压电路、比较电路、开关管与开关元件。分压电路与整流桥正极输出端连接，比较电路连接分压电路，以及开关管的第一端，开关管的第二端接地，第三端连接开关元件的控制端，开关元件连接在整流桥负极输出端与变压器之间。整流桥正极输出端的第一电压大于预设值时，分压电路对第一电压分压后输出第二电压至比较电路，使比较电路输出相应的电平信号，以控制所述开关管导通或关断，进而控制开关元件切断整流桥负极输出端与变压器的连接。本发明避免了过压对变换器的元器件造成损坏或失效，以及照明灯具等用电设备的损坏，消除了安全隐患。

Description

过压保护电路及照明灯具

技术领域

本发明涉及变换器技术领域，尤其涉及一种过压保护电路及照明灯具。

背景技术

变换器是将信源发出的信息按一定的目的进行变换的设备。交流转直流的变换器，是将电压电流方向正负交替变化的交流电，通过整流器、滤波器、变压器变换为电流方向恒定的直流电，是维持电路中形成稳恒电流的装置。

在变换器转换交流电的过程中，当变换器的输入电压升高时，滤波器的输入电压将随之升高，当输入电压超过滤波器的额定电压时就会产生击穿滤波器电容的风险，同时，与整流器输出端连接的变压器的电压也相应增加，电压过大会造成变压器损坏或失效，甚至造成用电设备损坏。比如额定输入电压为90V～305V交流的直流电源，若误接入了更高电压的供电系统中(如接入480V交流的工业电网)，会导致滤波器电容被击穿，变压器损坏或失效，甚至用电设备烧毁。另外，具有BOOST(升压)+BUCK(降压)架构的非隔离电源输出的变换器，输出的最高电压一般为PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)的输出电压，比如输入电压为90V～305V交流，BOOST(升压)+BUCK(降压)架构的非隔离电源输出的变换器，输出的最高电压一般为PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)的输出电压，即为460V左右。当变换器的输出回路中有断路发生时，460V电压就会加在断路处的两端，从而发生拉弧现象，导致断路处炭化甚至着火，产生安全隐患。

综上所述，现有的变换器在输入电压较高时会造成变换器的元器件损坏或失效，与用电设备的损坏。另外，在变换器的输出回路断路时，会发生拉弧现象，从而产生安全隐患。

发明内容

本发明提供一种过压保护电路及照明灯具，用以解决现有技术中变换器因输入电压较高导致的元器件损坏或失效，与用电设备损坏，以及变换器在输出回路断路时产生的安全隐患的缺陷，实现对变换器元器件与用电设备的保护，以及消除因变换器输出回路断路所产生的安全隐患。

本发明的一种过压保护电路，应用于变换器，所述变换器包括整流桥、连接在所述整流桥正、负极输出端之间的第一电容，以及与所述整流桥正、负极输出端连接的变压器，所述过压保护电路包括分压电路、比较电路、开关管与开关元件；

所述分压电路与所述整流桥正极输出端连接，所述分压电路接地，所述比较电路连接所述分压电路，以及开关管的第一端，所述开关管的第二端接地，第三端连接所述开关元件的控制端，所述开关元件连接在所述整流桥负极输出端与所述变压器之间；

所述整流桥正极输出端的第一电压大于预设值时，所述分压电路对所述第一电压分压后输出第二电压至所述比较电路，使所述比较电路输出相应的电平信号，以控制所述开关管导通或关断，进而控制所述开关元件切断所述整流桥负极输出端与所述变压器的连接。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述分压电路包括第一电阻、第二电阻与第二电容，所述第一电阻的一端连接所述整流桥正极输出端与第二电容的一端，另一端连接所述第二电阻的一端与所述比较电路，所述第二电阻的另一端接地。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述比较电路包括比较器与第三电阻，所述比较器的第一输入端连接所述分压电路，第二输入端连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述比较器的正电源端，且用于连接外部电源，所述比较器的负电源端接地。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述比较电路还包括可控稳压源，所述可控稳压源的阴极与参考极连接所述比较器的第二输入端，阳极接地。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述比较电路还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第三电阻的另一端，另一端连接所述开关元件的控制端。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述开关元件为N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极为控制端，源极连接所述整流桥负极输出端，漏极连接所述变压器。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述过压保护电路还包括二极管，所述二极管的正极连接所述整流桥正极输出端，负极连接所述分压电路。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述过压保护电路还包括稳压管，所述稳压管的阴极连接所述比较电路与分压电路，另一端接地。

根据本发明提供一种过压保护电路，所述过压保护电路应用于照明驱动电路，所述照明驱动电路包括所述变换器，所述过压保护电路连接在所述照明驱动电路的所述变换器上

本发明还提供一种照明灯具，包括：

底座、以及安装于所述底座的光学元件，所述底座与光学元件围合形成容置空间，所述容置空间内设置有电路板与光源，所述电路板上布设有如上述所述的过压保护电路，所述过压保护电路与所述变换器连接，所述变换器的输出端连接所述光源。

本发明的过压保护电路，在整流桥的输入电压较大时，分压电路将大于预设值的第一电压进行分压后输出第二电压，比较电路根据第二电压输出相应的电平信号，进而通过开关管控制开关元件切断整流桥负极输出端与变压器的连接，从而避免了过压对变换器的元器件造成损坏或失效，以及照明灯具等用电设备的损坏。另外，当变换器的输出回路发生断路时，断路处的电压升高，使变压器原边侧的电压升高，使整流桥的正极输出端的电压升高，进而使过压保护电路切断整流桥负极输出端与变压器的连接，从而使变压器无电压输出，避免了拉弧现象的发生，消除了安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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是本发明提供的过压保护电路的原理图；

图2是本发明提供的过压保护电路的电路图。

附图标记：

110、分压电路；120、比较电路；130、开关元件；40、变压器。

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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图2描述本发明的过压保护电路及照明灯具。

如图1所示，在一个实施例中，一种过压保护电路，应用于变换器，变换器包括整流桥B、连接在所述整流桥B正、负极输出端之间的第一电容C1，以及与所述整流桥B正、负极输出端连接的变压器40。过压保护电路包括分压电路110、比较电路120、开关管Q1与开关元件130。

分压电路110与整流桥B正极输出端连接，分压电路110接地。比较电路120连接分压电路110，以及开关管Q1的第一端。开关管Q1的第二端接地，第三端连接开关元件130的控制端。开关元件130连接在整流桥B负极输出端与变压器40之间。

具体的，整流桥B对输入的交流电进行整流，输出直流电，分压电路110对该直流电进行分压，比较电路120接收分压电路110输出的分压电压，并根据该分压电压输出对应的电平信号，开关管Q1的第一端接收该电平信号，并根据该电平信号控制第二端与第三端之间的导通或关断，从而将开关元件130的控制端接地或者隔离地。

整流桥B正极输出端的第一电压大于预设值时，分压电路110对第一电压分压后输出第二电压至比较电路120，使比较电路120输出相应的电平信号，以控制开关管Q1导通或关断，进而控制开关元件130切断整流桥B负极输出端与变压器40的连接。

具体的，在整流桥B的输入电压小于或等于额定电压时，整流桥B的正极输出端的输出电压，即第一电压小于预设值，分压电路110对第一电压分压后输出的第二电压使比较电路120的输出电平信号控制开关管Q1处于能够控制开关元件130导通的状态。当整流桥B的输入电压过大时，整流桥B的输出电压也随之升高，因此，整流桥B的正极输出端的输出电压，即第一电压也随之升高，当该第一电压大于预设值时，分压电路110对第一电压分压后输出的第二电压会使比较电路120的输出的电平信号发生变化，进而使开关管Q1的通断变化，从而控制开关元件130切断整流桥B负极输出端与变压器40的连接。

本实施例的过压保护电路，在整流桥B的输入电压较大时，分压电路110将大于预设值的第一电压进行分压后输出第二电压，比较电路120根据第二电压输出相应的电平信号，进而通过开关管Q1控制开关元件130切断整流桥B负极输出端与变压器40的连接，从而避免了过压对变换器的元器件造成损坏或失效，以及用电设备的损坏。另外，当变换器的输出回路发生断路时，断路处的电压升高，使变压器40原边侧的电压升高，使整流桥B的正极输出端的电压升高，进而使过压保护电路切断整流桥B负极输出端与变压器40的连接，从而使变压器40无电压输出，避免了拉弧现象的发生，消除了安全隐患。

如图2所示，在一个实施例中，分压电路110包括第一电阻R1、第二电阻R2与第二电容C2，第一电阻R1的一端连接整流桥B正极输出端与第二电容C2的一端，另一端连接第二电阻R2的一端与比较电路120，第二电阻R2的另一端接地。

其中，第二电容C2为滤波电容。

具体的，第一电阻R1与第二电阻R2连接后接地，使整流桥B的正极输出端与第一电阻R1、第二电阻R2形成电流回路，因此整流桥B的正极输出端输出的第一电压经第一电阻R1后发生压降形成第二电压，该第二电压经第二电容C2滤波后供给比较电路120。

在本实施例中，比较电路120包括比较器U3与第三电阻R3，比较器U3的第一输入端连接分压电路110，第二输入端连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接比较器U3的正电源端，且用于连接外部电源U1，比较器U3的负电源端接地。

具体的，外部电源U1通过第三电阻R3为比较器U3的第二端提供基准电压，当分压电路110输出的第二电压大于该基准电压时，比较器U3输出与第一输入端相性对应的电平信号，当分压电路110输出的第二电压小于该基准电压时，比较器U3输出与第二输入端相性对应的电平信号。

比较电路120还包括可控稳压源U2，可控稳压源U2的阴极与参考极连接比较器U3的第二输入端，阳极接地。

其中，可控稳压源U2的阴极与参考极连接比较器U3的第二输入端，并与第三电阻R3的一端连接，可在外部电源U1的电压大于或等于可控稳压源U2的内部基准电压源的电压时，保持比较器U3的第二输入端的基准电压稳定在固定值，即稳定在可控稳压源U2的内部基准电压源的电压值。

比较电路120还包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端连接第三电阻R3的另一端，另一端连接开关元件130的控制端。

其中，外部电源U1通过第四电阻R4为开关元件130的控制端供电，以使保护电路检测的整流桥B正极输出端的第一电压未发生过压时，使开关元件130处于导通状态。

本实施例的过压保护电路，通过外部电源U1、第三电阻R3与可控稳压源U2的连接配合，除在外部电源U1的电压大于或等于可控稳压源U2的内部基准电压源的电压时，保持比较器U3的第二输入端的基准电压稳定在固定值外，还可通过降低外部电源U1的电压，以减小比较器U3第二输入端的基准电压，从而使比较器U3的第一输入端的电压大于基准电压，进而通过开关管Q1控制切断开关元件130。

如图2所示，在一个实施例中，开关元件130为N沟道MOS管，N沟道MOS管的栅极为控制端，源极连接整流桥B负极输出端，漏极连接变压器40。整流桥B负极输出端接地。

其中，N沟道MOS管连接在整流桥B负极输出端，以使N沟道MOS管的栅极在较小电压时实现驱动。整流桥B负极输出端接地，以使N沟道MOS管在关断时，使整流桥B负极输出端接地。

过压保护电路还包括二极管D1与稳压管ZD，二极管D1的正极连接整流桥B正极输出端，负极连接分压电路110。稳压管ZD的阴极连接比较电路120与分压电路110，另一端接地。

其中，二极管D1使整流桥B正极输出端的第一电压只有正向电压进入分压电路110，稳压管ZD可使分压电路110输出的第二电压过大时保持输入比较电路120的电压稳定在稳压管ZD的额定电压值，以避免第二电压过大对比较器U3造成的冲击甚至损坏。

在一个实施例中，过压保护电路应用于照明驱动电路，照明驱动电路包括变换器，过压保护电路连接在照明驱动电路的变换器上。

本发明的实施例还提供了一种照明灯具，包括：底座、光学元件、电路板、变换器以及如图1所示的过压保护电路。

底座与光学元件围合形成容置空间，电路板与光源设置在容置空间内，电路板上布设有过压保护电路，过压保护电路与变换器连接，变换器的输出端连接光源。

本实施例的照明灯具，在整流桥B的输入电压较大时，分压电路110将大于预设值的第一电压进行分压后输出第二电压，比较电路120根据第二电压输出相应的电平信号，进而通过开关管Q1控制开关元件130切断整流桥B负极输出端与变压器40的连接，从而避免了过压对变换器的元器件造成损坏或失效，以及照明灯具的损坏。另外，当变换器的输出回路发生断路时，断路处的电压升高，使变压器40原边侧的电压升高，使整流桥B的正极输出端的电压升高，进而使过压保护电路切断整流桥B负极输出端与变压器40的连接，从而使变压器40无电压输出，避免了拉弧现象的发生，消除了安全隐患。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种过压保护电路，应用于变换器，所述变换器包括整流桥、连接在所述整流桥正、负极输出端之间的第一电容，以及与所述整流桥正、负极输出端连接的变压器(40)，其特征在于，所述过压保护电路包括分压电路(110)、比较电路(120)、开关管与开关元件(130)；

所述分压电路(110)与所述整流桥正极输出端连接，所述分压电路(110)接地，所述比较电路(120)连接所述分压电路(110)，以及开关管的第一端，所述开关管的第二端接地，第三端连接所述开关元件(130)的控制端，所述开关元件(130)连接在所述整流桥负极输出端与所述变压器(40)之间；

所述整流桥正极输出端的第一电压大于预设值时，所述分压电路(110)对所述第一电压分压后输出第二电压至所述比较电路(120)，使所述比较电路(120)输出相应的电平信号，以控制所述开关管导通或关断，进而控制所述开关元件(130)切断所述整流桥负极输出端与所述变压器(40)的连接。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述分压电路(110)包括第一电阻、第二电阻与第二电容，所述第一电阻的一端连接所述整流桥正极输出端与第二电容的一端，另一端连接所述第二电阻的一端与所述比较电路(120)，所述第二电阻的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述比较电路(120)包括比较器与第三电阻，所述比较器的第一输入端连接所述分压电路(110)，第二输入端连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述比较器的正电源端，且用于连接外部电源，所述比较器的负电源端接地。

4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，所述比较电路(120)还包括可控稳压源，所述可控稳压源的阴极与参考极连接所述比较器的第二输入端，阳极接地。

5.根据权利要求4所述的过压保护电路，其特征在于，所述比较电路(120)还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第三电阻的另一端，另一端连接所述开关元件(130)的控制端。

6.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述开关元件(130)为N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极为控制端，源极连接所述整流桥负极输出端，漏极连接所述变压器(40)。

7.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括二极管，所述二极管的正极连接所述整流桥正极输出端，负极连接所述分压电路(110)。

8.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路还包括稳压管，所述稳压管的阴极连接所述比较电路(120)与分压电路(110)，另一端接地。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的过压保护电路，其特征在于，所述过压保护电路应用于照明驱动电路，所述照明驱动电路包括所述变换器，所述过压保护电路连接在所述照明驱动电路的所述变换器上。

10.一种照明灯具，其特征在于，包括：

底座、以及安装于所述底座的光学元件，所述底座与光学元件围合形成容置空间，所述容置空间内设置有电路板与光源，所述电路板上布设有如权利要求1至9中任一所述的过压保护电路，所述过压保护电路与所述变换器连接，所述变换器的输出端连接所述光源。

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