CN201750604U - 一种输出过压自锁电路 - Google Patents

Abstract

一种输出过压自锁电路，包括有供电自锁电路、电压检测电路、电压比较电路和信号隔离传递电路。其中信号隔离传递电路分别与供电自锁电路、电压比较电路连接；电压检测电路与电压比较电路连接。本实用新型由于用便宜的分立元件代替了昂贵的具有自锁功能的集成电路，降低了元器件成本，另外带有光电转换的工作模式使本电路适用于隔离类型的电源，大大的拓展了输出过压自锁电路的应用范围。本实用新型主要应用在LED电源电路中，如家用LED日光灯电源类产品中。

Description

一种输出过压自锁电路

技术领域：本实用新型涉及一种电路，尤其是一种输出过压自锁控制电路，属于开关电源输出保护领域的创新技术，特别是一种隔离LED日光灯电源中输出过压保护电路。

背景技术：LED日光灯在日常生活中已经是随处可见，但是对于LED日光灯的保护功能，各类产品的水平却是良莠不齐。首先我们先了解LED日光灯的结构，分析一下它容易发生的故障。市面上比较常用的LED日光灯灯板结构如图1所示：LED-1…LED-N是高亮度发光二极管(LED)，ZD-1…ZD-N是起保护作用的稳压二极管。这里的稳压二极管反向击穿电压高于LED的正向导通电压。所有LED正常发光时，稳压二极管不工作；当某一颗LED(如LED-1)发生故障即开路时，ZD-1被反向击穿导通，给后面的电路续流，其两端电压V1+升高；这样就不会因为某一个LED损坏而导致整串LED熄灭。但是此种稳压二极管保护电路的缺点是：导通的稳压二极管两端压降和导通电流消耗的功率会转变成热量散发出来，对其他LED的寿命产生很大的影响。所以在此稳压二极管保护电路的基础上还需要再加一个类似这样的保护电路：当损坏的LED达到一定的数目时将整串LED关闭，提示使用者必须维修LED日光灯。由前面的分析得出，当某一个LED损坏时其两端电压会升高，所以我们可以根据LED日光灯灯板输入电压Vin的大小来判断LED损坏的数目。因此，可以通过在给LED日光灯供电的电源板上可以加一个输出过压自锁电路的方式来实现此项保护功能。

目前在一些比较高端的集成电路中也带有输出过压保护功能，但是仍存在不少缺点。如：1.大多用在非隔离的电路中；由于电源类产品存在初次级之分，并且初级与次级之间必须有一定的绝缘隔离等级，次级的反馈信号需要通过隔离处理(如光电隔离或变压器隔离)才能传递到初级的控制芯片；目前用在隔离电路中的带有过压自锁功能的集成电路并不常见。2.价格相对较高；由于市面上非常少用，所以带有过压自锁功能的集成电路价格相对比较高。

发明内容：针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种应用在LED日光灯上的过压自锁回路。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种输出过压自锁电路，包括有供电自锁电路、电压检测电路、电压比较电路和信号隔离传递电路。其中信号隔离传递电路分别与供电自锁电路、电压比较电路连接；电压检测电路与电压比较电路连接。

供电自锁电路为包括有两个配对的三极管Q1、Q2，电阻R14、R15、R17，电容C5组成的正反馈电路；一旦有过压信号从次级传递过来就会将供电的VCC拉到地电位，使整个电源停止供电。

电压检测电路包括有电阻R13、R23、R25，电容C6组成的串联分压电路；将输出电压通过电阻分压电路连接到比较电路上；C6在此为滤波电路，减少各种干扰对检测电路的影响。

电压比较电路包括有集成电路IC1A、IC5，电阻R16；由IC5为IC1A提供一个+2.5V的基准电压，与电压检测电路(2)中得到的经过分压的输出电压进行比较，判断输出电压是否达到自锁电压；若达到，就会产生一个信号给信号隔离传递电路。

信号隔离传递电路包括集成电路IC2，电阻R21，电容C5、C9；当电压比较电路产生一个信号时，集成电路IC2会以光电信号转换的方式隔离的传递到供电自锁电路中，R21在此为IC2限流；C5和C9均为了滤除干扰信号，稳定整个控制环路的工作状态。

具体电路连接关系为：电阻R13、R23、R25，电容C6组成串联分压电路，将输出电压通过电阻R13、R23、R25分压并连接到比较电路上。比较电路是由集成电路IC1A、IC5，电阻R16构成，由IC5为IC1A提供一个+2.5V的基准电压，与串联分压电路中得到的输出电压进行比较，判断输出电压是否达到自锁电压；若达到，就会产生一个信号通过集成电路IC2，电阻R21，电容C5、C9传递到自锁电路中；自锁电路包括有两个配对的三极管Q1、Q2，电阻R14、R15、R17，电容C5组成的正反馈电路，一旦有过压信号从IC2传递过来自锁电路就会通过正反馈循环将供电的VCC拉到地电位，使整个电源板停止给LED日光灯灯板的输出供电。

本实用新型由于用便宜的分立元件代替了昂贵的具有自锁功能的集成电路，降低了元器件成本，另外带有光电转换的工作模式使本电路适用与隔离类型的电源，大大的拓展了输出过压自锁电路的应用范围。

本实用新型主要应用在LED电源电路中，如家用LED日光灯电源类产品中。

附图说明：

图1为市面上比较常用的LED日光灯电路原理图。

图2为本实用新型的输出电压取样电路的原理图。

图3为本实用新型的自锁电路的原理图。

具体实施方式：

说明书附图2表示输出电压取样电路；IC5为三端稳压器TL431，由VCC通过电阻R16驱动使得IC5的第1、3脚产生一个稳定的+2.5V电压值，作为基准电压提供到IC1A的第二脚。Vout是电源板的输出电压，通过电阻R13、R25和R23串联分压输入到IC1A的第三脚。正常工作时，Vout电压值小于锁定电压值，即IC1A点所分得的电压值小于+2.5V，IC1A的第1脚输出为低电平，无法驱动光耦PC817导通发光。一旦Vout电压达到自锁电压，即IC1A第3脚分得的电压超过+2.5V，其第1脚立即输出电压值等于VCC的高电平使IC2A光耦导通发光，这样便产生了一个可隔离的光信号，反馈到初级的控制芯片上。电容器C6和C9在此均为滤波作用，防止外界或内部干扰信号引起误操作，使整个控制电路更加稳定可靠。

说明书附图3为自锁电路的原理图，主控制芯片IC3是由变压器绕组T1C经过D3整流、EC3滤波后供电的。由图1得知：当电路正常工作时光耦IC2A不会发光，因此IC2B的C、E极之间不会导通，VCC可稳定的为主控制芯片IC3供电。一旦输出电压达到自锁电压点，IC2A便会导通发光，IC2B的光敏三极管的C、E极就会立即导通，图中2点电压被拉低；由于Q1为PNP型三极管，基极B为低电平的时候集电极C、发射极E之间导通，使得3处电压抬高为接近1点电压，而Q2为NPN型三极管，基极B为高电平的时候集电极C、发射极E之间导通，于是2点处电平又被拉低，根据此正反馈循环下去VCC很快被拉到地电位并且始终被锁定为地电位。只有当电源板交流输入电压被切断并且输出的电压低于锁定电压点，再次上电时电源板才能正常工作，否则会一直处于锁定状态，无法解除。在此电路中C5是一个非常重要的元件，当外界或者内部存在的一些干扰影响到IC2B并使C、E极误导通的话，即使输出电压没有达到自锁电压点，电源板同样会被自锁关断，因此电容器C5必须要有足够大的电容量以消除外界干扰对光耦IC2B的影响。

将上述电路结合起来便构成了输出过压自锁电路，简述工作过程如下：

Vout＞自锁电压

IC1A第1脚输出高电平

IC2A导通发光

IC2B CE极导通Q1

基极(2点处)为低电位

Q1集电极和Q2基极(3点处)为高电平

Q2集电极和Q1

极(2点处)为低VCC为低IC停止工作。

Claims (5)

1.一种输出过压自锁电路，其特征在于：包括有供电自锁电路、电压检测电路、电压比较电路和信号隔离传递电路，其中信号隔离传递电路分别与供电自锁电路、电压比较电路连接；电压检测电路与电压比较电路连接。

2.如权利要求1所述的一种输出过压自锁电路，其特征在于：供电自锁电路为包括有两个配对的三极管Q1、Q2，电阻R14、R15、R17，电容C5组成的正反馈电路。

3.如权利要求1所述的一种输出过压自锁电路，其特征在于：电压检测电路包括有电阻R13、R23、R25，电容C6组成的串联分压电路。

4.如权利要求1所述的一种输出过压自锁电路，其特征在于：电压比较电路包括有集成电路IC1A、IC5，电阻R16；由IC5为IC1A提供一个+2.5V的基准电压，与电压检测电路中得到的经过分压的输出电压进行比较，判断输出电压是否达到自锁电压。

5.如权利要求1所述的一种输出过压自锁电路，其特征在于：信号隔离传递电路包括集成电路IC2，电阻R21，电容C5、C9；当电压比较电路产生一个信号时，集成电路IC2会以光电信号转换的方式隔离的传递到供电自锁电路中，R21在此为IC2限流；C5和C9均为了滤除干扰信号，稳定整个控制环路的工作状态。 

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