CN202424102U - 短路保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种短路保护电路，包括，光耦隔离电路，输入端VCC1输入来自LED电源的输出电压，可同时输入端V-输入来自LED电源采样电阻Rs1的电压；保护开关电路，其输入端连接光耦隔离电路，其输出端连接LED电源的PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM；当LED电源短路，其输出电压下降时，或当LED电源短路过载，其采样电阻Rs1的电压上升时，光耦隔离电路截止或导通，使保护开关电路导通，将PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM拉低至低电位，使PWM控制芯片关断，停止工作，或者，直接关断PWM控制芯片的PWM输出，从而快速保护电源。本实用新型降低了短路功耗，解决了电源打嗝。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种短路保护电路，主要用于LED恒流或恒压电源中的短路保护和过载保护。
背景技术
在单级反激式隔离输出的LED电源中，输出短路或过流情况下，经常存在烧坏采样电阻、损坏控制芯片、损坏开关管、电源打嗝以及短路功耗大等问题。尤其电源打嗝以及短路功耗大的问题尤为严重。
常见的保护方法均采用PWM控制芯片自带的过流/短路/过压/过温等保护接口。若采用的PWM芯片无此类保护功能时，需要采用其他方法来保护。常用的短路保护采用PWM控制芯片自身的闭环反馈回路，由于受到反馈环路速度的限制，经常会出现打嗝以及功耗大等现象。
发明内容
本实用新型的目的就是设计一种短路保护电路，降低了短路功耗，解决电源打嗝。
为实现上述目的，本实用新型提出一种短路保护电路，包括，
光耦隔离电路，其输入端VCC1输入来自LED电源的输出电压；
保护开关电路，其输入端连接光耦隔离电路，其输出端连接LED电源的PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM；
当LED电源短路，其输出电压下降时，光耦隔离电路截止，使保护开关电路导通，将PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM拉低至低电位，使PWM控制芯片关断，停止工作，或者，直接关断PWM控制芯片的PWM输出，从而快速保护电源，实现低成本的过流保护和短路保护。
还可包括稳压电路，所述LED电源的输出电压经稳压电路输入光耦隔离电路的输入端VCC1。
本实用新型还提出一种短路保护电路，包括，
光耦隔离电路，其输入端V-输入来自LED电源采样电阻Rs1上的电压，其输入端VCC1输入来自LED电源的输出电压；
保护开关电路，其输入端连接光耦隔离电路，其输出端连接LED电源的PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM；
当LED电源短路过载，其采样电阻Rs1上的电压上升时，光耦隔离电路导通，使保护开关电路导通，将PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM拉低至低电位。
还可包括稳压电路，所述LED电源的输出电压经稳压电路输入光耦隔离电路的输入端VCC1。
本实用新型由于采用了光耦隔离电路和保护开关电路，利用短路/过载瞬间，LED电源的输出电压急速下降至零电压或低电压，采样电阻Rs1电压上升的原理，通过光耦隔离电路控制保护开关电路，进而控制LED电源原边的PWM控制芯片的供电电源VCC或者PWM控制芯片的PWM输出，利用PWM控制芯片普遍具有的VCC欠压关断功能，或直接关断PWM控制芯片的PWM输出，快速切断LED电源原边的输出，从而实现短路保护和过载保护。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的连接示意图；
图2为本实用新型实施例一的电路方框示意图；
图3为本实用新型实施例一的稳压电路的电路原理图；
图4为本实用新型实施例一的光耦隔离电路和保护开关电路的电路原理图；
图5为本实用新型实施例二或实施例三的连接示意图；
图6为本实用新型实施例二或实施例三的电路方框示意图；
图7为本实用新型实施例二的光耦隔离电路和保护开关电路的电路原理图；
图8为本实用新型实施例三的光耦隔离电路和保护开关电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
实施例一
如图1、图2所示，本实用新型实施例一包括，
稳压电路，LED电源的输出电压V+经稳压电路输入光耦隔离电路的输入端VCC1；
光耦隔离电路；
保护开关电路，其输入端连接光耦隔离电路，其输出端连接LED电源的PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM；
当LED电源短路，其输出电压下降时，光耦隔离电路截止，使保护开关电路导通，将PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM拉低至低电位，使PWM控制芯片关断，停止工作，或者，直接关断PWM控制芯片的PWM输出，从而快速保护电源。
如图3所示为实施例一的稳压电路的电路原理图，可直接使用电源内部电路的VCC1整流模块。
如图4所示，为实施例一的光耦隔离电路和保护开关电路的电路原理图，光耦隔离电路包括光耦U1和电阻R2，保护开关电路包括电阻R3、NPN三极管Q2和稳压管DZ1，光耦隔离电路的输入端VCC1经电阻R2连接光耦U1发光二极管的阳极，阴极接LED电源输出端的地，辅助线圈供电电压端+Vg，也可以用PWM控制芯片的电源端VCC，经电阻R3连接光耦U1接收三极管的集电极，并连接NPN三极管Q2的基极，光耦U1接收三极管的发射极接LED电源输入端的地，NPN三极管Q2的集电极连接PWM控制芯片的电源端VCC，发射极经稳压管DZ1连接LED电源输入端的地。如没有采用稳压管DZ1，则是NPN三极管Q2的发射极接LED电源输入端的地。采用稳压管DZ1，三极管Q2导通时，VCC下降至稳压管DZ1的击穿电压，该击穿电压值已能使PWM控制芯片停止工作。
输出短路或重负载时，LED电源的输出电压V+快速降低，导致光耦隔离电路的输入端VCC1电压降低，光耦U1关断，三极管Q2导通，VCC通过三极管Q2快速放电，PWM控制芯片停止工作，从而快速保护电源，实现低成本的过流保护和短路保护。
实施例二和实施例三
如图5、图6所示，本实用新型实施例二或实施例三包括，
稳压电路，LED电源的输出电压V+经稳压电路输入光耦隔离电路的输入端VCC1；
光耦隔离电路，其输入端V-输入来自LED电源采样电阻Rs1上的电压；
保护开关电路，其输入端连接光耦隔离电路，其输出端连接LED电源的PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM；
当LED电源短路过载，其采样电阻Rs1上的电压上升时，光耦隔离电路导通，使保护开关电路导通，将PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM拉低至低电位。
实施例二或实施例三的稳压电路和实施例一的稳压电路相同。
如图7所示，为实施例二的光耦隔离电路和保护开关电路的电路原理图，光耦隔离电路包括光耦U1、电阻R3、R4、R5、R6、R9、R11、电容C3、C4和TL431基准U2、U4；保护开关电路包括电阻R10、NPN三极管Q2和稳压管DZ1，电阻R4、R5和R9依次串联后连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和输入端V-之间，TL431基准U2的参考电压输入端连接其阴极端后连接电阻R4和R5的连接点，TL431基准U2的阳极端连接LED电源输出端的地，以提供+2.5V的基准电压，电容C4连接在电阻R4和R5的连接点和LED电源输出端的地之间，用以滤波，电阻R5和R9的连接点连接TL431基准U4的参考电压输入端，TL431基准U4的阴极端连接光耦U1发光二极管的阴极，阳极端连接LED电源输出端的地，电阻R6连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和光耦U1发光二极管的阳极之间，电阻R11和电容C3串联后和电阻R6并联，PWM控制芯片的电源端VCC，也可以采用辅助线圈供电电压端+Vg，连接光耦U1接收三极管的集电极，光耦U1接收三极管的发射极经电阻R10连接NPN三极管Q2的基极，并经电阻R3连接LED电源输入端的地，NPN三极管Q2的集电极连接PWM控制芯片的电源端VCC，发射极经稳压管DZ1连接LED电源输入端的地。如没有采用稳压管DZ1，则是NPN三极管Q2的发射极接LED电源输入端的地。
当输出短路或负载过重时，流过采样电阻Rs1的电流快速增加，V-端电压升高，使得TL431基准U4导通，光耦U1导通，三极管Q2导通工作，导致VCC快速放电，使得PWM控制芯片停止工作，从而快速保护电源。实施例二与实施例一目的相同，均为快速释放VCC电压，从而关断PWM控制芯片，而光耦工作状态相反。
如图8所示，为实施例三的光耦隔离电路和保护开关电路的电路原理图，光耦隔离电路包括光耦U3、电阻R4、R5、R6、R7、R9、R10、R11、TL431基准U2、U4和电容C2、C3、C4；保护开关电路包括电阻R8、R12和场效应管Q4，电阻R4、R5和R9依次串联后连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和输入端V-之间，TL431基准U2的参考电压输入端连接其阴极端后连接电阻R4和R5的连接点，TL431基准U2的阳极端连接LED电源输出端的地，以提供+2.5V的基准电压，电容C4连接在电阻R4和R5的连接点和LED电源输出端的地之间，用以滤波，电阻R5和R9的连接点连接TL431基准U4的参考电压输入端，TL431基准U4的阴极端连接光耦U3发光二极管的阴极，阳极端连接LED电源输出端的地，电阻R6连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和光耦U3发光二极管的阳极之间，电阻R11和电容C3串联后和电阻R6并联，辅助线圈供电电压端+Vg，也可以采用PWM控制芯片的电源端VCC，连接光耦U3接收三极管的集电极，光耦U3接收三极管的发射极经电阻R12连接场效应管Q4的栅极，并经电阻R7连接LED电源输入端的地，电阻R10和电容C2串联后和电阻R7并联，场效应管Q4的漏极经电阻R8连接PWM控制芯片的脉宽调制信号输出端PWM，源极连接LED电源输入端的地。
当LED电源输出过载或短路时，采样电阻Rs1电压升高，TL431基准U4导通、光耦U3导通，电容C2充电，场效应管Q4导通，从而关断PWM控制芯片的脉宽调制信号输出端PWM的输出。
注：在实施例二和实施例三中，TL431基准U2提供2.5V基准电压。电阻R5、R9分压，当V-端采样电阻Rs1电压＞＝2.5×1/11＝0.23V＝230mV时，TL431基准U4动作，对应的过载电流≈0.23/Rs1，若Rs1＝1Ω，对应过载电流＝230mA。
Claims (10)
1.短路保护电路，其特征在于：包括，
光耦隔离电路，其输入端VCC1输入来自LED电源的输出电压；
保护开关电路，其输入端连接光耦隔离电路，其输出端连接LED电源的PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM；
当LED电源短路，其输出电压下降时，光耦隔离电路截止，使保护开关电路导通，将PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM拉低至低电位。
2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于：还包括稳压电路，所述LED电源的输出电压经稳压电路输入光耦隔离电路的输入端VCC1。
3.根据权利要求1或2所述的短路保护电路，其特征在于：所述光耦隔离电路包括光耦U1和电阻R2，保护开关电路包括电阻R3和NPN三极管Q2，光耦隔离电路的输入端VCC1经电阻R2连接光耦U1发光二极管的阳极，阴极接LED电源输出端的地，辅助线圈供电电压端+Vg或PWM控制芯片的电源端VCC经电阻R3连接光耦U1接收三极管的集电极，并连接NPN三极管Q2的基极，光耦U1接收三极管的发射极接LED电源输入端的地，NPN三极管Q2的集电极连接PWM控制芯片的电源端VCC，发射极接LED电源输入端的地。
4.根据权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于：所述保护开关电路还包括稳压管DZ1，所述NPN三极管Q2的发射极经稳压管DZ1连接LED电源输入端的地。
5.短路保护电路，其特征在于：包括，
光耦隔离电路，其输入端V-输入来自LED电源采样电阻Rs1上的电压，其输入端VCC1输入来自LED电源的输出电压；
保护开关电路，其输入端连接光耦隔离电路，其输出端连接LED电源的PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM；
当LED电源短路过载，其采样电阻Rs1上的电压上升时，光耦隔离电路导通，使保护开关电路导通，将PWM控制芯片的电源端VCC或脉宽调制信号输出端PWM拉低至低电位。
6.根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于：还包括稳压电路，所述LED电源的输出电压经稳压电路输入光耦隔离电路的输入端VCC1。
7.根据权利要求5或6所述的短路保护电路，其特征在于：所述光耦隔离电路包括光耦U1、电阻R3、R4、R5、R6、R9和TL431基准U2、U4；保护开关电路包括电阻R10和NPN三极管Q2，电阻R4、R5和R9依次串联后连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和输入端V-之间，TL431基准U2的参考电压输入端连接其阴极端后连接电阻R4和R5的连接点，TL431基准U2的阳极端连接LED电源输出端的地，以提供+2.5V的基准电压，电阻R5和R9的连接点连接TL431基准U4的参考电压输入端，TL431基准U4的阴极端连接光耦U1发光二极管的阴极，阳极端连接LED电源输出端的地，电阻R6连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和光耦U1发光二极管的阳极之间，辅助线圈供电电压端+Vg或PWM控制芯片的电源端VCC连接光耦U1接收三极管的集电极，光耦U1接收三极管的发射极经电阻R10连接NPN三极管Q2的基极，并经电阻R3连接LED电源输入端的地，NPN三极管Q2的集电极连接PWM控制芯片的电源端VCC，发射极接LED电源输入端的地。
8.根据权利要求7所述的短路保护电路，其特征在于：所述光耦隔离电路还包括电阻R11和电容C3，电阻R11和电容C3串联后和电阻R6并联；所述保护开关电路还包括稳压管DZ1，所述NPN三极管Q2的发射极经稳压管DZ1连接LED电源输入端的地。
9.根据权利要求5或6所述的短路保护电路，其特征在于：所述光耦隔离电路包括光耦U3、电阻R4、R5、R6、R7、R9、R10、TL431基准U2、U4和电容C2；保护开关电路包括电阻R8、R12和场效应管Q4，电阻R4、R5和R9依次串联后连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和输入端V-之间，TL431基准U2的参考电压输入端连接其阴极端后连接电阻R4和R5的连接点，TL431基准U2的阳极端连接LED电源输出端的地，以提供+2.5V的基准电压，电阻R5和R9的连接点连接TL431基准U4的参考电压输入端，TL431基准U4的阴极端连接光耦U3发光二极管的阴极，阳极端连接LED电源输出端的地，电阻R6连接在光耦隔离电路的输入端VCC1和光耦U3发光二极管的阳极之间，辅助线圈供电电压端+Vg或PWM控制芯片的电源端VCC连接光耦U3接收三极管的集电极，光耦U3接收三极管的发射极经电阻R12连接场效应管Q4的栅极，并经电阻R7连接LED电源输入端的地，电阻R10和电容C2串联后和电阻R7并联，场效应管Q4的漏极经电阻R8连接PWM控制芯片的脉宽调制信号输出端PWM，源极连接LED电源输入端的地。
10.根据权利要求9所述的短路保护电路，其特征在于：所述光耦隔离电路还包括电阻R11和电容C3，电阻R11和电容C3串联后和电阻R6并联。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120905 |