CN204335036U - 一种逻辑保护放大式蓝光led灯保护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器P1和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器U1和脉冲比较器U2，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3及场效应管MOS4，以及串接在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间的振荡器组成，其特征在于，在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间还串接有逻辑保护放大电路。本实用新型不仅具有短路保护、过压保护及开路保护的功能，而且其功耗较低，仅为传统保护电路功耗的1/3。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LED保护电路，具体是指一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统。
背景技术
目前，由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，其已经成为了人们生活照明的主流产品之一。由于LED灯不同于传统的白炽灯，其需要由专用的驱动电路来进行驱动，因此市面上便出现了各式各样的用于防止驱动系统免受内部或外部不利因素干扰的保护系统。
虽然这些保护系统大多都具备短路保护功能和过热保护功能，但这些保护系统的结构往往都比较复杂，其维修难度较大。同时，这些保护系统的能耗较高，能有效避免LED灯驱动电路自身电路影响的力度较差，不能有效的整个驱动电路进行保护。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服目前LED灯保护系统所存在的结构复杂、能耗较高，以及全面保护力度较差的缺陷，提供一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器P1和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器U1和脉冲比较器U2，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3及场效应管MOS4，以及串接在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间的振荡器组成。同时，在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间还串接有逻辑保护放大电路；所述场效应管MOS1的源极与脉冲比较器U1的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管MOS2的源极相连接；场效应管MOS3的源极与脉冲比较器U2的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管MOS4的源极相连接；所述场效应管MOS2的栅极还与功率放大器P1的正极输入端相连接，其漏极接地；所述场效应管MOS4的栅极还与功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地；所述功率放大器P1和功率放大器P2的负极输入端均接地。
所述逻辑保护放大电路主要由功率放大器P3，功率放大器P4，与非门IC7，与非门IC8，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R16后与与非门IC8的负极输入端相连接的极性电容C9，一端与与非门IC7的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的正极输入端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R14，一端与与非门IC7的输出端相连接、另一端与功率放大器P4的负极输入端相连接的电阻R15，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C10，正极与与非门IC8的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管D7和电阻R17后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C11，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极顺次经电阻R19和电阻R18后与稳压二极管D7和电阻R17的连接点相连接的二极管D8，以及N极与电容C11的负极相连接、P极与二极管D8和电阻R19的连接点相连接的稳压二极管D9组成；所述与非门IC7的正极输入端与功率放大器P3的负极输入端相连接；功率放大器P4的输出端与非门IC8的正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器P3的输出端相连接；所述极性电容C9的正极与脉冲比较器U1的负极输入端相连接，而电阻R18与电阻R19的连接点则与脉冲比较器U2的负极输入端相连接。
进一步地，所述的栅极驱动电路由变压器T，驱动芯片M，串接于驱动芯片M的VCC管脚与INP管脚之间的开关电流源，串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间的二极管D1，串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间的电容C3，串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间的电阻R7，以及基极与驱动芯片M的TG管脚相连接、集电极顺次经电容C4和电容C5后接地、而发射极接地的晶体管Q4组成；所述变压器T的原边线圈的同名端与电容C4和电容C5的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接后接地；同时，晶体管Q4的发射极还与驱动芯片M的TS管脚相连接，所述变压器T的副边线圈上设有抽头Y1和抽头Y2；所述场效应管MOS1的栅极与副边线圈的同名端相连接，场效应管MOS4的栅极与副边线圈的非同名端相连接，场效应管MOS2的栅极与抽头Y1相连接，而场效应管MOS3的栅极则与抽头Y2相连接。
所述的开关电流源由晶体管Q1，晶体管Q2，晶体管Q3，直流电源S，串接在晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R1，串接在晶体管Q1的发射极与直流电源S的负极之间的RC滤波电路，串接在晶体管Q1的基极与直流电源S的负极之间的电阻R2，与直流电源S相并联的电阻R5，串接在晶体管Q3的发射极与直流电源S的负极之间的电阻R6，串接在晶体管Q3的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R4，以及正极与晶体管Q2的集电极相连接、负极与直流电源S的负极相连接的极性电容C2组成；所述晶体管Q2的基极还与晶体管Q1的集电极相连接，而晶体管Q3的基极则分别与晶体管Q2的发射极和直流电源S的正极相连接；所述驱动芯片M的VCC管脚与极性电容C2的正极相连接，而驱动芯片M的INP管脚则与极性电容C2的负极相连接。
所述逻辑控制电路由与非门IC4，输入端与与非门IC4的输出端相连接的非门IC5，输出端与与非门IC4的负极输入端相连接的非门IC3，以及与与非门IC4的正极输入端相连接的第一逻辑链路和第二逻辑链路组成。
所述第一逻辑链路由非门IC1，输入端与非门IC1的输出端相连接、输出端顺次经电阻R11、二极管D4后与与非门IC4的正极输入端相连接的非门IC2，与与非门IC4的正极输入端相连接的滤波延时电路，P极与非门IC1的输入端相连接、N极顺次经电阻R9和电容C6后与非门IC1的输入端相连接的二极管D2，以及与二极管D2相并联的电阻R8组成；所述电容C6与电阻R9的连接点接地，二极管D2的N极与功率放大器P1的输出端相连接，非门IC2的输出端和非门IC5的输出端则均与功率放大器P2的输出端相连接。
所述的第二逻辑链路由异或门IC6，P极与与非门IC4的正极输入端相连接、N极与异或门IC6的第一输入端相连接的二极管D5，N极与非门IC3的输入端相连接、P极与脉冲比较器U1的输出端相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的电阻R10，正极与二极管D3的N极相连接、负极接地的电容C7，以及N极与异或门IC6的第一输入端相连接、P极与脉冲比较器U1的输出端相连接的二极管D6组成；所述异或门IC6的第二输入端与非门IC5的输出端相连接，而异或门IC6的输出端则与脉冲比较器U2的输出端相连接。
所述滤波延时电路由电解电容C8，以及串接在电解电容C8的正极和负极之间的电阻R12组成；所述二极管D4的N极则与该电解电容C8的正极相连接。
为确保使用效果，所述驱动芯片M为LTC4440A集成芯片。
本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型不仅具有短路保护、过压保护及开路保护的功能，而且其功耗较低，仅为传统保护电路功耗的1/3。
（2）本实用新型设有开关电流源，因此能确保保护电路自身的用电需求，能有效的避免外部电磁干扰，提高控制的灵敏度和精度。
（3）本实用新型采用LTC4440A集成芯片来作为驱动芯片，可禁止外部场效应管的启动，从而确保本实用新型不受外部电源的干扰。
（4）本实用新型还具有欠压闭锁功能，能有效的克服传统保护电路的延迟效应。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的栅极驱动电路结构示意图。
图3为本实用新型的逻辑控制电路结构示意图。
图4为本实用新型的逻辑保护放大电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实用新型所述的蓝光LED灯保护系统主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，振荡器，功率放大器P1，功率放大器P2，脉冲比较器U1，脉冲比较器U2，场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3和场效应管MOS4，以及串接在脉冲比较器U1与脉冲比较器U2之间的逻辑保护放大电路组成。
连接时，功率放大器P1的输出端、功率放大器P2的输出端以及脉冲比较器U1的输出端和脉冲比较器U2的输出端均与逻辑控制电路相连接，而振荡器的两个输出端则分别与脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端相连接，以确保该振荡器能为脉冲比较器U1和脉冲比较器U2提供PWM宽脉冲信号。所述的逻辑保护放大电路则串接在脉冲比较器U1的负极输入端与脉冲比较器U2的负极输入端之间。
同时，该场效应管MOS1的源极与脉冲比较器U1的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管MOS2的源极相连接；场效应管MOS3的源极与脉冲比较器U2的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管MOS4的源极相连接；所述场效应管MOS2的栅极还与功率放大器P1的正极输入端相连接，其漏极接地；所述场效应管MOS4的栅极还与功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地；且功率放大器P1的负极输入端和功率放大器P2的负极输入端均接地。
其中，场效应管MOS1与场效应管MOS2的连接点和场效应管MOS3与场效应管MOS4的连接点共同作为本实用新型的输出端，用于与外部的LED灯或者其他LED驱动系统相连接。
所述的栅极驱动电路用于向场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3和场效应管MOS4提供驱动电压和控制驱动信号，其结构如图2所述，即其由晶体管Q4、变压器T、驱动芯片M、开关电流源、二极管D1、电容C3、电阻R7、电容C4及电容C5组成。连接时，开关电流源需要串接于驱动芯片M的VCC管脚与INP管脚之间，而二极管D1串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间，电容C3串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间，而电阻R7则串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间。
所述晶体管Q4的基极与驱动芯片M的TG管脚相连接，其集电极顺次经电容C4和电容C5后接地，其发射极接地。同时，该晶体管Q4的集电极还需要外接+6V的驱动电压，以确保晶体管Q4能正常运行。
其中，变压器T的原边线圈的同名端与电容C4和电容C5的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接后接地。同时，晶体管Q4的发射极还与驱动芯片M的TS管脚相连接。
变压器T的副边线圈上设有抽头Y1和抽头Y2，即通过该抽头Y1和抽头Y2，本实用新型在变压器T的副边线圈上形成有4个输出端，即副边线圈的同名端，Y1抽头、Y2抽头和副边线圈的非同名端。在连接时，场效应管MOS1的栅极与副边线圈的同名端相连接，场效应管MOS4的栅极与副边线圈的非同名端相连接，场效应管MOS2的栅极与抽头Y1相连接，而场效应管MOS3的栅极则与抽头Y2相连接。
开关电流源用于向驱动芯片M提供工作电源，其由晶体管Q1，晶体管Q2，晶体管Q3，直流电源S，串接在晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R1，串接在晶体管Q1的发射极与直流电源S的负极之间的RC滤波电路，串接在晶体管Q1的基极与直流电源S的负极之间的电阻R2，与直流电源S相并联的电阻R5，串接在晶体管Q3的发射极与直流电源S的负极之间的电阻R6，串接在晶体管Q3的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R4，以及正极与晶体管Q2的集电极相连接、负极与直流电源S的负极相连接的极性电容C2组成。
同时，该晶体管Q2的基极还与晶体管Q1的集电极相连接，晶体管Q3的基极则分别与晶体管Q2的发射极和直流电源S的正极相连接；所述驱动芯片M的VCC管脚与极性电容C2的正极相连接，而驱动芯片M的INP管脚则与极性电容C2的负极相连接。
为确保使用效果，该驱动芯片M优先采用凌力尔特公司生产的高频率 N 沟道 MOSFET 栅极驱动芯片，即LTC4440A集成芯片。该驱动芯片能以高达 80V 的输入电压工作，在高达 100V 瞬态时可连续工作。
逻辑控制电路的结构如图3所示，其由与非门IC4，输入端与与非门IC4的输出端相连接的非门IC5，输出端与与非门IC4的负极输入端相连接的非门IC3，以及与与非门IC4的正极输入端相连接的第一逻辑链路和第二逻辑链路组成。
其中，该第一逻辑链路由非门IC1、非门IC2、电阻R11、二极管D4、滤波延时电路、电阻R8、电阻R9、电容C6及二极管D2组成。连接时，非门IC2的输入端与非门IC1的输出端相连接，其输出端则顺次经电阻R11和二极管D4后与与非门IC4的正极输入端相连接。同时，滤波延时电路要与与非门IC4的正极输入端相连接。
二极管D2的P极与非门IC1的输入端相连接，其N极顺次经电阻R9和电容C6后与非门IC1的输入端相连接，即从二极管D2的N极顺次经电阻R9和电容C6后需要与二极管D2的P极形成一个电回路。电阻R8则与二极管D2相并联。同时，所述电容C6与电阻R9的连接点接地，二极管D2的N极需要与功率放大器P1的输出端相连接，非门IC2的输出端和非门IC5的输出端则均与功率放大器P2的输出端相连接。
所述滤波延时电路由电解电容C8，以及串接在电解电容C8的正极和负极之间的电阻R12组成，连接时，二极管D4的N极要与该电解电容C8的正极相连接，即与非门IC4的正极输入端要与电解电容C8的正极相连接。
所述的第二逻辑链路由异或门IC6、二极管D5、二极管D6、二极管D3、电阻R10和电容C7组成。连接时，二极管D5的P极与与非门IC4的正极输入端相连接，其N极与异或门IC6的第一输入端相连接。二极管D3的N极与非门IC3的输入端相连接，其P极与脉冲比较器U1的输出端相连接；而电阻R10则与二极管D3相并联。
电容C7的正极与二极管D3的N极相连接，其负极接地；二极管D6的N极与异或门IC6的第一输入端相连接，其P极与脉冲比较器U1的输出端相连接。同时，异或门IC6的第二输入端与非门IC5的输出端相连接，而异或门IC6的输出端则与脉冲比较器U2的输出端相连接。
所述逻辑保护放大电路的具体结构如图4所示，即其主要由功率放大器P3，功率放大器P4，与非门IC7，与非门IC8，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R16后与与非门IC8的负极输入端相连接的极性电容C9，一端与与非门IC7的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的正极输入端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R14，一端与与非门IC7的输出端相连接、另一端与功率放大器P4的负极输入端相连接的电阻R15，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C10，正极与与非门IC8的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管D7和电阻R17后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C11，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极顺次经电阻R19和电阻R18后与稳压二极管D7和电阻R17的连接点相连接的二极管D8，以及N极与电容C11的负极相连接、P极与二极管D8和电阻R19的连接点相连接的稳压二极管D9组成。
连接时，所述与非门IC7的正极输入端与功率放大器P3的负极输入端相连接；功率放大器P4的输出端与非门IC8的正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器P3的输出端相连接。
同时，所述极性电容C9的正极与脉冲比较器U1的负极输入端相连接，而电阻R18与电阻R19的连接点则与脉冲比较器U2的负极输入端相连接。
如上所述，便可以很好的实现本实用新型。
Claims (6)
1.一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器P1和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器U1和脉冲比较器U2，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3及场效应管MOS4，以及串接在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间的振荡器组成，其特征在于，在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间还串接有逻辑保护放大电路；所述场效应管MOS1的源极与脉冲比较器U1的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管MOS2的源极相连接；场效应管MOS3的源极与脉冲比较器U2的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管MOS4的源极相连接；所述场效应管MOS2的栅极还与功率放大器P1的正极输入端相连接，其漏极接地；所述场效应管MOS4的栅极还与功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地；所述功率放大器P1和功率放大器P2的负极输入端均接地；所述逻辑保护放大电路主要由功率放大器P3，功率放大器P4，与非门IC7，与非门IC8，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R16后与与非门IC8的负极输入端相连接的极性电容C9，一端与与非门IC7的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的正极输入端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R14，一端与与非门IC7的输出端相连接、另一端与功率放大器P4的负极输入端相连接的电阻R15，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C10，正极与与非门IC8的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管D7和电阻R17后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C11，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极顺次经电阻R19和电阻R18后与稳压二极管D7和电阻R17的连接点相连接的二极管D8，以及N极与电容C11的负极相连接、P极与二极管D8和电阻R19的连接点相连接的稳压二极管D9组成；所述与非门IC7的正极输入端与功率放大器P3的负极输入端相连接；功率放大器P4的输出端与非门IC8的正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器P3的输出端相连接；所述极性电容C9的正极与脉冲比较器U1的负极输入端相连接，而电阻R18与电阻R19的连接点则与脉冲比较器U2的负极输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，其特征在于，所述的栅极驱动电路由变压器T，驱动芯片M，串接于驱动芯片M的VCC管脚与INP管脚之间的开关电流源，串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间的二极管D1，串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间的电容C3，串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间的电阻R7，以及基极与驱动芯片M的TG管脚相连接、集电极顺次经电容C4和电容C5后接地、而发射极接地的晶体管Q4组成；所述变压器T的原边线圈的同名端与电容C4和电容C5的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接后接地；同时，晶体管Q4的发射极还与驱动芯片M的TS管脚相连接，所述变压器T的副边线圈上设有抽头Y1和抽头Y2；所述场效应管MOS1的栅极与副边线圈的同名端相连接，场效应管MOS4的栅极与副边线圈的非同名端相连接，场效应管MOS2的栅极与抽头Y1相连接，而场效应管MOS3的栅极则与抽头Y2相连接。
3.根据权利要求2所述的一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，其特征在于，所述的开关电流源由晶体管Q1，晶体管Q2，晶体管Q3，直流电源S，串接在晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R1，串接在晶体管Q1的发射极与直流电源S的负极之间的RC滤波电路，串接在晶体管Q1的基极与直流电源S的负极之间的电阻R2，与直流电源S相并联的电阻R5，串接在晶体管Q3的发射极与直流电源S的负极之间的电阻R6，串接在晶体管Q3的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R4，以及正极与晶体管Q2的集电极相连接、负极与直流电源S的负极相连接的极性电容C2组成；所述晶体管Q2的基极还与晶体管Q1的集电极相连接，而晶体管Q3的基极则分别与晶体管Q2的发射极和直流电源S的正极相连接；所述驱动芯片M的VCC管脚与极性电容C2的正极相连接，而驱动芯片M的INP管脚则与极性电容C2的负极相连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，其特征在于，所述逻辑控制电路由与非门IC4，输入端与与非门IC4的输出端相连接的非门IC5，输出端与与非门IC4的负极输入端相连接的非门IC3，以及与与非门IC4的正极输入端相连接的第一逻辑链路和第二逻辑链路组成；
所述第一逻辑链路由非门IC1，输入端与非门IC1的输出端相连接、输出端顺次经电阻R11、二极管D4后与与非门IC4的正极输入端相连接的非门IC2，与与非门IC4的正极输入端相连接的滤波延时电路，P极与非门IC1的输入端相连接、N极顺次经电阻R9和电容C6后与非门IC1的输入端相连接的二极管D2，以及与二极管D2相并联的电阻R8组成；所述电容C6与电阻R9的连接点接地，二极管D2的N极与功率放大器P1的输出端相连接，非门IC2的输出端和非门IC5的输出端则均与功率放大器P2的输出端相连接；
所述的第二逻辑链路由异或门IC6，P极与与非门IC4的正极输入端相连接、N极与异或门IC6的第一输入端相连接的二极管D5，N极与非门IC3的输入端相连接、P极与脉冲比较器U1的输出端相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的电阻R10，正极与二极管D3的N极相连接、负极接地的电容C7，以及N极与异或门IC6的第一输入端相连接、P极与脉冲比较器U1的输出端相连接的二极管D6组成；所述异或门IC6的第二输入端与非门IC5的输出端相连接，而异或门IC6的输出端则与脉冲比较器U2的输出端相连接。
5.根据权利要求4所述的一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，其特征在于，所述滤波延时电路由电解电容C8，以及串接在电解电容C8的正极和负极之间的电阻R12组成；所述二极管D4的N极则与该电解电容C8的正极相连接。
6.根据权利要求2或3所述的一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，其特征在于，所述驱动芯片M为LTC4440A集成芯片。
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2014
- 2014-11-27 CN CN201420732654.9U patent/CN204335036U/zh not_active Expired - Fee Related
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