CN204376382U - 用于led高压灯带的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于LED高压灯带的保护电路，包括比较电路、开关电路及限流电路，限流电路包括TL431芯片Q1、三极管Q2、电阻R1以及电阻R2，比较电路的两输入端分别与整流后的市电以及参考电压连接，比较电路的输出端与开关电路的输入端，开关电路的输出端通过限流电路而与LED灯带连接。与现有技术相比，由于比较电路和开关电路实现简单，且可以直接与市电连接，而无需单独适配电源，因此大大降低了生产成本，同时通过TL431芯片Q1以及三极管Q2组成的限流电路来代替限流电阻，大大降低了能量损耗，提高了电光转换效率。

Description

用于LED高压灯带的保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种保护电路，更具体的涉及一种用于LED高压灯带的保护电路。

背景技术

现有的LED高压灯带一般采用恒压驱动，LED灯带上通过串联限流电阻来保护LED灯，然而电阻在限流的同时会消耗能量，将电能转换成热能，造成能量损失，从而降低了光效。同时LED灯带一般只能工作在200-230VAC，而我国市电可达到180-264VAC，甚至更高，从而当市电在230-264VAC之间内时，由于电压过高会损坏LED灯带，现有技术中可以使用专用恒流驱动来进行过压保护，但成本非常高。

因此，急需提供一种用于LED高压灯带的保护电路来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于LED高压灯带的保护电路，以对LED灯带进行过压及过流保护，并提高电光转换效率，降低成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于LED高压灯带的保护电路，包括比较电路、开关电路以及限流电路，所述限流电路包括TL431芯片Q1、三极管Q2、电阻R1以及电阻R2，所述比较电路的两输入端分别与整流后的市电以及参考电压连接，所述比较电路的输出端与所述开关电路的输入端连接以输出高、低电平至所述开关电路，所述开关电路根据接收到高、低电平导通或截止，所述开关电路的输出端与所述TL431芯片Q1的阳极以及电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述TL431芯片Q1的参考极和三极管Q2的发射极连接，所述TL431芯片Q1的阴极与所述三极管Q2的基极以及电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q2的集电极与LED灯带连接。

与现有技术相比，本实用新型用于LED高压灯带的保护电路包括比较电路、开关电路以及限流电路，其中限流电路包括TL431芯片Q1、三极管Q2、电阻R1以及电阻R2，通过比较电路比较整流后的市电是否大于参考电压，并在整流后的市电的电压值大于参考电压时，控制开关电路截止而停止对LED灯带的供电，而由TL431芯片Q1和三极管Q2组成的限流电路对LED灯带进行限流保护，从而实现了对LED灯带的过压保护及过流保护，由于比较电路和开关电路实现简单，且可以直接与市电连接，而无需单独适配电源，因此大大降低了生产成本，同时通过TL431芯片Q1以及三极管Q2组成的限流电路来代替现有技术中的限流电阻，大大降低了能量损耗，提高了电光转换效率。

较佳地，所述比较电路包括TL431芯片Q3、电阻R3、电阻R4以及电阻R5，所述电阻R3以及电阻R4对所述整流后的市电进行分压而产生所述参考电压，所述参考电压与所述TL431芯片Q3的参考极连接，所述TL431芯片Q3的阳极接地，所述TL431芯片Q3的阴极通过所述电阻R5与所述整流后的市电连接，且所述TL431芯片的阴极Q3与所述开关电路的输入端连接。

较佳地，所述开关电路包括稳压二极管Z1、电阻R6、三极管Q4以及三极管Q5，所述稳压二极管Z1的阴极与所述TL431芯片Q3的阴极以及所述电阻R5、电阻R6的一端连接，所述稳压二极管Z1的阳极接地，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q4及Q5的集电极连接，所述三极管Q4的基极与所述稳压二极管Z1的阴极连接，所述三极管Q4的发射极与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极接地，且所述三极管Q4及Q5的集电极与所述LED灯带连接。

较佳地，所述开关电路包括稳压二极管Z2以及MOS管Q6，所述稳压二极管Z2的阴极与所述TL431芯片Q3的阴极连接，所述稳压二极管Z2的阳极接地，所述MOS管Q6的栅极与源极分别与所述稳压二极管Z2的阴极和阳极连接，所述MOS管Q2的漏极与所述TL431芯片Q1的阳极以及电阻R2的一端连接。

较佳地，所述开关电路还包括电阻R7、电阻R8以及稳压二极管Z3，所述电阻R7的一端与所述稳压二极管Z2和Z3的阴极连接，所述电阻R7的另一端与所述整流后的市电连接，所述稳压二极管Z3的阳极与所述MOS管Q6的栅极连接，所述电阻R8并联于所述MOS管Q6的栅极与源极之间。

较佳地，所述比较电路还包括电阻R0，所述电阻R0与所述电阻R4并联。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为本实用新型用于LED高压灯带的保护电路第一实施例的电路图。

图2为本实用新型用于LED高压灯带的保护电路第二实施例的电路图。

图3为本实用新型用于LED高压灯带的保护电路第三实施例的电路图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1，本实用新型用于LED高压灯带的保护电路100包括比较电路10、开关电路12以及限流电路14，其中限流电路14包括TL431芯片Q1、三极管Q2、电阻R1以及电阻R2，比较电路10的两输入端分别与整流后的市电HV以及参考电压连接，比较电路10的输出端与开关电路12的输入端连接以输出高、低电平至开关电路12，开关电路12根据接收到高、低电平导通或截止，开关电路12的输出端与TL431芯片Q1的阳极以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与TL431芯片Q1的参考极和三极管Q2的发射极连接，TL431芯片Q1的阴极与三极管Q2的基极以及电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与三极管Q2的集电极与LED灯带16连接。

具体的，比较电路10包括TL431芯片Q3、电阻R3、电阻R4以及电阻R5，电阻R3以及电阻R4对整流后的市电HV进行分压而产生参考电压，参考电压与TL431芯片Q3的参考极连接，TL431芯片Q3的阳极接地，TL431芯片Q3的阴极通过电阻R5与整流后的市电HV连接，且TL431芯片的阴极Q3与开关电路12的输入端连接。开关电路12包括稳压二极管Z1、电阻R6、三极管Q4以及三极管Q5，稳压二极管Z1的阴极与TL431芯片Q3的阴极以及电阻R5、电阻R6的一端连接，稳压二极管Z1的阳极接地，电阻R6的另一端与三极管Q4及Q5的集电极连接，三极管Q4的基极与稳压二极管Z1的阴极连接，三极管Q4的发射极与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极接地，且三极管Q4及Q5的集电极与LED灯带16连接。

再请参考图1，输入市电Vin经保护电路17、桥式整流电路18进行整流后得到整流后的市电HV，其中保护电路17包括保险丝F1以及压敏电阻ZV1，压敏电阻ZV1在其两端的电压超出压敏电阻ZV1的标定值时瞬间短路以烧断保险丝F1，起到保护后级电路的目的。整流后的市电HV的电压值为Vin乘以1.414，如当输入市电Vin为230V时，整流后的市电HV的电压值为325V，从而当输入市电Vin在180-264V之间变动时，而整流后的市电HV在254-373V之间波动，波动范围较大，电压过高时无法正常的为LED灯带供电，容易损坏LED灯带。而本实用新型保护电路100能够在电压过高时切断电源并进行过流保护，从而避免损坏LED灯带，提高电光转换效率。

下面详细说明本实用新型用于LED高压灯带的保护电路100的工作原理：

工作时，TL431芯片Q3检测整流后的市电HV的电压高低，当HV的电压值小于参考电压时，TL431芯片Q3导通，此时稳压二极管Z1截止，稳压二极管Z1两端的电压大于三极管Q4的导通电压，此时三极管Q4和Q5导通，LED灯带16中有电流流过，且电流受限流电路14的限制，起到过流保护作用；而当HV的电压值大于参考电压时，TL431芯片Q3截止，此时稳压二极管Z1导通，稳压二极管Z1两端的电压接近为0V，此时三极管Q4和Q5截止，LED灯带16中无电流流过，从而对LED灯带16起到过压保护作用，防止电压过高而损坏LED灯带16，使LED灯带16的使用寿命大大增长。其中参考电压是预先设置的，并且各元器件的参数根据参考电压进行配置。如参考电压为325V，则表示整流后的市电HV的电压值小于325V时，LED灯带16可以正常工作，而当整流后的市电HV的电压值大于325V时，容易损坏LED灯带16，而参考电压325V对应于输入市电Vin为230V，也即输入市电Vin在小于230V时，LED灯带16正常工作。需要说明的是，输入市电Vin的频率是50HZ，整流后的市电HV的频率为100HZ，从而过压后的截止及恢复后的导通，人的肉眼是无法辨识的。

与现有技术相比，本实用新型保护电路100的电路结构简单，可以集成于很小的电源模块上，且保护电路100可以直接与市电连接，而无需单独适配电源，大大降低了整体的生产成本；同时通过TL431芯片Q1以及三极管Q2组成的限流电路14来代替现有技术中的限流电阻，大大降低了能量损耗，提高了电光转换效率。

再请参考图2，为本实用新型用于LED高压灯带的保护电路100第二实施例的电路图，图2与图1的区别在于：比较电路10还包括电阻R0，电阻R0与电阻R4并联，需要说明的是，图1所示第一实施例中也可以在电阻R4两端并联电阻R0，只需要适当调整电阻的参数即可实现同样的功能；开关电路12包括稳压二极管Z2以及MOS管Q6，稳压二极管Z2的阴极与TL431芯片Q3的阴极连接，稳压二极管Z2的阳极接地，MOS管Q6的栅极与源极分别与稳压二极管Z2的阴极和阳极连接，MOS管Q2的漏极与TL431芯片Q1的阳极以及电阻R2的一端连接。

再请参考图3，为本实用新型用于LED高压灯带的保护电路100第三实施例的电路图，其中第三实施例中的比较电路10与图2所示第二实施例中的比较电路10相同，而开关电路12不同。具体的，开关电路12还包括电阻R7、电阻R8以及稳压二极管Z3，电阻R7的一端与稳压二极管Z2和Z3的阴极连接，电阻R7的另一端与整流后的市电HV连接，稳压二极管Z3的阳极与MOS管Q6的栅极连接，电阻R8并联于MOS管Q6的栅极与源极之间。

工作时，TL431芯片Q3检测整流后的市电HV的电压高低，当HV的电压值小于参考电压时，TL431芯片Q3导通而使稳压二极管Z2截止，稳压二极管Z2两端的电压大于MOS管Q6的导通电压，此时MOS管Q6导通，LED灯带16中有电流流过，限流电路14对流经LED灯带16的电流进行限制；而当HV的电压值大于参考电压时，TL431芯片Q3截止而使稳压二极管Z2导通，稳压二极管Z2两端的电压接近为0V，此时MOS管Q6截止，LED灯带16中无电流流过，从而对LED灯带16起到保护作用，防止电压过高而损坏LED灯带16。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (6)

1.一种用于LED高压灯带的保护电路，其特征在于，包括比较电路、开关电路以及限流电路，所述限流电路包括TL431芯片Q1、三极管Q2、电阻R1以及电阻R2，所述比较电路的两输入端分别与整流后的市电以及参考电压连接，所述比较电路的输出端与所述开关电路的输入端连接以输出高、低电平至所述开关电路，所述开关电路根据接收到高、低电平导通或截止，所述开关电路的输出端与所述TL431芯片Q1的阳极以及电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与所述TL431芯片Q1的参考极和三极管Q2的发射极连接，所述TL431芯片Q1的阴极与所述三极管Q2的基极以及电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述三极管Q2的集电极与LED灯带连接。

2.如权利要求1所述的用于LED高压灯带的保护电路，其特征在于，所述比较电路包括TL431芯片Q3、电阻R3、电阻R4以及电阻R5，所述电阻R3以及电阻R4对所述整流后的市电进行分压而产生所述参考电压，所述参考电压与所述TL431芯片Q3的参考极连接，所述TL431芯片Q3的阳极接地，所述TL431芯片Q3的阴极通过所述电阻R5与所述整流后的市电连接，且所述TL431芯片的阴极Q3与所述开关电路的输入端连接。

3.如权利要求2所述的用于LED高压灯带的保护电路，其特征在于，所述开关电路包括稳压二极管Z1、电阻R6、三极管Q4以及三极管Q5，所述稳压 二极管Z1的阴极与所述TL431芯片Q3的阴极以及所述电阻R5、电阻R6的一端连接，所述稳压二极管Z1的阳极接地，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q4及Q5的集电极连接，所述三极管Q4的基极与所述稳压二极管Z1的阴极连接，所述三极管Q4的发射极与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极接地，且所述三极管Q4及Q5的集电极与所述LED灯带连接。

4.如权利要求2所述的用于LED高压灯带的保护电路，其特征在于，所述开关电路包括稳压二极管Z2以及MOS管Q6，所述稳压二极管Z2的阴极与所述TL431芯片Q3的阴极连接，所述稳压二极管Z2的阳极接地，所述MOS管Q6的栅极与源极分别与所述稳压二极管Z2的阴极和阳极连接，所述MOS管Q2的漏极与所述TL431芯片Q1的阳极以及电阻R2的一端连接。

5.如权利要求4所述的用于LED高压灯带的保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括电阻R7、电阻R8以及稳压二极管Z3，所述电阻R7的一端与所述稳压二极管Z2和Z3的阴极连接，所述电阻R7的另一端与所述整流后的市电连接，所述稳压二极管Z3的阳极与所述MOS管Q6的栅极连接，所述电阻R8并联于所述MOS管Q6的栅极与源极之间。

6.如权利要求2至5任一项所述的用于LED高压灯带的保护电路，其特征在于，所述比较电路还包括电阻R0，所述电阻R0与所述电阻R4并联。