CN204465978U - 一种具有短路保护电路的led电源 - Google Patents

Abstract

一种具有短路保护电路的LED电源，包括一个电源，一个与该电源耦合以控制输出电流的控制模块。该控制模块包括一个第一开关管。所述具有短路保护电路的LED电源还包括一个与所述第一开关管电性连接以对该第一开关管进行电压采样的采样模块，一个与该采样模块电性连接的开关控制模块，以及一个分别与所述电源输出端和所述开关控制模块电性连接而受该开关控制模块控制的第二开关管。所述采样模块在第一开关管短路时输出低电平信号。所述开关控制模块接收到所述低电平信号时通断第二开关管以减少所述控制模块的输入电压。本实用新型具有短路保护电路的LED电源能够在第一开关管短路时减小输出以保护该第一开关管及负载。

Description

一种具有短路保护电路的LED电源

技术领域

本实用新型涉及电子电路，特别是一种具有短路保护电路的LED电源。

背景技术

与传统光源相比，LED（Light Emitting Diode，发光二极管）因具有光效高、聚光性好等优点而得以迅速推广应用。随着LED灯具的大范围使用，为LED灯具提供稳定驱动电压或电流的具有短路保护电路的LED电源也相应迅速发展。为了保证LED灯具的正常工作，LED电源也需要具有较高的稳定性能。请参阅图1，其为现有技术中提供的一种LED电源。该LED电源通过高频率通断开关管Q1以使控制模块N1输出具有一定占空比的电流而给LED供电。由于过压、静电或高温等因素，很容易导致开关管Q1击穿而失效。当所述开关管Q1被击穿时，该开关管Q1丧失开关功能而相当于一根导线而短路，使得LED电源输出的电流直接加载在LED负载上，从而导致LED在过压或过流下工作而毁损。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种在开关管短路时通过减小输出而起到保护功能的具有短路保护电路的LED电源，以解决上述技术问题。

一种具有短路保护电路的LED电源，包括一个电源，一个与该电源耦合以控制输出电流的控制模块。该控制模块包括一个第一开关管。所述具有短路保护电路的LED电源还包括一个与所述第一开关管电性连接以对该第一开关管进行输出电压采样的采样模块，一个与所述采样模块电性连接的开关控制模块，以及一个分别与所述电源的输出端和所述开关控制模块电性连接并受该开关控制模块控制的第二开关管。所述采样模块在所述第一开关管短路时输出低电平信号。所述开关控制模块接收到所述低电平信号时通断所述第二开关管以减少所述控制模块的输入电压。

与现有技术相比，本实用新型具有短路保护电路的LED电源在所述第一开关管短路时，所述采样模块采集到第一开关管两端的低电平信号并将该低电平信号输出给所述开关控制模块，从而使得该开关控制模块通断所述第二开关管以减少所述控制模块的输入电压。因而，本实用新型具有短路保护电路的LED电源能够在第一开关管短路时通过减少所述控制模块的输入电压而减小输出，一方面能够降低通过第一开关管的电流而避免继续损伤该第一开关管，另一方面能够避免输出过大而使得负载过载而损毁负载。

附图说明

以下结合附图描述本实用新型的实施例，其中：

图1为现有技术中的一种LED电源的电路图。

图2为本实用新型提供的具有短路保护电路的LED电源的实施例一的原理图。

图3为本实用新型提供的具有短路保护电路的LED电源的实施例一的电路图。

图4为本实用新型提供的具有短路保护电路的LED电源的实施例二的电路图。

具体实施方式

以下基于附图对本实用新型的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本实用新型实施例的说明并不用于限定本实用新型的保护范围。

请参阅图2、图3，其为本实用新型提供的一种具有短路保护电路的LED电源100的原理图及电路图。所述具有短路保护电路的LED电源100包括一个电源10，一个与该电源10耦合以控制输出的控制模块20，一个与该控制模块20电性连接的采样模块30，一个与所述采样模块30电性连接的开关控制模块40，以及一个分别与所述开关控制模块40和所述电源10的输出端电性连接的第二开关管50。所述具有短路保护电路的LED电源100还可以在所述控制模块20的输出端连接LED负载，以给该LED负载供电。

所述电源10用于接入外接电压以进行降压、整流和滤波以输出给后级电路。可以想到的是，所述电源10包括用于改变电压幅值的变压器，以及用于整流、滤波等功能模块。在该实施例一中，所述电源10接入市电并将市电进行降压、整流和滤波以输出给所述控制模块20。进一步地，所述电源10为一个具有短路保护功能的恒压电源，该恒压电源能够在输出短路时减小或关闭输出以保护后级电路。所述电源10的具体器件及电路连接方式都为现有技术，在此就不再赘述。

所述控制模块20与所述电源10耦合以控制输出电流。需要说明的是，在本实用新型中所提及的“耦合”可以为直接电性连接或间接电性连接。所述控制模块20包括一个第一开关管21。可以想到的是，所述控制模块20还可以包括相应的控制芯片N1。该控制芯片N1用于根据一定的占空比信号来控制所述第一开关管21的通断。在该实施例一中，所述控制芯片N1为一个DC-DC芯片，其将恒压源转换为恒流源以输出，且与该DC-DC芯片配合的外围电路为BUCK型降压电路。所述第一开关管21与LED负载电性连接以将具有一定占空比的电压或电流输出给该LED负载。所述第一开关管21可以为MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体场效应管）或三极管等具有一定导通电压的电子开关。在该实施例一中，所述第一开关管21为一个N型MOS管Q1。该N型MOS管Q1的漏极与所述采样模块30电性连接，源极与所述电源10的输出端负极电性连接，栅极与所述控制芯片N1电性连接。在该N型MOS管Q1短路时使得该N型MOS管Q1的栅极电压与所述源极电压相同，即为电源10的负极电压，从而使得所述采样模块30采样得到的电压信号为低电平信号。因而，所述采样模块30在所述第一开关管21短路而失效时对该第一开关管21采集的电压信号为低电平信号。可以想到的是，所述第一开关管21短路可能是过压、静电或温度过高引起该第一开关管21自身损坏而造成短路，也可能是所述控制芯片N1失效而没有发出占空比信号使得该第一开关管21一直处于打开状态等原因。

所述采样模块30与所述第一开关管21电性连接以对该第一开关管21进行电压采样。所述采样模块30在所述第一开关管21短路时输出低电平信号。所述采样模块30包括一个与所述第一开关管21电性连接的采样电阻31。所述采样电阻31的阻值大小根据所述开关控制模块40需要的信号大小而选择。所述采样电阻31对所述第一开关管21的输出电压进行降压处理并输出电平信号以提供给所述第三开关管41。在该实施例一中，所述采样电阻31为一个电阻R7。进一步地，所述采样模块30包括一个用于防反的二极管32。该二极管32的正极所述第一开关管21电性连接，负极与所述采样电阻31电性连接。所述二极管32具有单向截止性以防止电压信号反向流向所述第一开关管21而影响所述采样模块30采集的电压信号的精度。在该实施例一中，所述二极管32为一个二极管D5，且该二极管D5的正极与所述第一开关管21的N型MOS管Q1的漏极并联，而该二极管D5的负极与所述采样电阻31的电阻R7电性连接。

所述开关控制模块40与所述采样模块30电性连接。所述开关控制模块40根据所述低电平信号而通断所述第二开关管50以减小所述控制模块20的输入电压。所述开关控制模块40可以采用单片机或常规线路以在接收低电平信号时通断所述第二开关管50。所述开关控制模块40包括一个第三开关管41。该第三开关管41在接收所述低电平信号时关断而在高电平信号时导通。所述第三开关管41可以为一个MOS管或三极管等电子开关。进一步地，所述开关控制模块40还包括一个与所述第二开关管50并联的第一分压电阻42，以及一个与该第一分压电阻42串联的第二分压电阻43。所述第二分压电阻43与所述第二开关管50电性连接。所述第一分压电阻42和所述第二分压电阻43用于将所述电源10输出电压进行分压以给所述第二开关管50提供合适的导通电压。另外，所述开关控制模块40还包括一个与所述第三开关管41电性连接以给该第三开关管41提供稳定导通电压的滤波电容44，以及一个与该滤波电容44并联后再与所述采样模块30电性连接的放电电阻45。所述滤波电容44和所述放电电阻45并联后一端与所述第三开关管41的N型MOS管Q3的栅极电性连接，另一端与所述电源10的负极并联。所述滤波电容44用于在所述第一开关管21正常工作时给所述第三开关管41提供稳定的导通电压。所述电阻45用于在所述第一开关管21短路时供所述滤波电容44放电，以使得所述第三开关管41的栅极的电压迅速下降而关断。如图3所示，在该实施例一中，所述第一分压电阻42为电阻R6，所述第二分压电阻43为电阻R5，所述滤波电容44为电容C2，所述放电电阻45为电阻R8。

所述第二开关管50分别与所述开关控制模块40和所述电源10的输出端电性连接而受该开关控制模块40控制。在该实施例一中，所述第二开关管50并联在所述电源10的输出端。可以想到的是，所述第二开关管50还可以串联至少一个用于限流的电阻R4以防止通过该第二开关管50的瞬间电流过大。在该实施例一中，所述第二开关管50可以为一个N型MOS管Q2。且该N型MOS管Q2的漏极、源极分别并联在所述电源10的输出端，栅极电性连接在所述第一分压电阻42和第二分压电阻43之间。

本实用新型实施例一的所述具有短路保护电路的LED电源100的具体工作原理：所述第一开关管21的N型MOS管Q1的短路时，该N型MOS管的漏极、源极之间的电压为零，所述采样模块30采集到低电平信号并将该低电平信号输出给所述开关控制模块40的第三开关管41。所述第三开关管41的N型MOS管Q3在低电平时关断，从而使得所述第二分压电阻43与所述第二开关管50电性连接而给该第二开关管50提供导通电压。所述第二开关管50导通而使得所述电源10的输出端短路，从而使得该电源10的具有短路保护功能的恒压电源关闭或减小输出以保护后级电路。而当所述第一开关管21正常工作时，所述采样模块30采集到高电平信号而打开所述第三开关管41。所述第三开关管41打开而使得所述分压电阻42短路，所述第二开关管50关断，从而使得所述电源10正常输出。

与现有技术相比，本实用新型具有短路保护电路的LED电源100在所述第一开关管21短路时，所述采样模块30采集到第一开关管21两端的低电平信号并将该低电平信号输出给所述开关控制模块40，从而使得该开关控制模块40通断所述第二开关管50以减少所述控制模块20的输入电压。因而，本实用新型具有短路保护电路的LED电源100能够在第一开关管21短路时通过减少所述控制模块20的输入电压而减小输出，一方面能够降低通过第一开关管21的电流而避免继续损伤该第一开关管21，另一方面能够避免输出过大而使得负载过载而损毁负载。

请参阅图4，其为本实用新型提供的实施例二，所述具有短路保护电路的LED电源200包括一个电源210，一个与该电源210耦合以控制输出的控制模块220，一个与该控制模块220电性连接的采样模块230，一个与所述采样模块230电性连接的开关控制模块240，以及一个分别与所述开关控制模块240和所述电源110的输出端电性连接的第二开关管250。

所述电源210与实施例一的电源10的不同之处在于，该电源210可以具有输出短路保护功能也可以不具有输出短路保护功能。该电源210可以为LED开关电源，甚至是干电池等恒压源。

所述控制模块220可以与实施例一的控制模块20具有相同的器件及电路连接方式。

所述采样模块230可以与实施例一的采样模块30具有相同的器件及电路相接方式。

所述开关控制模块240与实施例一的开关控制模块40可以包括相同的一个第三开关管241，一个与该第三开关管241电性连接的滤波电容243，以及一个与该滤波电容243并联的放电电阻244。与实施例二相比，不同之处在于，所述开关控制模块240包括一个与所述第二开关管250并联的限流电阻242。在该实施例二中，如图4所示，所述第三开关管241为一个N型MOS管Q23，所述限流电阻242为电阻R24，所述滤波电容243为C22，所述放电电阻244为R28。所述第三开关管241分别与所述采样模块230和所述第二开关管250电性连接。所述第三开关管214接收到所述低电平信号时关断而使得所述第二开关管250关断。该第二开关管250关断使得所述限流电阻242串联在所述电源10的输出端以减少所述控制模块220的输入电压。可以想到的是，在该实施例二中，为了确保所述第二开关管250在低电平时关断，下述第二开关管250的P型MOS管22的源极和栅极之间还可以电性连接一个电阻R25。在所述第三开关管241关断时，相当于所述电阻R25串联一个无穷大的电阻，因而该电阻R25上的分压很小而小于该第二开关管250的导通电压。

所述第二开关管250串联在所述电源10的输出端的正极。该第二开关管250关断使得所述限流电阻242串联在所述电源10的输出端以减小输出，进而减少所述控制模块220的输入电压。在实施例二中，所述第二开关管250为一个P型MOS管Q22。该P型MOS管Q22的漏极与所述电源10的输出端正极连接，源极与所述控制模块220电性连接，栅极与所述第三开关管241电性连接。

所述具有短路保护电路的LED电源200的具体工作原理：所述第一开关管221短路而失效时，所述采样模块230采样低电平信号并将该低电平信号输出给所述开关控制模块240的第三开关管241。所述第三开关管241在低电平信号时关断，从而使得所述第二开关管250断开。所述第二开关管250断开使得所述限流电阻242串联在所述电源210的输出端的正极以减小输出，即减小了所述控制模块210的输入电压。可以想到的是，当选择适当阻值时，所述限流电阻242的限流作用与所述第一开关管221输出一定占空比电压或电流的作用相同，即使得所述LED负载都能正常工作。而当所述第一开关管221正常工作时，所述采样模块230采样得到高电平信号并将该高电平信号输出给所述第三开关管241而使得该第三开关管241打开，而使得第二开关管250的P型MOS管Q22的栅极电压下降而打开该P型MOS管。所述第二开关管250打开而使得所述限流电阻242短路而不工作，从而使得所述电源210正常输出。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种具有短路保护电路的LED电源，包括一个电源，一个与该电源耦合以控制输出电流的控制模块，该控制模块包括一个第一开关管，其特征在于：所述具有短路保护电路的LED电源还包括一个与所述第一开关管电性连接以对该第一开关管进行输出电压采样的采样模块，一个与所述采样模块电性连接的开关控制模块，以及一个分别与所述电源的输出端和所述开关控制模块电性连接并受该开关控制模块控制的第二开关管，所述采样模块在所述第一开关管短路时输出低电平信号，所述开关控制模块接收到所述低电平信号时通断所述第二开关管以减少所述控制模块的输入电压。

2.根据权利要求1所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述开关控制模块包括一个第三开关管，该第三开关管在接收到所述低电平信号时断开而在高电平信号导通。

3.根据权利要求2所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述第二开关管并联在所述电源的输出端，所述电源为一个具有短路保护功能的恒压电源，所述开关控制模块还包括一个与所述第二开关管并联的第一分压电阻，以及一个与该第一分压电阻串联的第二分压电阻，第二分压电阻与所述第二开关管电性连接，所述第三开关管接收到所述低电平信号时关断以使得所述第二分压电阻给所述第二开关管提供导通电压，所述第二开关管打开而使得所述电路输出端形成回路以减少所述控制模块的输入电压。

4.根据权利要求3所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述第二开关管为一个N型MOS管，且该N型MOS管的漏极、源极分别与所述电源的输出端并联，该N型MOS管的栅极电性连接在所述第一分压电阻和第二分压电阻之间。

5.根据权利要求2所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述第二开关管串联在所述电源的输出端正极，所述开关控制模块还包括一个与所述第二开关管并联的限流电阻，所述第三开关管分别与所述采样模块和所述第二开关管电性连接，所述第三开关管接收到所述低电平信号时关断而使得所述第二开关管关断，该第二开关管关断使得所述限流电阻串联在所述电源的输出端以减少所述控制模块的输入电压。

6.根据权利要求5所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述第二开关管为一个P型MOS管，该P型MOS管的漏极与所述电源的输出端正极电性连接，源极与所述控制模块电性连接，栅极与所述第三开关管电性连接。

7.根据权利要求2所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述开关控制模块还包括一个与所述第三开关管电性连接以给该第三开关管提供稳定导通电压的滤波电容，以及一个与该滤波电容并联后再与所述采样模块电性连接的放电电阻。

8.根据权利要求1所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述采样模块包括 一个与所述第一开关管电性连接的采样电阻。

9.根据权利要求8所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述采样模块还包括一个二极管，该二极管的正极与所述第一开关管电性连接，负极与所述采样电阻电性连接。

10.根据权利要求2所述的具有短路保护电路的LED电源，其特征在于：所述第三开关管为一个MOS管或三极管。