CN207897197U - 一种原边电流取样以实现过载保护的led驱动电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，包括连接外部电源的原边驱动模块、与原边驱动模块配合产生输出电流的副边驱动模块以及主控模块；还包括过载检测电路，过载检测电路与原边驱动模块电性连接以检测原边驱动模块的原边电流，主控模块与原边驱动模块电性连接以根据原边电流的大小控制原边驱动模块运作，本设计对原边侧的原边电流进行检测，原边侧的原边电流较小，配合检测电路损耗较小，过载保护精准并且电路简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED驱动电源，特别是对称半桥的LED驱动电源。
背景技术
对称半桥电路具有能做大功率、性能稳定及功率密度高等优点，但多采用电压模式进行控制，要想产品做到精准的过载保护，以往都是在副边的输出线路上串接精密毫欧电阻或电流互感器进行输出电流检测，再与设定好的基准信号通过比较电路进行比较，并输入到主控模块中，由主控模块输出适应的PWM信号，实现过载及短路保护；然而因为对称半桥电路所做产品的功率都比较大，输出电流往往高达几十安培，在检测输出电流时存在损耗大、干扰大等问题，从而会出现产品发热量大、布线复杂、过载保护点不准的现象。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种在原边取样以实现过载检测的对称半桥LED驱动电源。
本实用新型采用的技术方案是：
一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，包括连接外部电源的原边驱动模块、与原边驱动模块配合产生输出电流的副边驱动模块以及主控模块；还包括过载检测电路，过载检测电路与原边驱动模块电性连接以检测原边驱动模块的原边电流，主控模块与原边驱动模块电性连接以根据原边电流的大小控制原边驱动模块运作。
所述原边驱动模块包括第一开关管、第二开关管、电容EC1、电容EC2、原边线圈，第一开关管包括控制端、输入端和输出端，第二开关管包括控制端、输入端和输出端；
第一开关管的控制端与第二开关管的控制端分别与主控模块电性连接以分别控制第一开关管、第二开关管通断；
第一开关管的输入端分别与外部电源输入端、电容EC1的正极电性连接，第一开关管的输出端分别与原边线圈的一端、第二开关管的输入端电性连接；
原边线圈的另一端分别与电容EC1的负极、电容EC2的正极电性连接；
电容EC2的负极以及第二开关管的输出端接地；
过载检测电路与第二开关管的输出端电性连接以检测原边驱动模块的原边电流。
所述副边驱动模块包括与原边线圈耦合的副边线圈、二极管D2、二极管D3、电感L1、电容EC3；
副边线圈的一端与二极管D2的正极电性连接，副边线圈的另一端与二极管D3的正极电性连接；
二极管D2的负极分别与二极管D3的负极、电感L1的一端电性连接；
电感L1的另一端与电容EC3的正极电性连接；
电容EC3的负极与副边线圈的中心抽头电性连接。
所述过载检测电路包括依次电性连接的电流检测模块、滤波模块、峰值保持模块、比较模块；电流检测模块与第二开关管的输出端电性连接以检测原边驱动模块的原边电流，比较模块的输出端与主控模块电性连接。
所述电流检测模块包括检测电阻RS，检测电阻RS的一端与第二开关管的输出端电性连接，检测电阻RS的另一端接地。
所述滤波模块包括电阻R1和电容C1；
电阻R1的一端分别与检测电阻RS的一端、第二开关管的输出端电性连接；
电阻R1的另一端与电容C1的一端电性连接；
电容C1的另一端接地。
所述峰值保持模块包括二极管D1以及电容C3；
二极管D1的正极分别与电阻R1的另一端、电容C1的一端电性连接；
二极管D1的负极与电容C3的一端电性连接；
电容C3的另一端接地。
所述比较模块包括比较器以及三极管Q3，比较器的其一输入端分别与二极管D1的阴极、电容C3的一端电性连接；
比较器的另一输入端接入基准电压；
比较器的输出端与三极管Q3的基极电性连接；
三极管Q3的发射极与外部电源电性连接；
三极管Q3的集电极与主控模块电性连接。
本实用新型的有益效果：
本实用新型LED驱动电源，过载检测电路与原边驱动模块连接以检测原边侧的原边电流，并且通过比较将信号发送到主控模块，主控模块根据原边电流的大小调制相应的PWM信号控制原边驱动模块运作，本设计对原边侧的原边电流进行检测，原边侧的原边电流较小，配合检测电路损耗较小，过载保护精准并且电路简单。
在过载检测电路中，增加峰值保持模块，从而使取得的电压值在高、低压输入时非常接近且相当平稳，使得更加检测结果更加精准。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本实用新型LED驱动电源的电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型LED驱动电源，包括连接外部电源的原边驱动模块1、与原边驱动模块1配合产生输出电流的副边驱动模块2以及主控模块3；还包括过载检测电路4，过载检测电路4与原边驱动模块1电性连接以检测原边驱动模块1的原边电流，主控模块3与原边驱动模块1电性连接以根据原边电流的大小控制原边驱动模块1运作。
其中，原边驱动模块1一般包括第一开关管、第二开关管、电容EC1、电容EC2、原边线圈11，第一开关管包括控制端、输入端和输出端，第二开关管包括控制端、输入端和输出端；
第一开关管的控制端与第二开关管的控制端分别与主控模块3电性连接以分别控制第一开关管、第二开关管通断；
第一开关管的输入端分别与外部电源输入端、电容EC1的正极电性连接，第一开关管的输出端分别与原边线圈11的一端、第二开关管的输入端电性连接；
原边线圈11的另一端分别与电容EC1的负极、电容EC2的正极电性连接；
电容EC2的负极以及第二开关管的输出端接地；
过载检测电路4与第二开关管的输出端电性连接以检测原边驱动模块2的原边电流。
此处第一开关管为MOS管Q1，控制端为MOS管Q1的栅极，输入端为MOS管Q1的漏极，输出端为MOS管Q1的源极；第二开关管为MOS管Q2，控制端为MOS管Q2的栅极，输入端为MOS管Q2的漏极，输出端为MOS管Q2的源极；同时，还包括电容C4，电容C4的一端与原边线圈11的另一端电性连接，电容C4的另一端分别与电容EC1的负极、电容EC2的正极电性连接。
而副边驱动模块4包括与原边线圈11耦合的副边线圈21、二极管D2、二极管D3、电感L1、电容EC3；
副边线圈21的一端与二极管D2的正极电性连接，副边线圈21的另一端与二极管D3的正极电性连接；
二极管D2的负极分别与二极管D3的负极、电感L1的一端电性连接；
电感L1的另一端与电容EC3的正极电性连接；
电容EC3的负极与副边线圈21的中心抽头电性连接。
此处外部负载接入电容EC3的正、负两极以由副边驱动模块提供输出电流。
本设计过载检测电路4与原边驱动模块1连接以检测原边侧的原边电流，并且通过比较将信号发送到主控模块3，主控模块3根据原边电流的大小调制相应的PWM信号控制原边驱动模块1运作，本设计对原边侧的原边电流进行检测，原边侧的原边电流较小，配合检测电路损耗较小，过载保护精准并且电路简单。
而在过载检测电路4上，本设计也相应做出改进，过载检测电路4包括依次电性连接的电流检测模块41、滤波模块42、峰值保持模块43、比较模块44；电流检测模块41与第二开关管的输出端电性连接以检测原边驱动模块2的原边电流，比较模块44的输出端与主控模块3电性连接。
电流检测模块41包括检测电阻RS，检测电阻RS的一端与第二开关管的输出端电性连接，检测电阻RS的另一端接地。
而滤波模块42包括电阻R1和电容C1；
电阻R1的一端分别与检测电阻RS的一端、第二开关管的输出端电性连接；
电阻R1的另一端与电容C1的一端电性连接；
电容C1的另一端接地。
峰值保持模块43包括二极管D1以及电容C3；
二极管D1的正极分别与电阻R1的另一端、电容C1的一端电性连接；
二极管D1的负极与电容C3的一端电性连接；
电容C3的另一端接地。
比较模块44包括比较器421以及三极管Q3，比较器421的其一输入端分别与二极管D1的阴极、电容C3的一端电性连接；
比较器421的另一输入端接入基准电压；
比较器421的输出端与三极管Q3的基极电性连接；
三极管Q3的发射极与外部电源电性连接；
三极管Q3的集电极与主控模块电性连接。
本设计将检测电阻RS串联入第二开关管的输出端以及接地端之间，然后将所检测到的电流波形通过滤波模块42去除噪声及干扰，再通过峰值保持模块43中二极管D1进行峰值电流检测并用容值较大的电容C3进行电压保持；峰值保持模块43使取得的电压值在高、低压输入时非常接近且相当平稳，使得更加检测结果更加精准；当原边电流未达到设定值时，比较器输出高电平，三极管Q3断开，而一旦原边电流达到设定值，比较器421输出翻转为低电平，三极管Q3导通，输入高电平信号到主控模块3，主控模块3再进行判断后输出PWM控制信号控制原边驱动模块1运行，进而由副边驱动模块2感应产生原边电流供外部负载工作。
以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，包括连接外部电源的原边驱动模块、与原边驱动模块配合产生输出电流的副边驱动模块以及主控模块；其特征在于：还包括过载检测电路，过载检测电路与原边驱动模块电性连接以检测原边驱动模块的原边电流，主控模块与原边驱动模块电性连接以根据原边电流的大小控制原边驱动模块运作。
2.根据权利要求1所述的一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，其特征在于：所述原边驱动模块包括第一开关管、第二开关管、电容EC1、电容EC2、原边线圈，第一开关管包括控制端、输入端和输出端，第二开关管包括控制端、输入端和输出端；
第一开关管的控制端与第二开关管的控制端分别与主控模块电性连接以分别控制第一开关管、第二开关管通断；
第一开关管的输入端分别与外部电源输入端、电容EC1的正极电性连接，第一开关管的输出端分别与原边线圈的一端、第二开关管的输入端电性连接；
原边线圈的另一端分别与电容EC1的负极、电容EC2的正极电性连接；
电容EC2的负极以及第二开关管的输出端接地；
过载检测电路与第二开关管的输出端电性连接以检测原边驱动模块的原边电流。
3.根据权利要求2所述的一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，其特征在于：所述副边驱动模块包括与原边线圈耦合的副边线圈、二极管D2、二极管D3、电感L1、电容EC3；
副边线圈的一端与二极管D2的正极电性连接，副边线圈的另一端与二极管D3的正极电性连接；
二极管D2的负极分别与二极管D3的负极、电感L1的一端电性连接；
电感L1的另一端与电容EC3的正极电性连接；
电容EC3的负极与副边线圈的中心抽头电性连接。
4.根据权利要求2所述的一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，其特征在于：所述过载检测电路包括依次电性连接的电流检测模块、滤波模块、峰值保持模块、比较模块；电流检测模块与第二开关管的输出端电性连接以检测原边驱动模块的原边电流，比较模块的输出端与主控模块电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，其特征在于：所述电流检测模块包括检测电阻RS，检测电阻RS的一端与第二开关管的输出端电性连接，检测电阻RS的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，其特征在于：所述滤波模块包括电阻R1和电容C1；
电阻R1的一端分别与检测电阻RS的一端、第二开关管的输出端电性连接；
电阻R1的另一端与电容C1的一端电性连接；
电容C1的另一端接地。
7.根据权利要求6所述的一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，其特征在于：所述峰值保持模块包括二极管D1以及电容C3；
二极管D1的正极分别与电阻R1的另一端、电容C1的一端电性连接；
二极管D1的负极与电容C3的一端电性连接；
电容C3的另一端接地。
8.根据权利要求7所述的一种原边电流取样以实现过载保护的LED驱动电源，其特征在于：所述比较模块包括比较器以及三极管Q3，比较器的其一输入端分别与二极管D1的阴极、电容C3的一端电性连接；
比较器的另一输入端接入基准电压；
比较器的输出端与三极管Q3的基极电性连接；
三极管Q3的发射极与外部电源电性连接；
三极管Q3的集电极与主控模块电性连接。
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