CN209299565U - 一种输入过压保护电路及驱动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种输入过压保护电路及驱动电源，该保护电路包括：连接整流后的母线电压的输出端、用于对所接收母线电压进行分压并输出分压信号的分压电路；与分压电路连接、用于检测分压信号并在分压信号满足设定条件时输出导通信号的稳压电路；与稳压电路连接、用于根据导通信号导通的开关；与开关连接、用于在开关导通时输出关闭信号的控制IC。本实用新型通过设置分压电路对母线电压进行分压，并设置了稳压电路进行稳压，在分压信号满足设定条件时，稳压电路才输出导通信号至开关使开关导通，进而由控制IC在开关导通时输出关闭信号使电源停止工作，有效保护驱动电源免受高压冲击，也可以有效保护负载，避免负载因高压冲击而损坏。

Description

一种输入过压保护电路及驱动电源

技术领域

本实用新型涉及LED驱动电源领域，更具体地说，涉及一种输入过压保护电路及驱动电源。

背景技术

LED正在逐步取代传统的照明光源，在各个照明领域中得到越来越广泛的应用。随着社会经济建设的日益发展，城市道路基础照明建设水平已经成为城市发展速度快慢与水平高低的重要标志，照明工程质量优劣不仅影响到车辆及行人的安全与否，也关系到节能环保目标能否实现。当前我国道路照明能耗十分严重，存在的主要问题有照明系统设计超标、照明控制方式落后、照明节能理念有误、照明节能措施单一，更重要的是出现异常保护的问题等。大家都知道户外照明是不管天气是晴朗天还是雷雨都要能正常工作，尤其是偏远地区。如电网电压的波动所带来的LED电源输出不稳定，导致整灯不能正常工作了。最终定会遭到客户的投诉、抱怨，轻者退货返修、流失客户，重者赔款甚至赔到无法让企业正常运转，直到面临倒的局势。最后还得要花人力、物力、财力去进行检修更改。这明显与我国政府提出的“建设节约型社会，打造绿色照明”给城市一道亮丽的风景线理念相悖。

于是在一些重大工程项目上国家政府部门非常重视，并通常采用行业竞标的方式来选择好的照明电源。尤其是对户外使用的驱动电源来说除了基本的电气性能要达到要求外，还必须要有一些保护措施，如：当出现过温、过流、短路、过压、欠压等异常保护功能，在一些恶劣环境电网电压不稳波动大时，如果驱动电源没有输入过压保护措施，对驱动电源是伤害，轻者损坏电源和LED灯，重者引起火灾造成人员伤亡，对国家对社会都是巨大损失。这时对驱动电源来说就是一种考验，同时也是对电源的制造企业是来说既是机遇也是挑战，所以客户在选择驱动电源的时候，除了电源基本的电气性能要达到要求外，还必须符合各国的电网电压要求、安规要求、EMC要求，更重要的当出现异常时能及时的对驱动电源和LED灯进行保护。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种输入过压保护电路及驱动电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种输入过压保护电路，用于驱动电源，包括：

连接整流后的母线电压的输出端、用于对所接收母线电压进行分压并输出分压信号的分压电路；

与所述分压电路连接、用于检测所述分压信号并在所述分压信号满足设定条件时输出导通信号的稳压电路；

与所述稳压电路连接、用于根据所述导通信号导通的开关；

与所述开关连接、用于在所述开关导通时输出关闭信号的控制IC；

其中，所述分压信号在所述驱动电源的输入电压遭遇瞬间高压脉冲时满足设定条件。

在其中一个实施例中，所述分压电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；

所述电阻R1的第一端连接所述母线电压的输出端，所述电阻R1的第二端连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第二端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端接地；所述电阻R3的第二端和所述电阻R4的第一端的连接节点还连接至所述稳压电路的输入端。

在其中一个实施例中，所述分压电路还包括：串联在所述电阻R3和所述电阻R4之间的防反二极管D13；

其中，所述防反二极管D13的阳极连接所述电阻R3的第二端，所述防反二极管D13的阴极连接所述电阻R4的第一端，所述防反二极管D13的阴极和所述电阻R4的第一端的连接节点连接所述稳压电路的输入端。

在其中一个实施例中，所述稳压电路包括：稳压管ZD1；

所述稳压管ZD1的阴极连接所述电阻R3的第二端和所述电阻R4的第一端的连接节点，所述稳压管ZD1的阳极连接所述开关的第一端；

其中，所述稳压管ZD1的阴极为所述稳压电路的输入端，所述稳压管ZD1的阳极为所述稳压电路的输出端。

在其中一个实施例中，所述开关包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极作为所述开关的第一端连接所述稳压管ZD1的阳极，所述MOS管Q1的漏极连接所述控制IC的反馈检测脚，所述MOS管Q1的源极接地。

在其中一个实施例中，还包括：连接在所述开关与所述稳压电路之间、用于对所述稳压电路输出的导通信号进行滤波处理的第一滤波电路。

在其中一个实施例中，所述第一滤波电路包括：电阻R5和电容C2；

所述电阻R5的第一端连接所述稳压电路和所述开关的第一端，所述电阻R5的第二端接地；所述电容C2并联在所述电阻R5的两端。

在其中一个实施例中，还包括：连接在所述开关与所述控制IC的反馈检测脚之间、用于对所述控制IC的反馈检测脚上的电压信号进行滤波处理的第二滤波电路。

在其中一个实施例中，所述第二滤波电路包括：电阻R39、电容C19和电容C11；

所述电阻R39的第一端连接所述控制IC的反馈检测脚和所述开关，所述电阻R39的第二端通过所述电容C19接地；所述电容C11的第一端连接所述电容R39的第一端和所述开关，所述电容C11的第二端接地。

本实用新型还提供一种驱动电源，其特征在于，包括以上所述的输入过压保护电路。

实施本实用新型的输入过压保护电路，具有以下有益效果：包括：连接整流后的母线电压的输出端、用于对所接收母线电压进行分压并输出分压信号的分压电路；与分压电路连接、用于检测分压信号并在分压信号满足设定条件时输出导通信号的稳压电路；与稳压电路连接、用于根据导通信号导通的开关；与开关连接、用于在开关导通时输出关闭信号的控制IC。本实用新型通过设置分压电路对母线电压进行分压，并设置了稳压电路进行稳压，在分压信号满足设定条件时，稳压电路才输出导通信号至开关使开关导通，进而由控制IC在开关导通时输出关闭信号使电源停止工作，有效保护驱动电源免受高压冲击，也可以有效保护负载，避免负载因高压冲击而损坏。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型输入过压保护电路第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型输入过压保护电路第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型实施例输入过压保护电路的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。

本实用新型为了解决现有当电网电压瞬间波动较大，瞬间的高压脉冲输入到驱动电源中导致电源被损坏，进一步损坏负载的问题，提供了一种输入过压保护电路，该输入过压保护电路可以检测输入的电压并在输入的电压过高且不稳定时自动控制驱动电源关闭，以保证驱动电源本身不被损坏，负载也不会因过压冲击而损坏。

参考图1，为本实用新型提供的输入过压保护电路第一实施例的结构示意图。该输入过压保护电路可应用于驱动电源，其中，驱动电源可以为LED驱动电源。

如图1所示，该输入过压保护电路包括：连接整流后的母线电压的输出端、用于对所接收母线电压进行分压并输出分压信号的分压电路11；与分压电路11连接、用于检测分压信号并在分压信号满足设定条件时输出导通信号的稳压电路12；与稳压电路12连接、用于根据导通信号导通的开关13；与开关13连接、用于在开关13导通时输出关闭信号的控制IC 14；其中，分压信号在驱动电源的输入电压遭遇瞬间高压脉冲时满足设定条件。

进一步地，分压电路11的输入端连接母线电压的输出端，分压电路11的输出端连接稳压电路12的输入端，稳压电路12的输出端连接开关13的第一端，开关13的第二端连接控制IC 14的反馈检测脚。

本实用新型的输入过压保护电路通过设置分压电路11对母线电压进行分压，并设置了稳压电路12进行稳压同时检测分压信号的大小，在分压信号满足设定条件时，稳压电路12才输出导通信号至开关13使开关13导通，进而由控制IC 14在开关13导通时输出关闭信号使电源停止工作，有效保护驱动电源免受高压冲击，也可以有效保护负载，避免负载因高压冲击而损坏。这里，分压信号满足设定条件为分压信号的电压值大于稳压电路12设定的阈值电压。

参考图2，为本实用新型提供的一种输入过压保护电路第二实施例的结构示意图。

如图2所示，该实施例在实施例一的基础上，进一步还包括第一滤波电路15和第二滤波电路16。其中，第一滤波电路15连接在开关13与稳压电路12之间、用于对稳压电路12输出的导通信号进行滤波处理。第二滤波电路16连接在开关13与控制IC 14的反馈检测脚之间、用于对控制IC 14的反馈检测脚上的电压信号进行滤波处理。

通过在稳压电路12的输出端设置第一滤波电路15可以对稳压电路12输出的导通信号进行滤波处理，使导通信号更加稳定。同样地，通过在控制IC 14的反馈检测脚与开关13之间设置第二滤波电路16，可以使控制IC 14的反馈检测脚上的电压信号更加稳定。

参考图3，为本实用新型提供的一种输入过压保护电路实施例的电路原理图。

其中，该输入过压保护电路采用的是恩智浦(GreenChip)PFC+反激式集成控制器的拓扑结构。控制IC 14采用的是恩智浦SSL8516T。当然，可以理解地，控制IC 14还可以采用其他可实现同等功能的IC，本实用新型不具体限定。

如图3所示，在一个实施例中，分压电路11包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4。

电阻R1的第一端连接母线电压的输出端，电阻R1的第二端连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接电阻R4的第一端，电阻R4的第二端接地；电阻R3的第二端和电阻R4的第一端的连接节点还连接至稳压电路12的输入端。此时，电阻R3的第二端和电阻R4的第一端的连接节点为分压电路11的输出端。

或者，在另一个实施例中，分压电路11进一步还包括：串联在电阻R3和电阻R4之间的防反二极管D13，如图3所示。

其中，防反二极管D13的阳极连接电阻R3的第二端，防反二极管D13的阴极连接电阻R4的第一端，防反二极管D13的阴极和电阻R4的第一端的连接节点连接稳压电路12的输入端。此时，防反二极管D13的阴极和电阻R4的第一端的连接节点为分压电路11的输出端，该节点的电压信号为分压电路11的分压信号。

如图3所示，稳压电路12包括：稳压管ZD1。

稳压管ZD1的阴极连接电阻R3的第二端和电阻R4的第一端的连接节点，稳压管ZD1的阳极连接开关13的第一端；其中，稳压管ZD1的阴极为稳压电路12的输入端，稳压管ZD1的阳极为稳压电路12的输出端。

开关13包括MOS管Q1，MOS管Q1的栅极作为开关13的第一端连接稳压管ZD1的阳极，MOS管Q1的漏极连接控制IC 14的反馈检测脚，MOS管Q1的源极接地。其中，MOS管Q1的漏极为开关13的第二端。

在其中一个实施例中，第一滤波电路15包括：电阻R5和电容C2。

电阻R5的第一端连接稳压电路12和开关13的第一端，电阻R5的第二端接地；电容C2并联在电阻R5的两端。

进一步地，在其中一个实施例中，第二滤波电路16包括：电阻R39、电容C19和电容C11。

电阻R39的第一端连接控制IC 14的反馈检测脚和开关13，电阻R39的第二端通过电容C19接地；电容C11的第一端连接电容R39的第一端和开关13，电容C11的第二端接地。

如图3所示，本实用新型利用控制IC 14的反馈检测脚(第3脚，FB-CTRL)的功能可以实现过压保护控制。其中，在该实施例中，设置该输入过压保护电路的驱动电源可以输出200W的功率给负载(负载可以为智能路灯)，应用该输入过压保护电路可以实现过压简易控制。HR接整流后的母线电压，此电路的输入工作电压范围可以设置在90～305V，在此电压范围内，驱动电源可正常工作并把LED路灯点亮。当电网电压瞬间变化或者出现雷击、浪涌时，此时间的高压脉冲将超过输入最高电压(305V)，此时，本实用新型的输入过压保护电路产生相应保护动作，驱动电源将不工作，路灯也不能点亮，直到此高压脉冲过后，恢复到正常的工作电压范围内时，驱动电源恢复工作，正常点亮路灯。

其具体的工作原理为：当输入电网电压瞬间波动导致输入电压过高(高于输入最高电压)时，该过高的电压经整流后，母线上的电压也就是图中的HV点上的电压同样升高，经过电阻R1、电阻R2、电阻R3、防反二极管D13和电阻R4组成的分压电路11后，在R4两端的电压(即防反二极管D13的阴极与电阻R4的第一端的节点电压)也跟着升高，当R4两端电压大于稳压管ZD1的阈值电压时，稳压管ZD1击穿导通，MOS管Q1的栅极上得到驱动电压(即导通信号)后也导通，MOS管Q1导通后其漏极是直接接地，而漏极又与控制IC 14的反馈检测脚(FB-CTRL)相连，所以控制IC 14的反馈检测脚也被下拉到地。控制IC 14内部输出关闭信号关半PFC的驱动信号输出第12脚(PFC-D)和PWM的驱动信号输出第13脚(FB-D)，控制IC 14停止工作，驱动电源无输出，LED灯也不亮，从而达到有效的保护了驱动电源本身和LED灯的目的。直到输入电压恢复到额定电压范围内时，也就是HV点上的电压通过分压后在电阻R4两端的电压小于稳压管ZD1的阈值电压，不足使稳压管ZD1出击时，稳压管ZD1截止，MOS管Q1也截止，控制IC 14的PFC的驱动信号输出第12脚(PFC-D)和PWM的驱动信号的输出第13脚(FB-D)有信号输出，驱动电源可以正常工作，LED灯被驱动点亮。

在该实施例中，该输入过压保护电路的输入电压参数可设置为：当输入电压≥325V时，该输入过压保护电路起作用，当输入电压恢复到≤315V时，该输入过压保护电路不起瓦特，回头只有±10V。通过设置该输入过压保护电路不仅提高了驱动电源的可靠性，而且还延长了驱动电源的LED灯的寿命，有利于驱动电源的推广使用。

本实用新型还提供了一种驱动电源，包括前述的输入过压保护电路。该驱动电源包括但不限于LED驱动电源。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种输入过压保护电路，用于驱动电源，其特征在于，包括：

连接整流后的母线电压的输出端、用于对所接收母线电压进行分压并输出分压信号的分压电路；

与所述分压电路连接、用于检测所述分压信号并在所述分压信号满足设定条件时输出导通信号的稳压电路；

与所述稳压电路连接、用于根据所述导通信号导通的开关；

与所述开关连接、用于在所述开关导通时输出关闭信号的控制IC；

其中，所述分压信号在所述驱动电源的输入电压遭遇瞬间高压脉冲时满足设定条件。

2.根据权利要求1所述的输入过压保护电路，其特征在于，所述分压电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；

所述电阻R1的第一端连接所述母线电压的输出端，所述电阻R1的第二端连接所述电阻R2的第一端，所述电阻R2的第二端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端接地；所述电阻R3的第二端和所述电阻R4的第一端的连接节点还连接至所述稳压电路的输入端。

3.根据权利要求2所述的输入过压保护电路，其特征在于，所述分压电路还包括：串联在所述电阻R3和所述电阻R4之间的防反二极管D13；

其中，所述防反二极管D13的阳极连接所述电阻R3的第二端，所述防反二极管D13的阴极连接所述电阻R4的第一端，所述防反二极管D13的阴极和所述电阻R4的第一端的连接节点连接所述稳压电路的输入端。

4.根据权利要求3所述的输入过压保护电路，其特征在于，所述稳压电路包括：稳压管ZD1；

所述稳压管ZD1的阴极连接所述电阻R3的第二端和所述电阻R4的第一端的连接节点，所述稳压管ZD1的阳极连接所述开关的第一端；

其中，所述稳压管ZD1的阴极为所述稳压电路的输入端，所述稳压管ZD1的阳极为所述稳压电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的输入过压保护电路，其特征在于，所述开关包括MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极作为所述开关的第一端连接所述稳压管ZD1的阳极，所述MOS管Q1的漏极连接所述控制IC的反馈检测脚，所述MOS管Q1的源极接地。

6.根据权利要求1所述的输入过压保护电路，其特征在于，还包括：连接在所述开关与所述稳压电路之间、用于对所述稳压电路输出的导通信号进行滤波处理的第一滤波电路。

7.根据权利要求6所述的输入过压保护电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括：电阻R5和电容C2；

所述电阻R5的第一端连接所述稳压电路和所述开关的第一端，所述电阻R5的第二端接地；所述电容C2并联在所述电阻R5的两端。

8.根据权利要求1所述的输入过压保护电路，其特征在于，还包括：连接在所述开关与所述控制IC的反馈检测脚之间、用于对所述控制IC的反馈检测脚上的电压信号进行滤波处理的第二滤波电路。

9.根据权利要求8所述的输入过压保护电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括：电阻R39、电容C19和电容C11；

所述电阻R39的第一端连接所述控制IC的反馈检测脚和所述开关，所述电阻R39的第二端通过所述电容C19接地；所述电容C11的第一端连接所述电容R39的第一端和所述开关，所述电容C11的第二端接地。

10.一种驱动电源，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的输入过压保护电路。