CN212231773U - 一种基于自恢复保险电阻ptc的过载和短路涓流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，包括控压电路、PWM调光控制电路、PWM调光输出电路和LED光源；所述电阻R1一端连接所述LED光源且连接点接入电源，另一端连接所述三极管Q1的集电极和所述三极管Q2的基极；所述三极管Q2的集电极连接所述LED光源，发射极连接所述自恢复保险电阻PTC；所述自恢复保险电阻PTC的另一端接地；所述三极管Q1的发射极连接所述PWM调光控制电路，基极连接所述电阻R2；所述控压电路一端接入电源，另一端连接所述电阻R2和所述PWM调光控制电路。上述保护电路在电路过载和短路时能有效保护电路。

Description

一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路

技术领域

本实用新型属于电路保护领域，特别涉及一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路。

背景技术

若电路发生故障，如发生短路，电路不经过负载，导线的电阻几乎可以忽略不计，因此瞬间产生的极大的电流，造成设备损坏或事故。短路电流会引起电器设备绝缘损坏，对电器设备和线路都会造成极大的损害，甚至引发火灾等。

目前用于LED照明的PWM调光输出电路大多数是使用单晶体管输出的，对过载和短路情况不能很好的处理，容易损坏设备、线路和LED灯具。因此需要一种对短路和过流高效反应的保护电路，以确保设备安全。

实用新型内容

为解决上述的技术问题本实用新型提供一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，目的在于高效处理电路短路和过载情况，以确保设备安全。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案为：

一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，包括控压电路、PWM调光控制电路、PWM调光输出电路和LED光源；所述控压电路为所述PWM调光控制电路和所述PWM调光输出电路供电；所述PWM调光控制电路输出调光信号到所述PWM调光输出电路；所述LED光源为所述PWM调光输出电路的输出负载；

所述PWM调光输出电路包括电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2、自恢复保险电阻PTC；所述电阻R1一端连接所述LED光源且连接点接入电源，另一端连接所述三极管Q1的集电极和所述三极管Q2的基极；所述三极管Q2的集电极连接所述LED光源，发射极连接所述自恢复保险电阻PTC的一端；所述自恢复保险电阻PTC的另一端接地；所述三极管Q1的发射极连接所述PWM调光控制电路，基极连接所述电阻R2；所述控压电路一端接入电源，另一端连接所述电阻R2和所述PWM调光控制电路。

优选地，所述电阻R1连接稳压二极管D1的一端，所述稳压二极管D1另一端接地。

优选地，所述稳压二极管D1连接所述三极管Q2的基极，所述稳压二极管D1用于限制所述自恢复保险电阻PTC的最高电压。

优选地，所述自恢复保险电阻PTC上的最高限制电压，是通过改变稳压二极管D1的参数进行设置的。

优选地，所述稳压二极管D1稳定电压为15V。

优选地，所述基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路供电电源为49V。

优选地，所述控压电路输出电压3.3V。

本实用新型具有以下有益效果：短路时，高效限制电路电流，使电路进入短路涓流保护状态，减少输出电流，维持在安全水平。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，附图标记：控压电路1、PWM调光控制电路2、PWM调光输出电路3、LED光源4。

具体实施方式

先结合图1对本实用新型的具体实施方式进行描述：

一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，包括控压电路1、PWM调光控制电路2、PWM调光输出电路3和LED光源4；所述控压电路1为所述PWM调光控制电路2和所述PWM调光输出电路3供电；所述PWM调光控制电路2输出调光信号到所述PWM调光输出电路3；所述LED光源4为所述PWM调光输出电路3的输出负载；

所述PWM调光输出电路3包括电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2、自恢复保险电阻PTC；所述电阻R1一端连接所述LED光源4且连接点接入电源，另一端连接所述三极管Q1的集电极和所述三极管Q2的基极；所述三极管Q2的集电极连接所述LED光源4，发射极连接所述自恢复保险电阻PTC的一端；所述自恢复保险电阻PTC的另一端接地；所述三极管Q1的发射极连接所述PWM调光控制电路2，基极连接所述电阻R2；所述控压电路1一端接入电源，另一端连接所述电阻R2和所述PWM调光控制电路2。

所述自恢复保险电阻PTC为正温度系数热敏电阻，在短路和过载的情况下流过的电流过大时，根据电流热效应公式Q＝I²*R，产生热量较大，致所述自恢复保险电阻PTC温度上升，同时其电阻值亦跟随上升。所述自恢复保险电阻PTC上的最高电压是不变的，被所述稳压二极管D1所限制，所以所述自恢复保险电阻PTC的电阻值上升，电路的输出电流就会减小，达到保护电路和LED光源不损坏的目的。本实用新型通过改变所述PWM调光控制电路2的PWM调光信号，实现电路的开关，以调节LED光源的亮度。

第一实施例中，所述PWM调光控制电路2输出低电平信号，即所述三极管Q1的基极电压为0V；所述控压电路1连接所述电阻R2被限流后的电流，流入所述三极管Q1的基极，从发射极流出，所述三极管Q1饱和导通；另一方面，所述电阻R1和所述LED光源4的连接点接入49V电源正极，从49V电源经所述电阻R1限流后电流流入所述三极管Q2的基极和所述三极管Q1的集电极，而所述三极管Q1饱和导通，全部电流都流入所述三极管Q1的集电极，再由所述三极管Q1的发射极流出，即所述三极管Q1的集电极拉低所述三极管Q2的基板上电压，使得所述三极管Q2的发射结电压低于结电压0.7V，无电流流入所述三极管Q2的基板，所以所述三极管Q2处于截止状态，与所述三极管Q2连接的所述LED光源4无电流通过，不工作。

第二实施例中，所述PWM调光控制电路2输出高电平信号，即所述三极管Q1的发射极为高电压，使得发射结电压低于结电压0.7V不导通，所述三极管Q1处于截止状态。所述三极管Q1不对所述三极管Q2起分流作用，经所述电阻R1限流后的全部电流都流入所述三极管Q2的基极，因此所述三极管Q2处于饱和导通状态。49V电源电流流经所述LED光源4，再从所述三极管Q2的集电极流入，发射极流出，电路导通，点亮所述LED光源4。

第三实施例中，电路处于短路或过载状态，电路电流升高，与所述三极管Q2发射极连接的所述自恢复保险电阻PCT的电流增大，致所述自恢复保险电阻PCT发热，以致其电阻升高，而其最高电压不变，从而降低电路电流，保护电路的作用。

在一实施例中，所述电阻R1连接稳压二极管D1的一端，所述稳压二极管D1另一端接地。

正常输出状态下所述稳压二极管D1是不导通，只有当输出短路或过载时，所述稳压二极管D1的压降就会增大，达到其稳压值形成导通，限定其最大压降。所述稳压二极管D1用于电路短路或过载时，限制所述自恢复保险电阻PTC的最高电压，避免电路电流过大。

在一实施例中，所述稳压二极管D1连接所述三极管Q2的基极，所述稳压二极管D1用于限制所述自恢复保险电阻PTC的最高电压。这里所使用的是0603贴片封装的100mA自恢复保险电阻，由于体积较小，耐电压值较低，需要限制电压上限。

在一实施例中，所述自恢复保险电阻PTC上的最高限制电压，是通过改变稳压二极管D1的参数进行设置的。

电路短路或过载修复后，用于限制电路电流的所述自恢复保险电阻PTC的温度不能迅速下降，造成电路短时间内不能正常运行，电路还处于短路或过载保护状态，只能流过涓流保护电流，为了能在多种不同的负载下，能自行恢复正常输出状态，所述稳压二极管D1的稳压值可选用稍低些的，降低所述自恢复保险电阻PTC的最高限制电压，根据PTC电阻的特性为保持自身保护状态下的温度是恒定的，其自身电压下降，则其流过的电流就会增加，即加大涓流保护电流值。此时当负载电流小于涓流保护电流值时，电路就能恢复正常工作。当负载电流大于涓流保护流值时，就只能先断开负载，等一会后电路恢复正常状态了，再接上负载才能工作。为了解决这一问题，可以适当调大涓流保护电流值。当然此涓流保护电流值不宜调节过大，要适中选取，保护电流值大了，输出短路或过载时电路发热就高。

在一实施例中，所述稳压二极管D1稳定电压为15V。

电路采用0603贴片封装的100mA自恢复保险电阻PTC，耐压值15V。所述三极管Q2的B极上加15V所述稳压二极管D1加以限制，以限制加在所述自恢复保险电阻PTC的电压小于15V，控制在自恢复保险电阻的工作电压范围内，不致损坏。

在一实施例中，所述基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路供电电源为49V。

电路接入49V电源，才能保证满足电路输出的需求。我们设置电路的额定输出电流是100mA。基于电路采用100mA所述自恢复保险电阻PTC，电阻阻值约为5Ω，流过额定电流100mA，则电压为0.5V，与其串联的所述三极管Q2的饱和导通电压是0.3V，即电路工作电压0.5V+0.3V=0.8V，在采用48V额定电压的所述LED光源4作为负载的情况下，电路电源电压为49V，保证电路额定运行。

在一实施例中，所述控压电路1输出电压3.3V。

所述控压电路1从电源取电，电源电压较高，经所述控压电路1降压后输出稳定的3.3V电源，为PWM调光控制电路和PWM调光输出电路供电。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，其特征在于，包括控压电路、PWM调光控制电路、PWM调光输出电路和LED光源；所述控压电路为所述PWM调光控制电路和所述PWM调光输出电路供电；所述PWM调光控制电路输出调光信号到所述PWM调光输出电路；所述LED光源为所述PWM调光输出电路的输出负载；

所述PWM调光输出电路包括电阻R1、电阻R2、三极管Q1、三极管Q2、自恢复保险电阻PTC；所述电阻R1一端连接所述LED光源且连接点接入电源，另一端连接所述三极管Q1的集电极和所述三极管Q2的基极；所述三极管Q2的集电极连接所述LED光源，发射极连接所述自恢复保险电阻PTC的一端；所述自恢复保险电阻PTC的另一端接地；所述三极管Q1的发射极连接所述PWM调光控制电路，基极连接所述电阻R2；所述控压电路一端接入电源，另一端连接所述电阻R2和所述PWM调光控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，其特征在于，所述电阻R1连接稳压二极管D1的一端，所述稳压二极管D1另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，其特征在于，所述稳压二极管D1连接所述三极管Q2的基极，所述稳压二极管D1用于限制所述自恢复保险电阻PTC的最高电压。

4.根据权利要求3所述的一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，其特征在于，所述自恢复保险电阻PTC上的最高限制电压，是通过改变所述稳压二极管D1的参数进行设置的。

5.根据权利要求2所述的一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，其特征在于，所述稳压二极管D1稳定电压为15V。

6.根据权利要求1所述的一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，其特征在于，所述基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路供电电源为49V。

7.根据权利要求1所述的一种基于自恢复保险电阻PTC的过载和短路涓流保护电路，其特征在于，所述控压电路输出电压3.3V。

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