CN214256696U - 一种基于boost驱动的led负载保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于BOOST驱动的LED负载保护电路，包括LED组、信号检测单元、基准电压单元、信号反馈单元、反馈控制单元、AC‑DC转换单元、升压单元和开关，AC‑DC转换单元、限压单元以及LED组均与升压单元连接，基准电压单元以及开关均与AC‑DC转换单元连接，信号反馈单元、基准电压单元以及LED组均与信号检测单元连接，信号反馈单元以及LED组与反馈控制单元连接。本实用新型的有益效果为：1.通过反馈控制单元在电路电压异常时断开LED组的通路，防止LED组发生不可逆转的损坏；2.当电路电压恢复正常，反馈控制单元使LED组通路重新导通，恢复正常工作；3.通过保护单元防止电压源输入到电路时因异常发生电路损坏。

Description

一种基于BOOST驱动的LED负载保护电路

技术领域

本实用新型涉及LED电路领域，尤其涉及到一种基于BOOST驱动的LED负载保护电路。

背景技术

LED是新一代发光元件，由于发光效率高，LED照明受到了热 捧，各种形式的LED驱动电路应运而生。其中非隔离单级boost恒流输出驱动广泛使用，原理是将输入电压整流滤波后，通过IC输出PWM信号控制MOS管，为LED负载提供恒定的电流，但是这种单级BOOST恒流驱动有很大缺陷。

如中国专利公开号为CN202799323U的一种LED BOOST升压恒流电路，通过开路电压采样监测模块监测LED的输出的电压，当采样的电压超过恒流控制芯片过流保护端的保护点时，恒流控制芯片保护功能启动，从而巧妙的利用过流保护端实现开路保护功能。然而，该专利无法在电压恢复时又恢复正常工作。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：目前BOOST恒流电路缺少过载保护或在电路电压恢复正常后无法正常工作，提供了一种基于BOOST驱动的LED负载保护电路。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种基于BOOST驱动的LED负载保护电路，包括LED组、信号检测单元、基准电压单元、信号反馈单元、反馈控制单元、AC-DC转换单元、升压单元和开关，所述AC-DC转换单元、限压单元以及LED组均与升压单元连接，所述基准电压单元以及开关均与AC-DC转换单元连接，所述信号反馈单元、基准电压单元以及LED组均与信号检测单元连接，所述信号反馈单元以及LED组与反馈控制单元连接。当输入电压由于电网波动或误接等原因，输入电压高于LED组上的电压时，恒流boost驱动将失去恒流作用，反馈控制单元开关断开实现保护LED灯珠和整个功率回路的作用，而电压恢复，则反馈控制单元开关闭合，恢复正常工作。

作为优选，所述基准电压单元包括三段稳压器US4、三段稳压器LDO、电容C1、电阻R3、电阻R4和电阻R8，所述三段稳压器LDO输入端与AC-DC转换单元连接，所述三段稳压器LDO输出端经电阻R8与三段稳压器US4的阴极连接，所述三段稳压器US4的阳极接地，所述三段稳压器US4的参考极经电阻R4接地，所述电容C1与电阻R4并联，所述电阻R3连接在电阻R8与电阻R4之间。三段稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉的优点。

作为优选，所述信号检测单元包括电阻R7和电压比较器U2，所述电压比较器U2同相输入端与三段稳压器US4的参考极连接，所述电压比较器U2反相输入端与LED组连接，所述电压比较器U2输出端与信号反馈单元连接，所述电阻R7一端与电压比较器U2反相输入端连接，所述电阻R7另一端与反馈控制单元连接。当电压比较器的反相输入端的电压大于其同相输入端的基准电压，则比较器 U2 输出为低电平。

作为优选，所述信号反馈单元包括稳压二极管ZS1、光耦US6和电阻R5，所述稳压二极管ZS1阴极与升压单元连接，所述稳压二极管ZS1阳极经电阻R5与光耦US6的发光二极管阳极连接，所述光耦US6的发光二极管阴极与电压比较器U2输出端连接，所述光耦US6的光敏三极管发射极接地，所述光耦US6的光敏三极管集电极与反馈控制单元连接。当输入为低电平时，光耦US6的发光二极管发光，同时光耦US6 内部的光敏三极管的集电极和发射极导通。

作为优选，所述反馈控制单元包括电阻R1、电阻R2和MOS管Q1，所述MOS管Q1的漏极与电阻R7一端连接，所述MOS管Q1的源极与电阻R7接地，所述MOS管Q1的栅极与光耦US6的光敏三极管集电极连接，所述电阻R1一端与电阻R2一端均与MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R1另一端与三段稳压器LDO输出端连接，所述R2另一端接地。若光耦US6 内部的光敏三极管的集电极和发射极导通，MOS管Q1栅极的由高电平变为低电平，MOS管Q1断开。

作为优选，所述AC-DC转换单元包括整流桥BS1，所述整流桥BS1输出端正极与升压单元连接，所述整流桥BS1输出端负极接地。

作为优选，所述升压单元包括芯片US1、电容C2、电容C3、BOOST电感L1、二极管D1和MOS管Q2，所述芯片US1的COMP引脚经电容C3接地，所述芯片US1的HV引脚经BOOST电感L1与二极管D1阳极连接，所述芯片US1的CS引脚经电阻R10接地，所述芯片US1的GATE引脚与MOS管Q2的栅极连接，所述芯片US1的VDD引脚经电阻R9与整流桥BS1的输出端正极连接，所述芯片US1的FB引脚与限压单元连接，所述二极管D1的阴极与LED组连接，所述二极管D1的阴极与二极管ZS1的阴极连接，所述MOS管Q2的源极与芯片US1的CS引脚连接，所述MOS管Q2的漏极与二极管D1的阳极连接。MOS管Q2在高电平时导通，电阻R10与BOOST电感连通；MOS管Q2在低电平时断开。

作为优选，还包括限压单元，所述限压单元包括电阻R6和电阻R11，所述电阻R6一端以及电阻R11一端均与芯片US1的FB引脚连接，所述电阻R6另一端接地，所述电阻R11另一端与二极管C1阴极连接。R11为上拉电阻，R6为下拉电阻，用于限压。

作为优选，还包括保护单元，所述保护单元包括保护电阻RS1和电容C4，所述电容C4连接在整流桥BS1输入端两端，所述保护电阻RS1一端与电容C4连接，所述保护电阻RS1另一端与开关连接。

本实用新型的有益效果为：1. 通过反馈控制单元在电路电压异常时断开LED组的通路，防止LED组发生不可逆转的损坏；2.当电路电压恢复正常，反馈控制单元使LED组通路重新导通，恢复正常工作；3.通过保护单元防止电压源输入到电路时因异常发生电路损坏。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

图2为实施例一的原理图左部分。

图3为实施例一的原理图右部分。

其中：100.升压单元、200.限压单元、300.AC-DC转换单元、400.基准电压单元、500.信号检测单元、600.信号反馈单元、700.反馈控制单元、800.LED组、900.开关、1000.保护单元。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

实施例一：

一种基于BOOST驱动的LED负载保护电路，如图1所示，包括LED组800、信号检测单元500、基准电压单元400、信号反馈单元600、反馈控制单元700、AC-DC转换单元300、升压单元100和开关900，所述AC-DC转换单元300、限压单元以及LED组800均与升压单元100连接，所述基准电压单元400以及开关900均与AC-DC转换单元300连接，所述信号反馈单元600、基准电压单元400以及LED组800均与信号检测单元500连接，所述信号反馈单元600以及LED组800与反馈控制单元700连接。当输入电压由于电网波动或误接等原因，输入电压高于LED组800上的电压时，恒流boost驱动将失去恒流作用，反馈控制单元700开关900断开实现保护LED灯珠和整个功率回路的作用，而电压恢复，则反馈控制单元700开关900闭合，恢复正常工作。

如图3所示，基准电压单元400包括三段稳压器US4、三段稳压器LDO、电容C1、电阻R3、电阻R4和电阻R8，三段稳压器LDO输入端与AC-DC转换单元300连接，三段稳压器LDO输出端经电阻R8与三段稳压器US4的阴极连接，三段稳压器US4的阳极接地，三段稳压器US4的参考极经电阻R4接地，电容C1与电阻R4并联，电阻R3连接在电阻R8与电阻R4之间。三段稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉的优点。

信号检测单元500包括电阻R7和电压比较器U2，电压比较器U2同相输入端与三段稳压器US4的参考极连接，电压比较器U2反相输入端与LED组800连接，电压比较器U2输出端与信号反馈单元600连接，电阻R7一端与电压比较器U2反相输入端连接，电阻R7另一端与反馈控制单元700连接。当电压比较器的反相输入端的电压大于其同相输入端的基准电压，则比较器 U2 输出为低电平。

信号反馈单元600包括稳压二极管ZS1、光耦US6和电阻R5，稳压二极管ZS1阴极与升压单元100连接，稳压二极管ZS1阳极经电阻R5与光耦US6的发光二极管阳极连接，光耦US6的发光二极管阴极与电压比较器U2输出端连接，光耦US6的光敏三极管发射极接地，光耦US6的光敏三极管集电极与反馈控制单元700连接。当输入为低电平时，光耦US6的发光二极管发光，同时光耦US6 内部的光敏三极管的集电极和发射极导通。

反馈控制单元700包括电阻R1、电阻R2和MOS管Q1，MOS管Q1的漏极与电阻R7一端连接，MOS管Q1的源极与电阻R7接地，MOS管Q1的栅极与光耦US6的光敏三极管集电极连接，电阻R1一端与电阻R2一端均与MOS管Q1的栅极连接，电阻R1另一端与三段稳压器LDO输出端连接，R2另一端接地。若光耦US6 内部的光敏三极管的集电极和发射极导通，MOS管Q1栅极的由高电平变为低电平，MOS管Q1断开。

如图2所示，AC-DC转换单元300包括整流桥BS1，整流桥BS1输出端正极与升压单元100连接，整流桥BS1输出端负极接地。

升压单元100包括芯片US1、电容C2、电容C3、BOOST电感L1、二极管D1和MOS管Q2，芯片US1的COMP引脚经电容C3接地，芯片US1的HV引脚经BOOST电感L1与二极管D1阳极连接，芯片US1的CS引脚经电阻R10接地，芯片US1的GATE引脚与MOS管Q2的栅极连接，芯片US1的VDD引脚经电阻R9与整流桥BS1的输出端正极连接，芯片US1的FB引脚与限压单元连接，二极管D1的阴极与LED组800连接，二极管D1的阴极与二极管ZS1的阴极连接，MOS管Q2的源极与芯片US1的CS引脚连接，MOS管Q2的漏极与二极管D1的阳极连接。MOS管Q2在高电平时导通，电阻R10与BOOST电感连通；MOS管Q2在低电平时断开。

还包括限压单元200，限压单元200包括电阻R6和电阻R11，电阻R6一端以及电阻R11一端均与芯片US1的FB引脚连接，电阻R6另一端接地，电阻R11另一端与二极管C1阴极连接。R11为上拉电阻，R6为下拉电阻，用于限压。

还包括保护单元1000，保护单元1000包括保护电阻RS1和电容C4，电容C4连接在整流桥BS1输入端两端，保护电阻RS1一端与电容C4连接，保护电阻RS1另一端与开关连接。

本实用新型的有益效果为：1. 通过反馈控制单元700在电路电压异常时断开LED组800的通路，防止LED组800发生不可逆转的损坏；2.当电路电压恢复正常，反馈控制单元700使LED组800通路重新导通，恢复正常工作；3.通过保护单元1000防止电压源输入到电路时因异常发生电路损坏。

以上的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，包括LED组、信号检测单元、基准电压单元、信号反馈单元、反馈控制单元、AC-DC转换单元、升压单元和开关，所述AC-DC转换单元、限压单元以及LED组均与升压单元连接，所述基准电压单元以及开关均与AC-DC转换单元连接，所述反馈控制单元、信号反馈单元、基准电压单元以及LED组均与信号检测单元连接，所述信号反馈单元以及基准电压单元与反馈控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，所述基准电压单元包括三段稳压器US4、三段稳压器LDO、电容C1、电阻R3、电阻R4和电阻R8，所述三段稳压器LDO输入端与AC-DC转换单元连接，所述三段稳压器LDO输出端经电阻R8与三段稳压器US4的阴极连接，所述三段稳压器US4的阳极接地，所述三段稳压器US4的参考极经电阻R4接地，所述电容C1与电阻R4并联，所述电阻R3连接在电阻R8与电阻R4之间。

3.根据权利要求2所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，所述信号检测单元包括电阻R7和电压比较器U2，所述电压比较器U2同相输入端与三段稳压器US4的参考极连接，所述电压比较器U2反相输入端与LED组连接，所述电压比较器U2输出端与信号反馈单元连接，所述电阻R7一端与电压比较器U2反相输入端连接，所述电阻R7另一端与反馈控制单元连接。

4.根据权利要求3所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，所述信号反馈单元包括稳压二极管ZS1、光耦US6和电阻R5，所述稳压二极管ZS1阴极与升压单元连接，所述稳压二极管ZS1阳极经电阻R5与光耦US6的发光二极管阳极连接，所述光耦US6的发光二极管阴极与电压比较器U2输出端连接，所述光耦US6的光敏三极管发射极接地，所述光耦US6的光敏三极管集电极与反馈控制单元连接。

5.根据权利要求4所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，所述反馈控制单元包括电阻R1、电阻R2和MOS管Q1，所述MOS管Q1的漏极与电阻R7一端连接，所述MOS管Q1的源极与电阻R7接地，所述MOS管Q1的栅极与光耦US6的光敏三极管集电极连接，所述电阻R1一端与电阻R2一端均与MOS管Q1的栅极连接，所述电阻R1另一端与三段稳压器LDO输出端连接，所述R2另一端接地。

6.根据权利要求4所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，所述AC-DC转换单元包括整流桥BS1，所述整流桥BS1输出端正极与升压单元连接，所述整流桥BS1输出端负极接地。

7.根据权利要求6所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，所述升压单元包括芯片US1、电容C2、电容C3、BOOST电感L1、二极管D1和MOS管Q2，所述芯片US1的COMP引脚经电容C3接地，所述芯片US1的HV引脚经BOOST电感L1与二极管D1阳极连接，所述芯片US1的CS引脚经电阻R10接地，所述芯片US1的GATE引脚与MOS管Q2的栅极连接，所述芯片US1的VDD引脚经电阻R9与整流桥BS1的输出端正极连接，所述芯片US1的FB引脚与限压单元连接，所述二极管D1的阴极与LED组连接，所述二极管D1的阴极与二极管ZS1的阴极连接，所述MOS管Q2的源极与芯片US1的CS引脚连接，所述MOS管Q2的漏极与二极管D1的阳极连接。

8.根据权利要求7所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，还包括限压单元，所述限压单元包括电阻R6和电阻R11，所述电阻R6一端以及电阻R11一端均与芯片US1的FB引脚连接，所述电阻R6另一端接地，所述电阻R11另一端与二极管C1阴极连接。

9.根据权利要求7所述的基于BOOST驱动的LED负载保护电路，其特征在于，还包括保护单元，所述保护单元包括保护电阻RS1和电容C4，所述电容C4连接在整流桥BS1输入端两端，所述保护电阻RS1一端与电容C4连接，所述保护电阻RS1另一端与开关连接。

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