CN216217651U - 一种具有过功率保护功能的led驱动电源电路 - Google Patents

一种具有过功率保护功能的led驱动电源电路 Download PDF

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苏伟源
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Abstract

本实用新型提供一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其包括交流输入电路、桥式全波整流器、DC‑DC电路、PFC控制电路、微处理器、电源负载电路，在电源负载电路上串接有场效应管，电源负载电路包括电流检测电路、误差放大器，微处理器与PFC控制电路连接，PFC控制电路与DC‑DC电路连接，DC‑DC电路与电流检测电路连接，电流检测电路与误差放大器的同相输入端连接，误差放大器的输出端与场效应管的栅极连接，场效应管的源极与电流检测电路连接，由微处理器检测场效应管的压降信号，输出控制信号以控制PFC控制电路开启或关闭。本实用新型可以有效消除前端DC‑DC纹波，使得负载的直流输出控制在有效范围内，并使用关掉电源的方式来保护场效应管，以实现过功率保护。

Description

一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路
技术领域
本实用新型涉及LED驱动电源技术领域，尤其涉及一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路。
背景技术
在开关电源设计领域中，镇流器的选择，用驱动电源电路来取代传统电感镇流器是绿色照明工程的一个重要措施。因为驱动电源电路与电感镇流器相比，驱动电源电路具有高功率因数、发光效率高、无频闪、无噪声、起动快速可靠、体积小、重量轻、节电效果显著等优点。
目前，在LED驱动电源电路中，并没有针对添加过功率保护的线路，而是只设置了总输入过流或过压保护电路，这会带来一些风险，在一般具有过功率保护的电源线路设计上，仅仅通过关掉LLC上主IC，导致MCU无VCC输出来达到产品保护的目的，难以达到更好的保护作用。
此外，在电源负载电路中，不能有效消除前端直流-直流转化器的纹波，使得负载的直流输出可以控制在有效范围内。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路。
为了实现上述主要目的，本实用新型提供的一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，包括交流输入电路、桥式全波整流器、DC-DC电路、PFC控制电路、微处理器、电源负载电路，在所述电源负载电路上串接有一个场效应管Q9，其中，所述电源负载电路包括电流检测电路、误差放大器；所述交流输入电路的输入端接交流电源，所述交流输入电路的输出端与所述桥式全波整流器的输入端连接，所述桥式全波整流器的输出端与DC-DC电路连接，所述微处理器的第一端通过第一光电耦合器与所述PFC控制电路连接，所述PFC控制电路与所述DC-DC电路连接，所述DC-DC电路的一个输出端与负载端连接，所述DC-DC电路的另一个输出端与所述电流检测电路的第一端连接，所述电流检测电路的第三端与所述误差放大器的同相输入端连接，所述误差放大器的输出端与所述场效应管Q9的栅极连接，所述场效应管Q9的漏极与所述负载端连接，所述场效应管的源极与所述电流检测电路的第二端连接，由所述微处理器检测所述场效应管Q9的压降信号，并根据所述压降信号输出控制信号以控制所述PFC控制电路开启或关闭。
进一步的方案中，所述微处理器的第二端连接至所述DC-DC电路的一个输出端与所述负载端之间，所述微处理器的第三端连接至所述DC-DC电路的另一个输出端与所述电流检测电路的第一端之间，所述微处理器的第四端与所述误差放大器的反相输入端连接，所述微处理器的第五端连接至所述场效应管Q9的漏极和负载端之间。
更进一步的方案中，所述交流输入电路包括交流输入端、温度保险管F1、压敏电阻MV2、电感L5、电容C149以及电感L1，所述交流输入端与所述温度保险管F1连接，所述温度保险管F1与所述压敏电阻MV2连接，所述压敏电阻MV2与所述电容C149连接，所述电容C149与所述电感L5连接。
更进一步的方案中，所述桥式全波整流器的输出端依次连接有电容C2、电感L4、电容C3、压敏电阻MV1、电感L2以及电阻R16、R17，所述电容C2与所述电感L4连接，所述电感L4与所述电容C3连接，所述电容C3与所述电感L2连接，所述电感L2的一端与所述电阻R16、R17连接，所述电感L2的另一端连接至场效应管Q1的漏极，所述场效应管Q1的栅极与所述PFC控制电路连接。
更进一步的方案中，所述DC-DC电路包括变压器T1、场效应管Q2以及输出侧整流电路，所述场效应管Q2连接在所述变压器T1的输入侧，所述输出侧整流电路连接在所述变压器T1的输出侧。
更进一步的方案中，所述PFC控制电路包括MP44014芯片，所述MP44014芯片的CS端与所述场效应管Q1的栅极连接，所述MP44014芯片的COMP端与所述第一光电耦合器的输出端连接。
更进一步的方案中，所述微处理器包括stm32系列微处理器，所述stm32系列微处理器的GAIN端与所述第一光电耦合器的输入端连接。
更进一步的方案中，所述电流检测电路包括检流电阻，所述检流电阻的一端与所述stm32系列微处理器的GAIN_FB端连接，所述检流电阻的另一端与所述负载端、场效应管Q9的漏极连接。
更进一步的方案中，所述电流检测电路还包括三级管Q57、MOS管Q60，所述误差放大器的输出端与所述三级管Q57的集电极、三级管MOS管Q60的漏极、场效应管Q9栅极连接。
由此可见，本实用新型在电源负载电路中串联一个场效应管，可以有效消除前端直流-直流转化器的纹波，使得到负载的直流输出可以控制在1％范围内，MCU通过测量场效应管Vsense的压降信号，向PFC控制电路发送开启或关闭信号，从而达到保护场效应管和电路的目的。
所以，本实用新型结构简单，成本低，使用关掉电源的方式来保护场效应管，以避免大功率对它的损坏。另外，该过功率保护电路可以执行到现有系统，保持原有MCU的功能不变。
附图说明
图1是本实用新型一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路实施例的原理图。
图2是本实用新型一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路实施例中交流输入电路和桥式全波整流器的电路原理图。
图3是本实用新型一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路实施例中PFC控制电路的电路原理图。
图4是本实用新型一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路实施例中微处理器的电路原理图。
图5是本实用新型一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路实施例中电流检测电路和场效应管的电路原理图。
图6是本实用新型一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路实施例中DC-DC电路的电路原理图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1至图6，本实用新型的一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，包括交流输入电路(AC input)、桥式全波整流器20、DC-DC电路30、PFC控制电路40、微处理器50、电源负载电路60，在电源负载电路60上串接有一个场效应管70(Q9)，其中，电源负载电路60包括电流检测电路61、误差放大器62(IC6)。
在本实施例中，交流输入电路的输入端接交流电源，交流输入电路的输出端与桥式全波整流器20的输入端连接，桥式全波整流器20的输出端与DC-DC电路30连接，微处理器50的第一端通过第一光电耦合器IC17与PFC控制电路40连接，PFC控制电路40与DC-DC电路30连接，DC-DC电路30的一个输出端与负载端100连接，DC-DC电路30的另一个输出端与电流检测电路61的第一端连接，电流检测电路61的第三端与误差放大器62的同相输入端连接，误差放大器62的输出端与场效应管Q9的栅极连接，场效应管Q9的漏极与负载端100连接，场效应管Q9的源极与电流检测电路61的第二端连接，由微处理器50检测场效应管Q9的压降信号，并根据压降信号输出控制信号以控制PFC控制电路40开启或关闭。
在本实施例中，微处理器50的第二端连接至DC-DC电路30的一个输出端与负载端100之间，微处理器50的第三端连接至DC-DC电路30的另一个输出端与电流检测电路61的第一端之间，微处理器50的第四端与误差放大器62的反相输入端连接，微处理器50的第五端连接至场效应管的漏极和负载端100之间。
在本实施例中，如图2所示，交流输入电路包括交流输入端、温度保险管F1、压敏电阻MV2、电感L5、电容C149以及电感L1，交流输入端与温度保险管F1连接，温度保险管F1与压敏电阻MV2连接，压敏电阻MV2与电容C149连接，电容C149与电感L5连接。
在本实施例中，桥式全波整流器的输出端依次连接有电容C2、电感L4、电容C3、压敏电阻MV1、电感L2以及电阻R16、R17，电容C2与电感L4连接，电感L4与电容C3连接，电容C3与电感L2连接，电感L2的一端与电阻R16、R17连接，电感L2的另一端连接至场效应管Q1的漏极，场效应管Q1的栅极与PFC控制电路连接。
如图6所示，DC-DC电路包括变压器T1、场效应管Q2以及输出侧整流电路，场效应管Q2连接在变压器T1的输入侧，输出侧整流电路连接在变压器T1的输出侧。
如图3所示，PFC控制电路40包括MP44014芯片IC8，MP44014芯片IC8的CS端与场效应管Q1的栅极连接，MP44014芯片IC8的COMP端与第一光电耦合器IC17的输出端连接。
如图4所示，微处理器50包括stm32系列微处理器IC2，stm32系列微处理器IC2的GAIN端与第一光电耦合器IC17的输入端连接。
如图5所示，电流检测电路61包括检流电阻R117，检流电阻R117的一端与stm32系列微处理器IC2的GAIN_FB端连接，检流电阻R117的另一端与负载端100、场效应管的漏极连接。
其中，电流检测电路61还包括三级管Q57、MOS管Q60，误差放大器62的输出端与三级管Q57的集电极、三级管MOS管Q60的漏极、场效应管Q9栅极连接。
由此可见，本实用新型在电源负载电路60中串联一个场效应管，可以有效消除前端直流-直流转化器的纹波，使得到负载的直流输出可以控制在1％范围内，MCU通过测量场效应管Vsense的压降信号，向PFC控制电路40发送开启或关闭信号，从而达到保护场效应管和电路的目的。
所以，本实用新型结构简单，成本低，使用关掉电源的方式来保护场效应管，以避免大功率对它的损坏。另外，该过功率保护电路可以执行到现有系统，保持原有MCU的功能不变。
需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于，包括：
交流输入电路、桥式全波整流器、DC-DC电路、PFC控制电路、微处理器、电源负载电路，在所述电源负载电路上串接有一个场效应管Q9，其中，所述电源负载电路包括电流检测电路、误差放大器；
所述交流输入电路的输入端接交流电源，所述交流输入电路的输出端与所述桥式全波整流器的输入端连接，所述桥式全波整流器的输出端与DC-DC电路连接，所述微处理器的第一端通过第一光电耦合器与所述PFC控制电路连接，所述PFC控制电路与所述DC-DC电路连接，所述DC-DC电路的一个输出端与负载端连接，所述DC-DC电路的另一个输出端与所述电流检测电路的第一端连接，所述电流检测电路的第三端与所述误差放大器的同相输入端连接，所述误差放大器的输出端与所述场效应管Q9的栅极连接，所述场效应管Q9的漏极与所述负载端连接，所述场效应管Q9的源极与所述电流检测电路的第二端连接，由所述微处理器检测所述场效应管Q9的压降信号，并根据所述压降信号输出控制信号以控制所述PFC控制电路开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述微处理器的第二端连接至所述DC-DC电路的一个输出端与所述负载端之间，所述微处理器的第三端连接至所述DC-DC电路的另一个输出端与所述电流检测电路的第一端之间，所述微处理器的第四端与所述误差放大器的反相输入端连接，所述微处理器的第五端连接至所述场效应管Q9的漏极和负载端之间。
3.根据权利要求1所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述交流输入电路包括交流输入端、温度保险管F1、压敏电阻MV2、电感L5、电容C149以及电感L1，所述交流输入端与所述温度保险管F1连接，所述温度保险管F1与所述压敏电阻MV2连接，所述压敏电阻MV2与所述电容C149连接，所述电容C149与所述电感L5连接。
4.根据权利要求1所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述桥式全波整流器的输出端依次连接有电容C2、电感L4、电容C3、压敏电阻MV1、电感L2以及电阻R16、R17，所述电容C2与所述电感L4连接，所述电感L4与所述电容C3连接，所述电容C3与所述电感L2连接，所述电感L2的一端与所述电阻R16、R17连接，所述电感L2的另一端连接至场效应管Q1的漏极，所述场效应管Q1的栅极与所述PFC控制电路连接。
5.根据权利要求1所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述DC-DC电路包括变压器T1、场效应管Q2以及输出侧整流电路，所述场效应管Q2连接在所述变压器T1的输入侧，所述输出侧整流电路连接在所述变压器T1的输出侧。
6.根据权利要求5所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述PFC控制电路包括MP44014芯片，所述MP44014芯片的FB端连接至所述变压器T1的输入侧，所述MP44014芯片的CS端与所述场效应管Q1的栅极连接，所述MP44014芯片的COMP端与所述第一光电耦合器的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述微处理器包括stm32系列微处理器，所述stm32系列微处理器的GAIN端与所述第一光电耦合器的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述电流检测电路包括检流电阻，所述检流电阻的一端与所述stm32系列微处理器的GAIN_FB端连接，所述检流电阻的另一端与所述负载端、场效应管Q9的漏极连接。
9.根据权利要求8所述的具有过功率保护功能的LED驱动电源电路，其特征在于：
所述电流检测电路还包括三极管Q57、MOS管Q60，所述误差放大器的输出端与所述三极管Q57的集电极、三极管MOS管Q60的漏极、场效应管Q9栅极连接。
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