CN217770427U - 一种led短路保护电路、led驱动电路及灯具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种LED短路保护电路、LED驱动电路及灯具，包括：第一连接端，N组第二连接端，其中N为大于零的整数，以及驱动信号输出单元、第一开关单元、第二开关单元和N组第三开关单元；第一开关单元的第一端连接驱动信号输出单元的使能端，第一开关单元的第二端接地，第一开关单元的第三端连接第二开关单元的第二端；第二开关单元的第一端连接第一连接端，第二开关单元的第三端连接第二连接端；每一第三开关单元的第一端对应连接一第二连接端，第三开关单元的第二端接地，第三开关单元的第三端连接驱动信号输出单元的信号输出端。实施本申请通过低成本实现LED的短路保护，其使用方便且响应快。

Description

一种LED短路保护电路、LED驱动电路及灯具

技术领域

本申请涉及LED灯技术领域，更具体地说，涉及一种LED短路保护电路、 LED驱动电路及灯具。

背景技术

当前LED灯在使用时，及其容易发生LED短路，在发生LED短路时，其大电流会造成电源输入端损坏，同时电流也会造成LED的驱动电路发生损坏。针对LED短路情况，目前通用的做法有两种，一种是将LED的驱动电路中的驱动MOS设置为大电流器件，使得其有较大电流余量，通过MOS承担LED短路发生时生成的大电流，直到主电路短路保护起作用。第二种是用有源的方式，进行外部短路保护检测。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题在于，提供一种LED短路保护电路、LED驱动电路及灯具。

本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种LED短路保护电路，包括：用于连接N组LED发光单元的正极输入的第一连接端，用于分别连接所述N组LED发光单元的负极输入的N组第二连接端，其中N为大于零的整数，以及驱动信号输出单元、第一开关单元、第二开关单元和N组第三开关单元；

所述第一开关单元的第一端连接所述驱动信号输出单元的使能端，所述第一开关单元的第二端接地，所述第一开关单元的第三端连接所述第二开关单元的第二端；

所述第二开关单元的第一端连接所述第一连接端，所述第二开关单元的第三端连接所述第二连接端；

每一所述第三开关单元的第一端对应连接一所述第二连接端，所述第三开关单元的第二端接地，所述第三开关单元的第三端连接所述驱动信号输出单元的信号输出端。

优选地，本申请所述的LED短路保护电路中，所述第一开关单元包括第一三极管；

所述第一三极管的发射极连接所述驱动信号输出单元的使能端，所述第一三极管的集电极接地，所述第一三极管的基极连接所述第二开关单元的第二端。

优选地，本申请所述的LED短路保护电路中，所述第三开关单元包括 MOS管；

所述MOS管的栅极连接一所述驱动信号输出单元的输出端，所述MOS 管的源极接地，所述MOS管的漏极连接对应的第二连接端。

优选地，本申请所述的LED短路保护电路中，在所述N为1时，所述第二开关单元包括第二三极管、第一电阻、第二电阻、第一分压单元和第二分压单元；

所述第二三极管的发射极连接所述第一连接端，所述第二三极管的集电极连接所述第一分压单元的第一端，所述第一分压单元的第二端连接所述第一开关单元的第三端和第二分压单元的第一端，所述第二分压单元的第二端接地，所述第二三极管的基极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二连接端，所述第二电阻的第一端连接所述第二连接端，所述第二电阻的第二端接地。

优选地，本申请所述的LED短路保护电路中，在所述N大于1时，所述第二开关单元还包括N-1或N组二极管；

所述二极管的阳极分别连接一所述第二连接端，所述二极管的阴极均连接所述第一电阻的第二端。

优选地，本申请所述的LED短路保护电路中，

所述第一分压单元包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述第二三极管的集电极，所述第三电阻的第二端连接所述第一开关单元的第三端和第二分压单元的第一端；和/或

所述第二分压单元包括第四电阻，第四电阻的第一端连接所述第一分压单元的第二端，所述第四电阻的第二端接地。

优选地，本申请所述的LED短路保护电路中，所述驱动信号输出单元包括MOS驱动芯片和第五电阻，所述MOS驱动芯片的使能管脚连接所述第五电阻的第一端和所述第一开关单元的第一端，所述第五电阻的第二端用于输入一供电电压，所述MOS驱动芯片的信号上输出管脚分别连接所述第三开关单元的第三端。

另，本申请还构造一种LED驱动电路，包括供电单元和用于提供电源输出的电源输出端，

其中，所述电源输出端包括：用于同时连接N组LED发光单元的正极输入和所述供电单元的正极输出端，用于分别连接所述N组LED发光单元的负极输入的N组负极输出端，其中N为大于零的整数，以及上面任意一项所述的LED短路保护电路；

其中，所述LED短路保护电路的第一连接端连接所述正极输出端，所述 LED短路保护电路的每一第二连接端对应连接一所述负极输出端。

本申请还构造一种灯具，包括：N组LED发光单元，以及如上面所述的 LED驱动电路，其中N为大于零的整数；

其中，所述LED驱动电路的正极输出端连接所述N组LED发光单元的正极输入，所述LED驱动电路的每一负极输出端对应连接一LED发光单元的负极输入。

优选地，本申请所述的灯具中，还包括无线通信模块，所述无线通信模块连接所述驱动信号输出单元的信号输入端；和/或

所述N组LED发光单元包括第一LED发光单元和第二LED发光单元，所述第一LED发光单元为暖光发光单元，所述第二LED发光单元为冷光发光单元。

实施本申请的一种LED短路保护电路、LED驱动电路及灯具，具有以下有益效果：通过低成本实现LED的短路保护，其使用方便且响应快。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本申请作进一步说明，附图中：

图1是本申请一种LED短路保护电路一实施例的结构示意图；

图2是本申请一种LED短路保护电路一实施例的电路原理图；

图3是本申请一种LED短路保护电路另一实施例的电路原理图；

图4是本申请一种LED短路保护电路另一实施例的电路原理图；

图5是本申请一种LED短路保护电路另一实施例的电路原理图；

图6是本申请一种LED短路保护电路另一实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了对本申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本申请的具体实施方式。

如图1所示，在本申请的LED短路保护电路第一实施例中，包括：用于连接N组LED发光单元的正极输入的第一连接端111，用于分别连接N组LED发光单元的负极输入的N组第二连接端112，其中N为大于零的整数，以及驱动信号输出单元130、第一开关单元121、第二开关单元122和N组第三开关单元123；第一开关单元121的第一端连接驱动信号输出单元130的使能端，第一开关单元121的第二端接地，第一开关单元121的第三端连接第二开关单元122的第二端；第二开关单元122的第一端连接第一连接端111，第二开关单元122的第三端连接第二连接端112；每一第三开关单元123的第一端对应连接一第二连接端112，第三开关单元123的第二端接地，第三开关单元123的第三端连接驱动信号输出单元130的信号输出端。具体的，LED短路保护电路中，其第一连接端111和第二连接端112分别用来连接LED发光单元的正极和负极，其中第二连接端112可以为多个，其第一连接端111和一个第二连接端112对应一组LED发光单元，在正常情况下，通过驱动信号输出单元130的驱动信号输出端输出驱动信号驱动对应的第三开关单元123导通，第三开关单元123导通时，对应的第一连接端111与第二连接端112之间的LED发光单元正常工作。此时第二开关单元122的第三端为低电平，第二开关单元122导通，在第二开关单元122导通时，其输出高电平驱动第一开关单元121关断，使得驱动信号输出单元130的使能端驱为高电平，以保持正常的使能驱动。在LED发光单元发生短路时，第二连接端112与第一连接端111之间直接短路，此时第二连接端112的电压升高，第二开关单元122的第三端输入高电平，该高电压驱动第二开关单元122关断。在第二开关单元122关断时，第一开关单元 121的第二端为低电平，该低电平驱动第一开关单元121导通。在第一开关单元121导通时，第一开关单元121的第一端与地导通，电平被拉低。由于驱动信号输出单元130的使能端连接第一开关单元121的第一端，此时驱动信号输出单元130的使能端电平被拉低，驱动信号输出单元130停止工作，其关断驱动信号输出单元130的驱动信号输出端的输出，第三开关单元123关断，此时第三开关单元123不会再承担该大电流。实现了电路的短路保护。其中，对每一组LED发光单元均可进行该关断动作。其还可以再任意一组LED发光单元发生短路时，其均驱动第二开关单元122关断，继而驱动第一开关单元121 导通，最终使得驱动信号输出单元130关断所有的驱动信号的输出，关断所有的LED发光单元。

可选的，如图2至图5所示，第一开关单元121包括第一三极管Q4；第一三极管Q4的发射极连接驱动信号输出单元130的使能端，第一三极管Q4 的集电极接地，第一三极管Q4的基极连接第二开关单元122的第二端。具体的，第一开关单元121可以由第一三极管Q4组成，三极管Q4的发射极连接驱动信号输出单元130的使能端，三极管Q4的集电极接地，三极管Q4的基极连接第二开关单元122，在第二开关单元122关断时，通过第二开关单元122 的低电压驱动三极管Q4导通，其发射极的电平被拉低。

可选的，第三开关单元123包括MOS管；MOS管的栅极连接一驱动信号输出单元130的输出端，MOS管的源极接地，MOS管的漏极连接对应的第二连接端112。具体的，可以通过MOS管的栅极连接至驱动信号输出单元130 的驱动信号输出端，根据接收到的驱动信号导通或关断。每一组LED发光单元对一个MOS管。如图2所示，在一实施例中，只有一组LED发光单元，此时通过一个MOS管Q1控制该LED发光单元对应的链路导通或关断，其中 MOS管Q1的栅极连接驱动信号输出单元130的驱动信号输出端，MOS管Q1 的源极接地，MOS管Q1的漏极连接至一个第二连接端112即LED-端。如图 3至5所示，当有多组LED发光单元时，MOS管的数量也会增加，例如增加 MOS管Q2，通过MOS管Q2的栅极连接驱动信号输出单元130的另一个驱动信号输出端，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的栅极连接至另一个第二连接端112(对应LED-)。

可选的，如图2所示，在N为1时，第二开关单元122包括第二三极管、第一电阻R1、第二电阻R2、第一分压单元和第二分压单元；第二三极管的发射极连接第一连接端111(对应LED+)，第二三极管的集电极连接第一分压单元的第一端，第一分压单元的第二端连接第一开关单元121的第三端和第二分压单元的第一端，第二分压单元的第二端接地，第二三极管的基极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接第二连接端112，第二电阻R2的第一端连接第二连接端112，第二电阻R2的第二端接地。具体的，在LED发光单元的数量为单组时，第二开关单元122中，通过三极管Q3(对应第二三极管)的基极连接至第二连接端112，在第二连接端112为低电压时，三极管 Q3的基极为低电平，三极管Q3导通，即对应的第二开关单元122导通，同时在第一分压单元和第二分压单元的连接节点生成分压，通过该分压驱动第一开关单元121关断，在第二连接端112为高电平时，三极管Q3的基极电平被抬高，此时三极管Q3关断，对应的第二开关单元122关断，此时第一分压单元和第二分压单元的连接节点处没有电压，第一开关单元121导通。其中电阻 R1用于对三极管Q3限流,电阻R2用于对LED发光单元分压，确保在MOS管Q1 关断时，发光单元的负极LED-的电平小于其正极电平LED+.

进一步的，如图3至5所示，在N大于1时，第二开关单元122还包括 N-1或N组二极管；二极管的阳极分别连接一第二连接端112，二极管的阴极均连接第一电阻R1的第二端。具体的，在上面的基础上，当LED发光单元的数量对多组时，其为了避免多组LED发光单元之间的电压相互影响，例如发生电压倒灌，其还需要对LED发光单元之间继续隔离。其通过设置连接在第二连接端112至第一电阻R1之间的隔离二极管实现电压的正向输入反向隔离。其中，可以理解，二极管可以在每一个第二连接端112与电阻R1之间进行分别设置，其还可以留一路不设置，因为在其他路均进行了隔离的时候，该路也无法对其他路产生倒灌。例如，二极管D3和二极管D5可以同时设置也可以设置任意一个。

可选的，第一分压单元包括第三电阻，第三电阻的第一端连接第二三极管的集电极，第三电阻的第二端连接第一开关单元121的第三端和第二分压单元的第一端；和/或第二分压单元包括第四电阻，第四电阻的第一端连接第一分压单元的第二端，第四电阻的第二端接地。具体的，第一分压电路和第二分压电路可以分别用分压电阻组成。例如通过电阻R3(对应第三电阻)和电阻R4 (对应第四电阻)串联形成分压电路。并在电阻R3和电阻R4的串联节点生成分压，通过该分压驱动三极管Q4导通或关断。

可选的，如图6所示，驱动信号输出单元130包括MOS驱动芯片和第五电阻，MOS驱动芯片的使能管脚连接第五电阻的第一端和第一开关单元121的第一端，第五电阻的第二端用于输入一供电电压，MOS驱动芯片的信号上输出管脚分别连接第三开关单元123的第三端。具体的，驱动信号输出单元130可以通过MOS驱动芯片及其外围电路组成，在正常工作时，通过上拉电阻R10即第五电阻对MOS驱动芯片131的使能管脚上拉，使得MOS驱动芯片131能够正常工作。其中该MOS驱动芯片131可以采用SLM27524芯片。

另，如图2所示，本申请的一种LED驱动电路200，包括供电单元210和提供电源输出的电源输出端，其中，电源输出端包括：用于同时连接N组LED 发光单元的正极输入与供电单元210的正极输出端，用于分别连接N组LED 发光单元的负极输入的N组负极输出端，N为大于零的整数，以及如上面任意一项的LED短路保护电路；其中，LED短路保护电路的第一连接端111连接正极输出端，LED短路保护电路的每一第二连接端112对应连接一负极输出端。具体的，LED驱动电路200中，其供电单元210通过电源输出端对LED发光单元提供驱动电源。其中供电单元210的输出通过电源输出端中的正极输出端(可以理解为对应LED+)连接至LED发光单元的正极输入，同时电源输出端的负极输出端(可以理解为对应LED-)用来连接LED发光单元的负极输入。可以设置多个负极输出端用来连接不同LED发光单元的负极输入，每一负极输出端均对应连接一LED短路保护电路的第二连接端112，通过第二连接端112检测LED发光单元的负极输入的电压，以根据该电压实现对LED发光单元发生短路时对整个电路实现保护。

另，本申请的一种灯具，包括：N组LED发光单元，以及如上面的LED驱动电路，其中N为大于零的整数；其中，LED驱动电路200的正极输出端连接 N组LED发光单元300的正极输入，LED驱动电路200的每一负极输出端对应连接一LED发光单元300的负极输入。具体的，通过在灯具中设置上面的驱动电路以驱动LED发光单元300工作，能够实现对整个灯具工作过程的短路保护。

在一实施例，如图6所示，本申请的灯具还包括无线通信模块400，无线通信模块400连接驱动信号输出单元130的信号输入端；具体的，可以通过无线通信模块400接收调节指令并输出调节信号，驱动信号输出单元130根据调节信号进行LED发光单元的工作调节。

在一实施例中，N组LED发光单元包括第一LED发光单元和第二LED发光单元，第一LED发光单元为暖光发光单元，第二LED发光单元为冷光发光单元。具体的，设置两组LED发光单元，其中一组为暖光发光单元，另一组为冷光发光单元，可以通过LED驱动单元调节该两组LED发光单元的驱动电流或电压，实现灯光的冷暖调节。

可以理解的，以上实施例仅表达了本申请的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围；因此，凡跟本申请权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本申请权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种LED短路保护电路，其特征在于，包括：用于连接N组LED发光单元的正极输入的第一连接端，用于分别连接所述N组LED发光单元的负极输入的N组第二连接端，其中N为大于零的整数，以及驱动信号输出单元、第一开关单元、第二开关单元和N组第三开关单元；

所述第一开关单元的第一端连接所述驱动信号输出单元的使能端，所述第一开关单元的第二端接地，所述第一开关单元的第三端连接所述第二开关单元的第二端；

所述第二开关单元的第一端连接所述第一连接端，所述第二开关单元的第三端连接所述第二连接端；

每一所述第三开关单元的第一端对应连接一所述第二连接端，所述第三开关单元的第二端接地，所述第三开关单元的第三端连接所述驱动信号输出单元的信号输出端。

2.根据权利要求1所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一三极管；

所述第一三极管的发射极连接所述驱动信号输出单元的使能端，所述第一三极管的集电极接地，所述第一三极管的基极连接所述第二开关单元的第二端。

3.根据权利要求1所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述第三开关单元包括MOS管；

所述MOS管的栅极连接一所述驱动信号输出单元的输出端，所述MOS管的源极接地，所述MOS管的漏极连接对应的第二连接端。

4.根据权利要求1所述的LED短路保护电路，其特征在于，在所述N为1时，所述第二开关单元包括第二三极管、第一电阻、第二电阻、第一分压单元和第二分压单元；

所述第二三极管的发射极连接所述第一连接端，所述第二三极管的集电极连接所述第一分压单元的第一端，所述第一分压单元的第二端连接所述第一开关单元的第三端和第二分压单元的第一端，所述第二分压单元的第二端接地，所述第二三极管的基极连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二连接端，所述第二电阻的第一端连接所述第二连接端，所述第二电阻的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的LED短路保护电路，其特征在于，在所述N大于1时，所述第二开关单元还包括N-1或N组二极管；

所述二极管的阳极分别连接一所述第二连接端，所述二极管的阴极均连接所述第一电阻的第二端。

6.根据权利要求4所述的LED短路保护电路，其特征在于，

所述第一分压单元包括第三电阻，所述第三电阻的第一端连接所述第二三极管的集电极，所述第三电阻的第二端连接所述第一开关单元的第三端和第二分压单元的第一端；和/或

所述第二分压单元包括第四电阻，第四电阻的第一端连接所述第一分压单元的第二端，所述第四电阻的第二端接地。

7.根据权利要求1所述的LED短路保护电路，其特征在于，所述驱动信号输出单元包括MOS驱动芯片和第五电阻，所述MOS驱动芯片的使能管脚连接所述第五电阻的第一端和所述第一开关单元的第一端，所述第五电阻的第二端用于输入一供电电压，所述MOS驱动芯片的信号上输出管脚分别连接所述第三开关单元的第三端。

8.一种LED驱动电路，其特征在于，包括供电单元和用于提供电源输出的电源输出端，

其中，所述电源输出端包括：用于同时连接N组LED发光单元的正极输入和所述供电单元的正极输出端，用于分别连接所述N组LED发光单元的负极输入的N组负极输出端，其中N为大于零的整数，以及如权利要求1至7任意一项所述的LED短路保护电路；

其中，所述LED短路保护电路的第一连接端连接所述正极输出端，所述LED短路保护电路的每一第二连接端对应连接一所述负极输出端。

9.一种灯具，其特征在于，包括：N组LED发光单元，以及如权利要求8所述的LED驱动电路，其中N为大于零的整数；

其中，所述LED驱动电路的正极输出端连接所述N组LED发光单元的正极输入，所述LED驱动电路的每一负极输出端对应连接一LED发光单元的负极输入。

10.根据权利要求9所述的灯具，其特征在于，

还包括无线通信模块，所述无线通信模块连接所述驱动信号输出单元的信号输入端；和/或

所述N组LED发光单元包括第一LED发光单元和第二LED发光单元，所述第一LED发光单元为暖光发光单元，所述第二LED发光单元为冷光发光单元。

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