CN219697955U - 一种用于led电源多路输出过电流和短路保护的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，包括电源主电路、主控电路、驱动电路、过电流和短路检测电路、电阻R1以及MOS管Q1‑2；通过上述结构能够在第一LED灯和第二LED灯负载量过大或短路时，电流通过电阻R1产生压降信号，拉低MOS管Q1‑2的驱动信号，进而保护MOS管Q1‑2，过电流和短路检测电路向MOS管Q1‑2发送恢复驱动信号，并在第一LED灯和第二LED灯的过电流和短路故障期间重复以上操作，直到故障排除。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED电源电路以及控制器领域，特别涉及一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路。
背景技术
目前LED电源在市场上应用非常广泛，单路输出的LED电源已经满足不了市场需求了，很多厂家已经出了双色温LED电源和RGB多路LED电源等；而大部分LED电源在多路输出短路检测，都是采用单片机检测故障信号后，再逐一关断输出驱动信号，经过单片机检测后再到关断输出驱动信号需要一段时间，反应不够及时，在输出电压较高(36V,48V等以上的电压)时，输出短路很容易烧毁输出功率器件，特别是在脉宽(PWM)信号占空比较小的时候短路，这时会检测不到短路，导致输出功率器件烧毁，而且出现长时间短路的情况下，也很容易烧毁输出功率器件，因此，急需一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路。
本实用新型的一种实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，包括电源主电路、主控电路、驱动电路、过电流和短路检测电路、电阻R1以及MOS管Q1-2；
电源主电路的输入端接入火线L和零线N，电源主电路输出VCC端、V+端和GND端，电阻R1的一端与电源主电路的GND端连接，电阻R1的另一端分别与过电流和短路检测电路、MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极连接，第一LED灯的分别与电源主电路的V+端以及MOS管Q1的漏极连接，第二LED灯的分别与电源主电路的V+端以及MOS管Q2的漏极连接；
主控电路的输出端与驱动电路连接；
驱动电路分别与过电流和短路检测电路、MOS管Q1的栅极以及MOS管Q2的栅极连接。
进一步地，过电流和短路检测电路包括运算放大器U3A、运算放大器U3B、三极管Q5-6、三极管Q8-9、二极管D1-3、二极管D5-6、电阻R2-5、电阻R7-8、电阻R12、电阻R15-16以及电阻R23；
运算放大器U3A的正相输入端与电阻R1以及MOS管Q1的源极连接，运算放大器U3A的反相输入端经电阻R15与GND端连接以及经电阻R12与运算放大器U3A的输出端以及电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端分别与三极管Q8的基极以及三极管Q9的基极连接，三极管Q9的集电极经电阻R23分别与二极管Q5的阴极和二极管Q6的阴极连接，二极管Q5的阳极和二极管D6的阳极与驱动电路连接，三极管Q8的集电极分别与电阻R5的一端、电阻R7的一端以及运算放大器U3B的正相输入端连接，电阻R5的另一端与VCC端以及经电阻R3分别与电阻R2的一端、运算放大器U3B的反相输入端以及三极管Q6的集电极连接，运算放大器U3B的输出端分别与二极管Q1的阴极、二极管Q2的阴极、电阻R4的一端、电阻R7的另一端以及二极管D3的阴极连接，二极管D1的阳极和二极管D2的阳极与所述驱动电路连接，电阻R4的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极分别与三极管Q6的基极以及三极管Q5的集电极连接，二极管D3的阳极经电阻R8与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与VCC端连接，三极管Q3的发射极、三极管Q6的发射极、三极管Q8的发射极、三极管Q9的发射极以及电阻R2的另一端与GND端连接。
进一步地，一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路还包括电阻R9和电容C1，电阻R9的一端与三极管Q5的集电极连接，电阻R9的另一端分别与三极管Q3的集电极、三极管Q6的基极以及电容C1的一端连接，电容C1的另一端与GND端连接。
进一步地，一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路还包括电阻R19和电容C2，电阻R19的一端与电阻R1以及MOS管Q1的源极连接，电阻R19的另一端与运算放大器U3A的正相输入端连接以及经电容C2与GND端连接。
进一步地，驱动电路包括驱动放大器U1-2、电阻R10-11、电阻R17以及电阻R22，主控电路的输出端通过电阻R17与驱动放大器U1的正相输入端连接以及通过电阻R22与驱动放大器U2的正相输入端连接，驱动放大器U1的反相输入端和驱动放大器U2的反相输入端与VCC端连接，驱动放大器U1的输出端经电阻R10与MOS管Q1的栅极连接，驱动放大器U2的输出端经电阻R11与MOS管Q2的栅极连接。
进一步地，一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路还包括电阻R13-14，电阻R13的一端与VCC端连接，电阻R13的另一端与驱动放大器U1的反相输入端连接以及经电阻R14与GND端连接。
进一步地，一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路还包括电阻R20-21，电阻R20的一端与VCC端连接，电阻R20的另一端与驱动放大器U2的反相输入端连接以及经电阻R21与GND端连接。
本实用新型的有益效果：一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，包括电源主电路、主控电路、驱动电路、过电流和短路检测电路、电阻R1以及MOS管Q1-2；电源主电路的输入端接入火线L和零线N，电源主电路输出VCC端、V+端和GND端，电阻R1的一端与电源主电路的GND端连接，电阻R1的另一端分别与过电流和短路检测电路、MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极连接，第一LED灯的分别与电源主电路的V+端以及MOS管Q1的漏极连接，第二LED灯的分别与电源主电路的V+端以及MOS管Q2的漏极连接；主控电路的输出端与驱动电路连接；驱动电路分别与过电流和短路检测电路、MOS管Q1的栅极以及MOS管Q2的栅极连接；通过上述结构能够在第一LED灯和第二LED灯负载量过大或短路时，电流通过电阻R1产生压降信号，拉低MOS管Q1-2的驱动信号，进而保护MOS管Q1-2，过电流和短路检测电路向MOS管Q1-2发送恢复驱动信号，并在第一LED灯和第二LED灯的过电流和短路故障期间重复以上操作，直到故障排除。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路的原理框图；
图2为一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路原理图。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
在本实用新型的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
参照图1至图2，一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，包括电源主电路、主控电路、驱动电路、过电流和短路检测电路、电阻R1以及MOS管Q1-2；
电源主电路的输入端接入火线L和零线N，电源主电路输出VCC端、V+端和GND端，电阻R1的一端与电源主电路的GND端连接，电阻R1的另一端分别与过电流和短路检测电路、MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极连接，第一LED灯的分别与电源主电路的V+端以及MOS管Q1的漏极连接，第二LED灯的分别与电源主电路的V+端以及MOS管Q2的漏极连接；
主控电路的输出端与驱动电路连接；
驱动电路分别与过电流和短路检测电路、MOS管Q1的栅极以及MOS管Q2的栅极连接。
过电流和短路检测电路包括运算放大器U3A、运算放大器U3B、三极管Q5-6、三极管Q8-9、二极管D1-3、二极管D5-6、电阻R2-5、电阻R7-8、电阻R12、电阻R15-16以及电阻R23；
运算放大器U3A的正相输入端与电阻R1以及MOS管Q1的源极连接，运算放大器U3A的反相输入端经电阻R15与GND端连接以及经电阻R12与运算放大器U3A的输出端以及电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端分别与三极管Q8的基极以及三极管Q9的基极连接，三极管Q9的集电极经电阻R23分别与二极管Q5的阴极和二极管Q6的阴极连接，二极管Q5的阳极和二极管D6的阳极与驱动电路连接，三极管Q8的集电极分别与电阻R5的一端、电阻R7的一端以及运算放大器U3B的正相输入端连接，电阻R5的另一端与VCC端以及经电阻R3分别与电阻R2的一端、运算放大器U3B的反相输入端以及三极管Q6的集电极连接，运算放大器U3B的输出端分别与二极管Q1的阴极、二极管Q2的阴极、电阻R4的一端、电阻R7的另一端以及二极管D3的阴极连接，二极管D1的阳极和二极管D2的阳极与所述驱动电路连接，电阻R4的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极分别与三极管Q6的基极以及三极管Q5的集电极连接，二极管D3的阳极经电阻R8与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与VCC端连接，三极管Q3的发射极、三极管Q6的发射极、三极管Q8的发射极、三极管Q9的发射极以及电阻R2的另一端与GND端连接。
本实用新型的工作原理如下：
当系统上电时，电源供电电路由输入火线端子L和输入零线端子N将接收到的交流输入电压传递到电源主电路的输入两端，再经电源主电路处理后，分别输出电源供电端子V+和电源供电端子VCC，主控电路输出驱动信号通过电阻R17和电阻R22来分别连接到驱动放大器U1的正相输入端和驱动放大器U2的正相输入端，驱动放大器U1和驱动放大器U2将驱动信号放大后，通过驱动放大器U1的输出端和驱动放大器U2的输出端输出驱动信号，分别经过电阻R10和R11驱动NMOS管Q1和NMOS管Q2，导通第一LED灯和第二LED灯；
而电源供电端子VCC分别通过电阻R13和电阻R14以及电阻R20和电阻R21的分压后连接到驱动放大器U1的反相输入端和驱动放大器U2的反相输入端，用于作为基准参考电压，当第一LED灯和第二LED灯负载量过大，或者第一LED灯和第二LED灯短路时，电流通过电阻R1产生压降信号，压降信号经过电阻R19和电容C2的滤波后连接到运算放大器U3A的正相输入端，经过运算放大器U3A放大后，通过电阻R16分别导通NPN三极管Q8和NPN三极管Q9，NPN三极管Q9分别通过二极管D5、二极管D6和电阻R23拉低NMOS管Q1和NMOS管Q2的驱动信号，从而保护NMOS管Q1和NMOS管Q2，可根据需求来设置电阻R12和电阻R15的阻值，以确定运算放大器U3A的放大倍数；
同时NPN三极管Q8拉低运算放大器U3B的正相输入端，此时运算放大器U3B的反相输入端的电平比运算放大器U3B的正相输入端电平高，运算放大器U3B的输出端输出低电平信号，分别通过二极管D1和二极管D2拉低驱动放大器U1和驱动放大器U2的输入驱动信号，关闭驱动放大器U1和驱动放大器U2的输出驱动信号，保护NMOS管Q1和NMOS管Q2；同时电压供电端子VCC通过PNP三极管Q5的发射极和PNP三极管Q5的集电极，经过电阻R8和二极管D3连接到运算放大器的输出端，产生压差，导通PNP三极管Q5，PNP三极管Q5的集电极输出信号通过电阻R9和电容C1进行滤波后导通NPN三极管Q6，NPN三极管Q6拉低运算放大器U3B的反相输入端电压，此时运算放大器U3B的正相输入端电平比运算放大器U3B的反相输入端电平高，运算放大器U3B的输出端输出高电平信号，高电平信号通过电阻R4导通NPN三极管Q3，NPN三极管Q3拉低电容C1上的电压，并且高电平信号通过电阻R7反馈到运算放大器U3B的正相输入端，让运算放大器U3B的输出端维持输出高电平信，同时NMOS管Q1和NMOS管Q2恢复驱动信号，如果第一LED灯和第二LED灯过电流和短路故障还未排除，电路会继续重复以上操作，直到故障排除。
一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路还包括电阻R9和电容C1，电阻R9的一端与三极管Q5的集电极连接，电阻R9的另一端分别与三极管Q3的集电极、三极管Q6的基极以及电容C1的一端连接，电容C1的另一端与GND端连接；还包括电阻R19和电容C2，电阻R19的一端与电阻R1以及MOS管Q1的源极连接，电阻R19的另一端与运算放大器U3A的正相输入端连接以及经电容C2与GND端连接。
驱动电路包括驱动放大器U1-2、电阻R10-11、电阻R17以及电阻R22，主控电路的输出端通过电阻R17与驱动放大器U1的正相输入端连接以及通过电阻R22与驱动放大器U2的正相输入端连接，驱动放大器U1的反相输入端和驱动放大器U2的反相输入端与VCC端连接，驱动放大器U1的输出端经电阻R10与MOS管Q1的栅极连接，驱动放大器U2的输出端经电阻R11与MOS管Q2的栅极连接。
一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路还包括电阻R13-14，电阻R13的一端与VCC端连接，电阻R13的另一端与驱动放大器U1的反相输入端连接以及经电阻R14与GND端连接；还包括电阻R20-21，电阻R20的一端与VCC端连接，电阻R20的另一端与驱动放大器U2的反相输入端连接以及经电阻R21与GND端连接。
当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，其特征在于：包括电源主电路、主控电路、驱动电路、过电流和短路检测电路、电阻R1以及MOS管Q1-2；
所述电源主电路的输入端接入火线L和零线N，所述电源主电路输出VCC端、V+端和GND端，电阻R1的一端与所述电源主电路的GND端连接，电阻R1的另一端分别与所述过电流和短路检测电路、MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极连接，第一LED灯的分别与所述电源主电路的V+端以及MOS管Q1的漏极连接，第二LED灯的分别与所述电源主电路的V+端以及MOS管Q2的漏极连接；
所述主控电路的输出端与所述驱动电路连接；
所述驱动电路分别与所述过电流和短路检测电路、MOS管Q1的栅极以及MOS管Q2的栅极连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，其特征在于：所述过电流和短路检测电路包括运算放大器U3A、运算放大器U3B、三极管Q5-6、三极管Q8-9、二极管D1-3、二极管D5-6、电阻R2-5、电阻R7-8、电阻R12、电阻R15-16以及电阻R23；
所述运算放大器U3A的正相输入端与电阻R1以及MOS管Q1的源极连接，运算放大器U3A的反相输入端经电阻R15与GND端连接以及经电阻R12与运算放大器U3A的输出端以及电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端分别与三极管Q8的基极以及三极管Q9的基极连接，三极管Q9的集电极经电阻R23分别与二极管Q5的阴极和二极管Q6的阴极连接，二极管Q5的阳极和二极管D6的阳极与所述驱动电路连接，三极管Q8的集电极分别与电阻R5的一端、电阻R7的一端以及运算放大器U3B的正相输入端连接，电阻R5的另一端与VCC端以及经电阻R3分别与电阻R2的一端、运算放大器U3B的反相输入端以及三极管Q6的集电极连接，运算放大器U3B的输出端分别与二极管Q1的阴极、二极管Q2的阴极、电阻R4的一端、电阻R7的另一端以及二极管D3的阴极连接，二极管D1的阳极和二极管D2的阳极与所述驱动电路连接，电阻R4的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极分别与三极管Q6的基极以及三极管Q5的集电极连接，二极管D3的阳极经电阻R8与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与VCC端连接，三极管Q3的发射极、三极管Q6的发射极、三极管Q8的发射极、三极管Q9的发射极以及电阻R2的另一端与GND端连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，其特征在于：还包括电阻R9和电容C1，电阻R9的一端与三极管Q5的集电极连接，电阻R9的另一端分别与三极管Q3的集电极、三极管Q6的基极以及电容C1的一端连接，电容C1的另一端与GND端连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，其特征在于：还包括电阻R19和电容C2，电阻R19的一端与电阻R1以及MOS管Q1的源极连接，电阻R19的另一端与运算放大器U3A的正相输入端连接以及经电容C2与GND端连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，其特征在于：所述驱动电路包括驱动放大器U1-2、电阻R10-11、电阻R17以及电阻R22，所述主控电路的输出端通过电阻R17与驱动放大器U1的正相输入端连接以及通过电阻R22与驱动放大器U2的正相输入端连接，驱动放大器U1的反相输入端和驱动放大器U2的反相输入端与VCC端连接，驱动放大器U1的输出端经电阻R10与MOS管Q1的栅极连接，驱动放大器U2的输出端经电阻R11与MOS管Q2的栅极连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，其特征在于：还包括电阻R13-14，电阻R13的一端与VCC端连接，电阻R13的另一端与驱动放大器U1的反相输入端连接以及经电阻R14与GND端连接。
7.根据权利要求5所述的一种用于LED电源多路输出过电流和短路保护的电路，其特征在于：还包括电阻R20-21，电阻R20的一端与VCC端连接，电阻R20的另一端与驱动放大器U2的反相输入端连接以及经电阻R21与GND端连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |