專利名稱：短路保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種短路保護(hù)電路，主要用于LED恒流或恒壓電源中的短路保護(hù)和過載保護(hù)。
技術(shù)背景在單級反激式隔離輸出的LED電源中，輸出短路或過流情況下，經(jīng)常存在燒壞采樣電阻、損壞控制芯片、損壞開關(guān)管、電源打嗝以及短路功耗大等問題。尤其電源打嗝以及短路功耗大的問題尤為嚴(yán)重。常見的保護(hù)方法均采用PWM控制芯片自帶的過流/短路/過壓/過溫等保護(hù)接ロ。若采用的PWM芯片無此類保護(hù)功能時(shí)，需要采用其他方法來保護(hù)。常用的短路保護(hù)采用PWM控制芯片自身的閉環(huán)反饋回路，由于受到反饋環(huán)路速度的限制，經(jīng)常會出現(xiàn)打嗝以及功耗大等現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是設(shè)計(jì)ー種短路保護(hù)電路，降低了短路功耗，解決電源打嗝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出ー種短路保護(hù)電路，包括，光I禹隔離電路，其輸入端VCCl輸入來自LED電源的輸出電壓；保護(hù)開關(guān)電路，其輸入端連接光耦隔離電路，其輸出端連接LED電源的PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM ；當(dāng)LED電源短路，其輸出電壓下降時(shí)，光耦隔離電路截止，使保護(hù)開關(guān)電路導(dǎo)通，將PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM拉低至低電位，使PWM控制芯片關(guān)斷，停止工作，或者，直接關(guān)斷PWM控制芯片的PWM輸出，從而快速保護(hù)電源，實(shí)現(xiàn)低成本的過流保護(hù)和短路保護(hù)。還可包括穩(wěn)壓電路，所述LED電源的輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓電路輸入光耦隔離電路的輸入端VCCI。本實(shí)用新型還提出一種短路保護(hù)電路，包括，光耦隔離電路，其輸入端V-輸入來自LED電源采樣電阻Rsl上的電壓，其輸入端VCCl輸入來自LED電源的輸出電壓；保護(hù)開關(guān)電路，其輸入端連接光耦隔離電路，其輸出端連接LED電源的PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM ；當(dāng)LED電源短路過載，其采樣電阻Rsl上的電壓上升時(shí)，光耦隔離電路導(dǎo)通，使保護(hù)開關(guān)電路導(dǎo)通，將PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM拉低至低電位。還可包括穩(wěn)壓電路，所述LED電源的輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓電路輸入光耦隔離電路的輸入端VCCI。本實(shí)用新型由于采用了光耦隔離電路和保護(hù)開關(guān)電路，利用短路/過載瞬間，LED電源的輸出電壓急速下降至零電壓或低電壓，采樣電阻Rsl電壓上升的原理，通過光耦隔離電路控制保護(hù)開關(guān)電路，進(jìn)而控制LED電源原邊的PWM控制芯片的供電電源VCC或者PWM控制芯片的PWM輸出，利用PWM控制芯片普遍具有的VCC欠壓關(guān)斷功能，或直接關(guān)斷PWM控制芯片的PWM輸出，快速切斷LED電源原邊的輸出，從而實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)和過載保護(hù)。
圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一的連接示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的電路方框示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的穩(wěn)壓電路的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一的光耦隔離電路和保護(hù)開關(guān)電路的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二或?qū)嵤├倪B接示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二或?qū)嵤├碾娐贩娇蚴疽鈭D；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例二的光耦隔離電路和保護(hù)開關(guān)電路的電路原理圖；圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例三的光耦隔離電路和保護(hù)開關(guān)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例一如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例一包括，穩(wěn)壓電路，LED電源的輸出電壓V+經(jīng)穩(wěn)壓電路輸入光稱隔離電路的輸入端VCCl ；光耦隔離電路；保護(hù)開關(guān)電路，其輸入端連接光耦隔離電路，其輸出端連接LED電源的PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM ；當(dāng)LED電源短路，其輸出電壓下降時(shí)，光耦隔離電路截止，使保護(hù)開關(guān)電路導(dǎo)通，將PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM拉低至低電位，使PWM控制芯片關(guān)斷，停止工作，或者，直接關(guān)斷PWM控制芯片的PWM輸出，從而快速保護(hù)電源。如圖3所示為實(shí)施例一的穩(wěn)壓電路的電路原理圖，可直接使用電源內(nèi)部電路的VCCl整流模塊。如圖4所示，為實(shí)施例一的光耦隔離電路和保護(hù)開關(guān)電路的電路原理圖，光耦隔離電路包括光耦Ul和電阻R2，保護(hù)開關(guān)電路包括電阻R3、NPN三極管Q2和穩(wěn)壓管DZ1，光耦隔離電路的輸入端VCCl經(jīng)電阻R2連接光耦Ul發(fā)光二極管的陽極，陰極接LED電源輸出端的地，輔助線圈供電電壓端+Vg，也可以用PWM控制芯片的電源端VCC，經(jīng)電阻R3連接光耦Ul接收三極管的集電極，并連接NPN三極管Q2的基極，光耦Ul接收三極管的發(fā)射極接LED電源輸入端的地，NPN三極管Q2的集電極連接PWM控制芯片的電源端VCC，發(fā)射極經(jīng)穩(wěn)壓管DZl連接LED電源輸入端的地。如沒有采用穩(wěn)壓管DZl，則是NPN三極管Q2的發(fā)射極接LED電源輸入端的地。采用穩(wěn)壓管DZl，三極管Q2導(dǎo)通時(shí)，VCC下降至穩(wěn)壓管DZl的擊穿電壓，該擊穿電壓值已能使PWM控制芯片停止工作。輸出短路或重負(fù)載時(shí)，LED電源的輸出電壓V+快速降低，導(dǎo)致光耦隔離電路的輸入端VCCl電壓降低，光耦Ul關(guān)斷，三極管Q2導(dǎo)通，VCC通過三極管Q2快速放電，PWM控制芯片停止工作，從而快速保護(hù)電源，實(shí)現(xiàn)低成本的過流保護(hù)和短路保護(hù)。[0034]實(shí)施例ニ和實(shí)施例三如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型實(shí)施例ニ或?qū)嵤├?，穩(wěn)壓電路，LED電源的輸出電壓V+經(jīng)穩(wěn)壓電路輸入光稱隔離電路的輸入端VCCl ；光耦隔離電路，其輸入端V-輸入來自LED電源采樣電阻Rsl上的電壓；保護(hù)開關(guān)電路，其輸入端連接光耦隔離電路，其輸出端連接LED電源的PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM ；當(dāng)LED電源短路過載，其采樣電阻Rsl上的電壓上升時(shí)，光耦隔離電路導(dǎo)通，使保護(hù)開關(guān)電路導(dǎo)通，將PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM拉低至低電位。實(shí)施例ニ或?qū)嵤├姆€(wěn)壓電路和實(shí)施例一的穩(wěn)壓電路相同。如圖7所示，為實(shí)施例ニ的光耦隔離電路和保護(hù)開關(guān)電路的電路原理圖，光耦隔離電路包括光耦仍、電阻1 3、1 4、1 5、1 6、1 9、1 11、電容03、〇4和TL431基準(zhǔn)U2、U4 ;保護(hù)開關(guān)電路包括電阻RIO、NPN三極管Q2和穩(wěn)壓管DZ1，電阻R4、R5和R9依次串聯(lián)后連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和輸入端V-之間，TL431基準(zhǔn)U2的參考電壓輸入端連接其陰極端后連接電阻R4和R5的連接點(diǎn)，TL431基準(zhǔn)U2的陽極端連接LED電源輸出端的地，以提供+2. 5V的基準(zhǔn)電壓，電容C4連接在電阻R4和R5的連接點(diǎn)和LED電源輸出端的地之間，用以濾波，電阻R5和R9的連接點(diǎn)連接TL431基準(zhǔn)U4的參考電壓輸入端，TL431基準(zhǔn)U4的陰極端連接光耦Ul發(fā)光二極管的陰極，陽極端連接LED電源輸出端的地，電阻R6連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和光耦Ul發(fā)光二極管的陽極之間，電阻Rll和電容C3串聯(lián)后和電阻R6并聯(lián)，PWM控制芯片的電源端VCC，也可以采用輔助線圈供電電壓端+Vg，連接光耦Ul接收三極管的集電極，光耦Ul接收三極管的發(fā)射極經(jīng)電阻RlO連接NPN三極管Q2的基極，并經(jīng)電阻R3連接LED電源輸入端的地，NPN三極管Q2的集電極連接PWM控制芯片的電源端VCC，發(fā)射極經(jīng)穩(wěn)壓管DZl連接LED電源輸入端的地。如沒有采用穩(wěn)壓管DZl，則是NPN三極管Q2的發(fā)射極接LED電源輸入端的地。當(dāng)輸出短路或負(fù)載過重時(shí)，流過采樣電阻Rsl的電流快速増加，V-端電壓升高，使得TL431基準(zhǔn)U4導(dǎo)通，光耦Ul導(dǎo)通，三極管Q2導(dǎo)通工作，導(dǎo)致VCC快速放電，使得PWM控制芯片停止工作，從而快速保護(hù)電源。實(shí)施例ニ與實(shí)施例一目的相同，均為快速釋放VCC電壓，從而關(guān)斷PWM控制芯片，而光耦工作狀態(tài)相反。如圖8所示，為實(shí)施例三的光耦隔離電路和保護(hù)開關(guān)電路的電路原理圖，光耦隔離電路包括光耦 U3、電阻 R4、R5、R6、R7、R9、RlO、Rl I、TL431 基準(zhǔn) U2、U4 和電容 C2、C3、C4 ;保護(hù)開關(guān)電路包括電阻R8、R12和場效應(yīng)管Q4，電阻R4、R5和R9依次串聯(lián)后連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和輸入端V-之間，TL431基準(zhǔn)U2的參考電壓輸入端連接其陰極端后連接電阻R4和R5的連接點(diǎn)，TL431基準(zhǔn)U2的陽極端連接LED電源輸出端的地，以提供+2. 5V的基準(zhǔn)電壓，電容C4連接在電阻R4和R5的連接點(diǎn)和LED電源輸出端的地之間，用以濾波，電阻R5和R9的連接點(diǎn)連接TL431基準(zhǔn)U4的參考電壓輸入端，TL431基準(zhǔn)U4的陰極端連接光耦U3發(fā)光二極管的陰極，陽極端連接LED電源輸出端的地，電阻R6連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和光耦U3發(fā)光二極管的陽極之間，電阻Rll和電容C3串聯(lián)后和電阻R6并聯(lián)，輔助線圈供電電壓端+Vg，也可以采用PWM控制芯片的電源端VCC，連接光耦U3接收三極管的集電極，光耦U3接收三極管的發(fā)射極經(jīng)電阻R12連接場效應(yīng)管Q4的柵極，并經(jīng)電阻R7連接LED電源輸入端的地，電阻RlO和電容C2串聯(lián)后和電阻R7并聯(lián)，場效應(yīng)管Q4的漏極經(jīng)電阻R8連接PWM控制芯片的脈寬調(diào)制信號輸出端PWM，源極連接LED電源輸入端的地。當(dāng)LED電源輸出過載或短路時(shí)，采樣電阻Rsl電壓升高，TL431基準(zhǔn)U4導(dǎo)通、光耦U3導(dǎo)通，電容C2充電，場效應(yīng)管Q4導(dǎo)通，從而關(guān)斷PWM控制芯片的脈寬調(diào)制信號輸出端PWM的輸出。注在實(shí)施例二和實(shí)施例三中，TL431基準(zhǔn)U2提供2. 5V基準(zhǔn)電壓。電阻R5、R9分壓，當(dāng)V-端采樣電阻Rsl電壓>=2. 5X1/11 = 0. 23V = 230mV時(shí)，TL431基準(zhǔn)U4動作，對應(yīng)的過載電流^ 0. 23/Rsl，若Rsl = I Q，對應(yīng)過載電流=230mA。
權(quán)利要求1.短路保護(hù)電路，其特征在干包括， 光耦隔離電路，其輸入端VCCl輸入來自LED電源的輸出電壓； 保護(hù)開關(guān)電路，其輸入端連接光耦隔離電路，其輸出端連接LED電源的PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM ； 當(dāng)LED電源短路，其輸出電壓下降時(shí)，光耦隔離電路截止，使保護(hù)開關(guān)電路導(dǎo)通，將PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM拉低至低電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的短路保護(hù)電路，其特征在于還包括穩(wěn)壓電路，所述LED電源的輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓電路輸入光耦隔離電路的輸入端VCCl。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述光耦隔離電路包括光耦Ul和電阻R2，保護(hù)開關(guān)電路包括電阻R3和NPN三極管Q2，光耦隔離電路的輸入端VCCl經(jīng)電阻R2連接光耦Ul發(fā)光二極管的陽極，陰極接LED電源輸出端的地，輔助線圈供電電壓端+Vg或PWM控制芯片的電源端VCC經(jīng)電阻R3連接光耦Ul接收三極管的集電極，并連接NPN三極管Q2的基板，光耦Ul接收三極管的發(fā)射極接LED電源輸入端的地，NPN三極管Q2的集電極連接PWM控制芯片的電源端VCC，發(fā)射極接LED電源輸入端的地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述保護(hù)開關(guān)電路還包括穩(wěn)壓管DZl，所述NPN三極管Q2的發(fā)射極經(jīng)穩(wěn)壓管DZl連接LED電源輸入端的地。
5.短路保護(hù)電路，其特征在于包括， 光耦隔離電路，其輸入端V-輸入來自LED電源采樣電阻Rsl上的電壓，其輸入端VCCl輸入來自LED電源的輸出電壓； 保護(hù)開關(guān)電路，其輸入端連接光耦隔離電路，其輸出端連接LED電源的PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM ； 當(dāng)LED電源短路過載，其采樣電阻Rsl上的電壓上升時(shí)，光耦隔離電路導(dǎo)通，使保護(hù)開關(guān)電路導(dǎo)通，將PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM拉低至低電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的短路保護(hù)電路，其特征在于還包括穩(wěn)壓電路，所述LED電源的輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓電路輸入光耦隔離電路的輸入端VCCl。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述光耦隔離電路包括光耦U1、電阻R3、R4、R5、R6、R9和TL431基準(zhǔn)U2、U4 ;保護(hù)開關(guān)電路包括電阻RlO和NPN三極管Q2，電阻R4、R5和R9依次串聯(lián)后連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和輸入端V-之間，TL431基準(zhǔn)U2的參考電壓輸入端連接其陰極端后連接電阻R4和R5的連接點(diǎn)，TL431基準(zhǔn)U2的陽極端連接LED電源輸出端的地，以提供+2. 5V的基準(zhǔn)電壓，電阻R5和R9的連接點(diǎn)連接TL431基準(zhǔn)U4的參考電壓輸入端，TL431基準(zhǔn)U4的陰極端連接光耦Ul發(fā)光二極管的陰極，陽極端連接LED電源輸出端的地，電阻R6連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和光耦Ul發(fā)光二極管的陽極之間，輔助線圈供電電壓端+Vg或PWM控制芯片的電源端VCC連接光耦Ul接收三極管的集電極，光耦Ul接收三極管的發(fā)射極經(jīng)電阻RlO連接NPN三極管Q2的基板，并經(jīng)電阻R3連接LED電源輸入端的地，NPN三極管Q2的集電極連接PWM控制芯片的電源端VCC，發(fā)射極接LED電源輸入端的地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述光耦隔離電路還包括電阻Rll和電容C3，電阻Rll和電容C3串聯(lián)后和電阻R6并聯(lián)；所述保護(hù)開關(guān)電路還包括穩(wěn)壓管DZl，所述NPN三極管Q2的發(fā)射極經(jīng)穩(wěn)壓管DZl連接LED電源輸入端的地。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述光耦隔離電路包括光耦U3、電阻R4、R5、R6、R7、R9、RIO、TL431基準(zhǔn)U2、U4和電容C2 ;保護(hù)開關(guān)電路包括電阻R8、R12和場效應(yīng)管Q4，電阻R4、R5和R9依次串聯(lián)后連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和輸入端V-之間，TL431基準(zhǔn)U2的參考電壓輸入端連接其陰極端后連接電阻R4和R5的連接點(diǎn)，TL431基準(zhǔn)U2的陽極端連接LED電源輸出端的地，以提供+2. 5V的基準(zhǔn)電壓，電阻R5和R9的連接點(diǎn)連接TL431基準(zhǔn)U4的參考電壓輸入端，TL431基準(zhǔn)U4的陰極端連接光耦U3發(fā)光二極管的陰極，陽極端連接LED電源輸出端的地，電阻R6連接在光耦隔離電路的輸入端VCCl和光耦U3發(fā)光二極管的陽極之間，輔助線圈供電電壓端+Vg或PWM控制芯片的電源端VCC連接光耦U3接收三極管的集電極，光耦U3接收三極管的發(fā)射極經(jīng)電阻R12連接場效應(yīng)管Q4的柵極，并經(jīng)電阻R7連接LED電源輸入端的地，電阻RlO和電容C2串聯(lián)后和電阻R7并聯(lián)，場效應(yīng)管Q4的漏極經(jīng)電阻R8連接PWM控制芯片的脈寬調(diào)制信號輸出端PWM，源極連接LED電源輸入端的地。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的短路保護(hù)電路，其特征在于所述光耦隔離電路還包括電阻Rll和電容C3，電阻Rll和電容C3串聯(lián)后和電阻R6并聯(lián)。
專利摘要一種短路保護(hù)電路，包括，光耦隔離電路，輸入端VCC1輸入來自LED電源的輸出電壓，可同時(shí)輸入端V-輸入來自LED電源采樣電阻Rs1的電壓；保護(hù)開關(guān)電路，其輸入端連接光耦隔離電路，其輸出端連接LED電源的PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM；當(dāng)LED電源短路，其輸出電壓下降時(shí)，或當(dāng)LED電源短路過載，其采樣電阻Rs1的電壓上升時(shí)，光耦隔離電路截止或?qū)?，使保護(hù)開關(guān)電路導(dǎo)通，將PWM控制芯片的電源端VCC或脈寬調(diào)制信號輸出端PWM拉低至低電位，使PWM控制芯片關(guān)斷，停止工作，或者，直接關(guān)斷PWM控制芯片的PWM輸出，從而快速保護(hù)電源。本實(shí)用新型降低了短路功耗，解決了電源打嗝。
文檔編號H02H3/08GK202424102SQ20112048572
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者武果, 潘國齊, 肖國龍, 邵仲儀, 郭狀龍, 龍季亮, 龔正平 申請人:中國科學(xué)院廣州電子技術(shù)研究所, 佛山市順德區(qū)嘉信燈飾有限公司