一种逻辑保护放大式蓝光led灯保护系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器P1和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器U1和脉冲比较器U2，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3及场效应管MOS4，以及串接在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间的振荡器组成，其特征在于，在脉冲比较器U1的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间还串接有逻辑保护放大电路。本发明不仅具有短路保护、过压保护及开路保护的功能，而且其功耗较低，仅为传统保护电路功耗的1/3。
【专利说明】一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED保护电路，具体是指一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统。
【背景技术】
[0002]目前，由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，其已经成为了人们生活照明的主流产品之一。由于LED灯不同于传统的白炽灯，其需要由专用的驱动电路来进行驱动，因此市面上便出现了各式各样的用于防止驱动系统免受内部或外部不利因素干扰的保护系统。
[0003]虽然这些保护系统大多都具备短路保护功能和过热保护功能，但这些保护系统的结构往往都比较复杂，其维修难度较大。同时，这些保护系统的能耗较高，能有效避免LED灯驱动电路自身电路影响的力度较差，不能有效的整个驱动电路进行保护。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服目前LED灯保护系统所存在的结构复杂、能耗较高，以及全面保护力度较差的缺陷，提供一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种逻辑保护放大式蓝光LED灯保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器Pi和功率放大器P2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器Ul和脉冲比较器U2，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管M0S1、场效应管M0S2、场效应管M0S3及场效应管M0S4，以及串接在脉冲比较器Ul的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间的振荡器组成。同时，在脉冲比较器Ul的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端之间还串接有逻辑保护放大电路；所述场效应管MOSl的源极与脉冲比较器Ul的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管M0S2的源极相连接；场效应管M0S3的源极与脉冲比较器U2的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管M0S4的源极相连接；所述场效应管M0S2的栅极还与功率放大器Pl的正极输入端相连接，其漏极接地；所述场效应管M0S4的栅极还与功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地；所述功率放大器Pl和功率放大器P2的负极输入端均接地。
[0006]所述逻辑保护放大电路主要由功率放大器P3，功率放大器P4，与非门IC7，与非门IC8，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R16后与与非门IC8的负极输入端相连接的极性电容C9，一端与与非门IC7的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的正极输入端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R14，一端与与非门IC7的输出端相连接、另一端与功率放大器P4的负极输入端相连接的电阻R15，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C10，正极与与非门I CS的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管D7和电阻R17后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C11，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极顺次经电阻R19和电阻R18后与稳压二极管D7和电阻R17的连接点相连接的二极管D8，以及N极与电容Cl I的负极相连接、P极与二极管D8和电阻R19的连接点相连接的稳压二极管D9组成；所述与非门IC7的正极输入端与功率放大器P3的负极输入端相连接；功率放大器P4的输出端与非门IC8的正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器P3的输出端相连接；所述极性电容C9的正极与脉冲比较器Ul的负极输入端相连接，而电阻R18与电阻R19的连接点则与脉冲比较器U2的负极输入端相连接。
[0007]进一步地，所述的栅极驱动电路由变压器T，驱动芯片M，串接于驱动芯片M的VCC管脚与INP管脚之间的开关电流源，串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间的二极管Dl，串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间的电容C3，串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间的电阻R7，以及基极与驱动芯片M的TG管脚相连接、集电极顺次经电容C4和电容C5后接地、而发射极接地的晶体管Q4组成；所述变压器T的原边线圈的同名端与电容C4和电容C5的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接后接地；同时，晶体管Q4的发射极还与驱动芯片M的TS管脚相连接，所述变压器T的副边线圈上设有抽头Yl和抽头Y2 ;所述场效应管MOSl的栅极与副边线圈的同名端相连接，场效应管M0S4的栅极与副边线圈的非同名端相连接，场效应管M0S2的栅极与抽头Yl相连接，而场效应管M0S3的栅极则与抽头Y2相连接。
[0008]所述的开关电流源由晶体管Ql，晶体管Q2,晶体管Q3,直流电源S，串接在晶体管Ql的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R1，串接在晶体管Ql的发射极与直流电源S的负极之间的RC滤波电路，串接在晶体管Ql的基极与直流电源S的负极之间的电阻R2，与直流电源S相并联的电阻R5，串接在晶体管Q3的发射极与直流电源S的负极之间的电阻R6，串接在晶体管Q3的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R4，以及正极与晶体管Q2的集电极相连接、负极与直流电源S的负极相连接的极性电容C2组成；所述晶体管Q2的基极还与晶体管Ql的集电极相连接，而晶体管Q3的基极则分别与晶体管Q2的发射极和直流电源S的正极相连接；所述驱动芯片M的VCC管脚与极性电容C2的正极相连接，而驱动芯片M的INP管脚则与极性电容C2的负极相连接。
[0009]所述逻辑控制电路由与非门IC4，输入端与与非门IC4的输出端相连接的非门IC5，输出端与与非门IC4的负极输入端相连接的非门IC3，以及与与非门IC4的正极输入端相连接的第一逻辑链路和第二逻辑链路组成。
[0010]所述第一逻辑链路由非门IC1，输入端与非门ICl的输出端相连接、输出端顺次经电阻R11、二极管D4后与与非门IC4的正极输入端相连接的非门IC2，与与非门IC4的正极输入端相连接的滤波延时电路，P极与非门ICl的输入端相连接、N极顺次经电阻R9和电容C6后与非门ICl的输入端相连接的二极管D2，以及与二极管D2相并联的电阻R8组成；所述电容C6与电阻R9的连接点接地，二极管D2的N极与功率放大器Pl的输出端相连接，非门IC2的输出端和非门IC5的输出端则均与功率放大器P2的输出端相连接。
[0011]所述的第二逻辑链路由异或门IC6，P极与与非门IC4的正极输入端相连接、N极与异或门IC6的第一输入端相连接的二极管D5，N极与非门IC3的输入端相连接、P极与脉冲比较器Ul的输出端相连接的二极管D3，与二极管D3相并联的电阻R10，正极与二极管D3的N极相连接、负极接地的电容C7，以及N极与异或门IC6的第一输入端相连接、P极与脉冲比较器Ul的输出端相连接的二极管D6组成；所述异或门IC6的第二输入端与非门IC5的输出端相连接，而异或门IC6的输出端则与脉冲比较器U2的输出端相连接。
[0012]所述滤波延时电路由电解电容C8，以及串接在电解电容C8的正极和负极之间的电阻R12组成；所述二极管D4的N极则与该电解电容CS的正极相连接。
[0013]为确保使用效果，所述驱动芯片M为LTC4440A集成芯片。
[0014]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
(I)本发明不仅具有短路保护、过压保护及开路保护的功能，而且其功耗较低，仅为传统保护电路功耗的1/3。
[0015](2)本发明设有开关电流源，因此能确保保护电路自身的用电需求，能有效的避免外部电磁干扰，提高控制的灵敏度和精度。
[0016](3)本发明采用LTC4440A集成芯片来作为驱动芯片，可禁止外部场效应管的启动，从而确保本发明不受外部电源的干扰。
[0017](4)本发明还具有欠压闭锁功能，能有效的克服传统保护电路的延迟效应。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的整体结构示意图。
[0019]图2为本发明的栅极驱动电路结构示意图。
[0020]图3为本发明的逻辑控制电路结构示意图。
[0021]图4为本发明的逻辑保护放大电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例
[0023]如图1所示，本发明所述的蓝光LED灯保护系统主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，振荡器，功率放大器P1，功率放大器P2，脉冲比较器U1，脉冲比较器U2，场效应管M0S1、场效应管M0S2、场效应管M0S3和场效应管M0S4，以及串接在脉冲比较器Ul与脉冲比较器U2之间的逻辑保护放大电路组成。
[0024]连接时，功率放大器Pl的输出端、功率放大器P2的输出端以及脉冲比较器Ul的输出端和脉冲比较器U2的输出端均与逻辑控制电路相连接，而振荡器的两个输出端则分别与脉冲比较器Ul的负极输入端和脉冲比较器U2的负极输入端相连接，以确保该振荡器能为脉冲比较器Ul和脉冲比较器U2提供PWM宽脉冲信号。所述的逻辑保护放大电路则串接在脉冲比较器Ul的负极输入端与脉冲比较器U2的负极输入端之间。
[0025]同时，该场效应管MOSl的源极与脉冲比较器Ul的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管M0S2的源极相连接；场效应管M0S3的源极与脉冲比较器U2的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管M0S4的源极相连接；所述场效应管M0S2的栅极还与功率放大器Pl的正极输入端相连接，其漏极接地；所述场效应管M0S4的栅极还与功率放大器P2的正极输入端相连接，其漏极接地；且功率放大器Pl的负极输入端和功率放大器P2的负极输入端均接地。
[0026]其中，场效应管MOSl与场效应管M0S2的连接点和场效应管M0S3与场效应管M0S4的连接点共同作为本发明的输出端，用于与外部的LED灯或者其他LED驱动系统相连接。
[0027]所述的栅极驱动电路用于向场效应管MOSl、场效应管M0S2、场效应管M0S3和场效应管M0S4提供驱动电压和控制驱动信号，其结构如图2所述，即其由晶体管Q4、变压器T、驱动芯片M、开关电流源、二极管D1、电容C3、电阻R7、电容C4及电容C5组成。连接时，开关电流源需要串接于驱动芯片M的VCC管脚与INP管脚之间，而二极管Dl串接于驱动芯片M的VCC管脚与BOOST管脚之间，电容C3串接于驱动芯片M的BOOST管脚与TG管脚之间，而电阻R7则串接于驱动芯片M的TG管脚与TS管脚之间。
[0028]所述晶体管Q4的基极与驱动芯片M的TG管脚相连接，其集电极顺次经电容C4和电容C5后接地，其发射极接地。同时，该晶体管Q4的集电极还需要外接+6V的驱动电压，以确保晶体管Q4能正常运行。
[0029]其中，变压器T的原边线圈的同名端与电容C4和电容C5的连接点相连接，其非同名端则与晶体管Q4的发射极相连接后接地。同时，晶体管Q4的发射极还与驱动芯片M的TS管脚相连接。
[0030]变压器T的副边线圈上设有抽头Yl和抽头Y2，即通过该抽头Yl和抽头Y2，本发明在变压器T的副边线圈上形成有4个输出端，即副边线圈的同名端，Yl抽头、Y2抽头和副边线圈的非同名端。在连接时，场效应管MOSl的栅极与副边线圈的同名端相连接，场效应管M0S4的栅极与副边线圈的非同名端相连接，场效应管M0S2的栅极与抽头Yl相连接，而场效应管M0S3的栅极则与抽头Y2相连接。
[0031]开关电流源用于向驱动芯片M提供工作电源，其由晶体管Q1，晶体管Q2，晶体管Q3，直流电源S，串接在晶体管Ql的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R1，串接在晶体管Ql的发射极与直流电源S的负极之间的RC滤波电路，串接在晶体管Ql的基极与直流电源S的负极之间的电阻R2，与直流电源S相并联的电阻R5，串接在晶体管Q3的发射极与直流电源S的负极之间的电阻R6，串接在晶体管Q3的集电极与晶体管Q2的集电极之间的电阻R4，以及正极与晶体管Q2的集电极相连接、负极与直流电源S的负极相连接的极性电容C2组成。
[0032]同时，该晶体管Q2的基极还与晶体管Ql的集电极相连接，晶体管Q3的基极则分别与晶体管Q2的发射极和直流电源S的正极相连接；所述驱动芯片M的VCC管脚与极性电容C2的正极相连接，而驱动芯片M的INP管脚则与极性电容C2的负极相连接。
[0033]为确保使用效果，该驱动芯片M优先采用凌力尔特公司生产的高频率N沟道MOSFET栅极驱动芯片，即LTC4440A集成芯片。该驱动芯片能以高达80V的输入电压工作，在高达100V瞬态时可连续工作。
[0034]逻辑控制电路的结构如图3所示，其由与非门IC4，输入端与与非门IC4的输出端相连接的非门IC5，输出端与与非门IC4的负极输入端相连接的非门IC3，以及与与非门IC4的正极输入端相连接的第一逻辑链路和第二逻辑链路组成。
[0035]其中，该第一逻辑链路由非门IC1、非门IC2、电阻R11、二极管D4、滤波延时电路、电阻R8、电阻R9、电容C6及二极管D2组成。连接时，非门IC2的输入端与非门ICl的输出端相连接，其输出端则顺次经电阻Rll和二极管D4后与与非门IC4的正极输入端相连接。同时，滤波延时电路要与与非门IC4的正极输入端相连接。
[0036]二极管D2的P极与非门ICl的输入端相连接，其N极顺次经电阻R9和电容C6后与非门ICl的输入端相连接，即从二极管D2的N极顺次经电阻R9和电容C6后需要与二极管D2的P极形成一个电回路。电阻R8则与二极管D2相并联。同时，所述电容C6与电阻R9的连接点接地，二极管D2的N极需要与功率放大器Pl的输出端相连接，非门IC2的输出端和非门IC5的输出端则均与功率放大器P2的输出端相连接。
[0037]所述滤波延时电路由电解电容C8，以及串接在电解电容C8的正极和负极之间的电阻R12组成，连接时，二极管D4的N极要与该电解电容C8的正极相连接，即与非门IC4的正极输入端要与电解电容CS的正极相连接。
[0038]所述的第二逻辑链路由异或门IC6、二极管D5、二极管D6、二极管D3、电阻RlO和电容C7组成。连接时，二极管D5的P极与与非门IC4的正极输入端相连接，其N极与异或门IC6的第一输入端相连接。二极管D3的N极与非门IC3的输入端相连接，其P极与脉冲比较器Ul的输出端相连接；而电阻RlO则与二极管D3相并联。
[0039]电容C7的正极与二极管D3的N极相连接，其负极接地；二极管D6的N极与异或门IC6的第一输入端相连接，其P极与脉冲比较器Ul的输出端相连接。同时，异或门IC6的第二输入端与非门IC5的输出端相连接,而异或门IC6的输出端则与脉冲比较器U2的输出端相连接。
[0040]所述逻辑保护放大电路的具体结构如图4所示，即其主要由功率放大器P3，功率放大器P4，与非门IC7，与非门IC8，负极与功率放大器P3的正极输入端相连接、正极经电阻R16后与与非门IC8的负极输入端相连接的极性电容C9，一端与与非门IC7的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的正极输入端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的负极输入端与输出端之间的电阻R14,—端与与非门IC7的输出端相连接、另一端与功率放大器P4的负极输入端相连接的电阻R15，串接在功率放大器P4的正极输入端与输出端之间的极性电容C10，正极与与非门IC8的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管D7和电阻R17后与功率放大器P3的输出端相连接的电容C11，P极与功率放大器P4的输出端相连接、N极顺次经电阻R19和电阻R18后与稳压二极管D7和电阻R17的连接点相连接的二极管D8，以及N极与电容Cll的负极相连接、P极与二极管D8和电阻R19的连接点相连接的稳压二极管D9组成。
[0041]连接时，所述与非门IC7的正极输入端与功率放大器P3的负极输入端相连接；功率放大器P4的输出端与非门IC8的正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器P3的输出端相连接。
[0042]同时，所述极性电容C9的正极与脉冲比较器Ul的负极输入端相连接，而电阻R18与电阻R19的连接点则与脉冲比较器U2的负极输入端相连接。
[0043]如上所述，便可以很好的实现本发明。
【权利要求】
1.一种逻辑保护放大式蓝光[￡0灯保护系统，主要由栅极驱动电路，逻辑控制电路，与逻辑控制电路相连接的功率放大器和功率放大器？2，与逻辑控制电路相连接的脉冲比较器VI和脉冲比较器似，栅极均与栅极驱动电路相连接的场效应管1031、场效应管1032、场效应管1033及场效应管1034，以及串接在脉冲比较器口 1的负极输入端和脉冲比较器口2的负极输入端之间的振荡器组成，其特征在于，在脉冲比较器仍的负极输入端和脉冲比较器口2的负极输入端之间还串接有逻辑保护放大电路；所述场效应管皿)31的源极与脉冲比较器仍的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管1032的源极相连接；场效应管1033的源极与脉冲比较器似的正极输入端相连接，其漏极则与场效应管1034的源极相连接；所述场效应管1032的栅极还与功率放大器？1的正极输入端相连接，其漏极接地；所述场效应管1084的栅极还与功率放大器？2的正极输入端相连接，其漏极接地；所述功率放大器？1和功率放大器？2的负极输入端均接地；所述逻辑保护放大电路主要由功率放大器？3，功率放大器？4，与非门107，与非门108，负极与功率放大器？3的正极输入端相连接、正极经电阻尺16后与与非门1(?的负极输入端相连接的极性电容⑶，一端与与非门107的负极输入端相连接、另一端与功率放大器？3的正极输入端相连接的电阻町3，串接在功率放大器？3的负极输入端与输出端之间的电阻014，一端与与非门107的输出端相连接、另一端与功率放大器？4的负极输入端相连接的电阻町5，串接在功率放大器？4的正极输入端与输出端之间的极性电容010，正极与与非门1(?的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管07和电阻尺17后与功率放大器？3的输出端相连接的电容011，？极与功率放大器？4的输出端相连接、^极顺次经电阻[9和电阻818后与稳压二极管07和电阻[7的连接点相连接的二极管08，以及~极与电容011的负极相连接、？极与二极管08和电阻[9的连接点相连接的稳压二极管09组成；所述与非门107的正极输入端与功率放大器？3的负极输入端相连接；功率放大器？4的输出端与非门1(?的正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器？3的输出端相连接；所述极性电容⑶的正极与脉冲比较器仍的负极输入端相连接，而电阻尺18与电阻[9的连接点则与脉冲比较器的负极输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种逻辑保护放大式蓝光120灯保护系统，其特征在于，所述的栅极驱动电路由变压器I，驱动芯片1，串接于驱动芯片1的似管脚与I册管脚之间的开关电流源，串接于驱动芯片1的似管脚与80031管脚之间的二极管01，串接于驱动芯片I的80031管脚与％管脚之间的电容03，串接于驱动芯片1的％管脚与13管脚之间的电阻尺7，以及基极与驱动芯片1的％管脚相连接、集电极顺次经电容04和电容⑶后接地、而发射极接地的晶体管04组成；所述变压器I的原边线圈的同名端与电容04和电容⑶的连接点相连接，其非同名端则与晶体管04的发射极相连接后接地；同时，晶体管04的发射极还与驱动芯片1的13管脚相连接，所述变压器I的副边线圈上设有抽头打和抽头12 ；所述场效应管皿)31的栅极与副边线圈的同名端相连接，场效应管皿)34的栅极与副边线圈的非同名端相连接，场效应管皿)32的栅极与抽头VI相连接，而场效应管皿)33的栅极则与抽头12相连接。
3.根据权利要求2所述的一种逻辑保护放大式蓝光1^0灯保护系统，其特征在于，所述的开关电流源由晶体管01，晶体管02，晶体管03，直流电源3，串接在晶体管01的集电极与晶体管02的集电极之间的电阻81，串接在晶体管的发射极与直流电源3的负极之间的％滤波电路，串接在晶体管的基极与直流电源3的负极之间的电阻82，与直流电源3相并联的电阻85，串接在晶体管03的发射极与直流电源3的负极之间的电阻86，串接在晶体管03的集电极与晶体管02的集电极之间的电阻财，以及正极与晶体管02的集电极相连接、负极与直流电源3的负极相连接的极性电容02组成；所述晶体管02的基极还与晶体管01的集电极相连接，而晶体管03的基极则分别与晶体管02的发射极和直流电源3的正极相连接；所述驱动芯片1的似管脚与极性电容02的正极相连接，而驱动芯片1的爪？管脚则与极性电容02的负极相连接。
4.根据权利要求1?3任一项所述的一种逻辑保护放大式蓝光1^0灯保护系统，其特征在于，所述逻辑控制电路由与非门104，输入端与与非门104的输出端相连接的非门105，输出端与与非门的负极输入端相连接的非门103，以及与与非门104的正极输入端相连接的第一逻辑链路和第二逻辑链路组成； 所述第一逻辑链路由非门XI，输入端与非门XI的输出端相连接、输出端顺次经电阻尺11、二极管04后与与非门104的正极输入端相连接的非门102，与与非门104的正极输入端相连接的滤波延时电路，？极与非门皿的输入端相连接、^极顺次经电阻四和电容⑶后与非门XI的输入端相连接的二极管02，以及与二极管02相并联的电阻狀组成；所述电容⑶与电阻四的连接点接地，二极管02的~极与功率放大器？1的输出端相连接，非门102的输出端和非门105的输出端则均与功率放大器？2的输出端相连接； 所述的第二逻辑链路由异或门106，？极与与非门104的正极输入端相连接、^极与异或门106的第一输入端相连接的二极管054极与非门103的输入端相连接、？极与脉冲比较器VI的输出端相连接的二极管03，与二极管03相并联的电阻町0，正极与二极管03的^极相连接、负极接地的电容07，以及~极与异或门106的第一输入端相连接、？极与脉冲比较器VI的输出端相连接的二极管06组成；所述异或门106的第二输入端与非门105的输出端相连接，而异或门106的输出端则与脉冲比较器似的输出端相连接。
5.根据权利要求4所述的一种逻辑保护放大式蓝光120灯保护系统，其特征在于，所述滤波延时电路由电解电容⑶，以及串接在电解电容(?的正极和负极之间的电阻812组成；所述二极管04的~极则与该电解电容⑶的正极相连接。
6.根据权利要求2或3所述的一种逻辑保护放大式蓝光[￡0灯保护系统，其特征在于，所述驱动芯片1为[1(:4440八集成芯片。
【文档编号】H05B37/02GK104411055SQ201410699798
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】罗娅, 车容俊 申请人:成都措普科技有限公司