具有保护功能的LED驱动电路的制作方法

具有保护功能的led驱动电路
技术领域
1.本技术涉及电路设计技术领域，具体涉及一种具有保护功能的led驱动电路。


背景技术：

2.目前，针对led驱动电源，安规要求越发趋于严格。比如，欧标ce中提出异常状态外壳温度不能超过110
°
，超过限制会有安全隐患。一般而言，led驱动电源也需要考虑过压(过流)保护。而在电路中，如果使用了变压器，则要考虑退磁的需求。而前述外壳温度，在电路工作状态下，是不会超过限制的，但不排除在一些异常状态下，虽然电路的电流是在设计的要求下进行工作，但突然负载端的电压上升，使得功率上升，导致温度上升。所以，需要考虑对功率也进行限制，尤其是在可以多档调节的电路中。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种保护比较全面的具有保护功能的led驱动电路。
4.为实现上述目的，本技术提供一种具有保护功能的led驱动电路，包括：整流变压模块、供电模块以及保护模块；
5.所述整流变压模块，输入端与外部交流电相连，输出端与所述供电模块相连，接收外部交流电输入，转换为与所述具有保护功能的led驱动电路适应的第一直流电压输出；
6.所述供电模块，输入端与所述整流变压模块相连，输出端与led负载相连，包括第一变压器，接收所述整流变压模块输出的第一直流电压，转换为led负载所需的第二直流电压输出，并可选的，输出所述具有保护功能的led驱动电路中其他模块所需的工作电压；
7.所述保护模块，与所述供电模块相连，对所述具有保护功能的led驱动电路进行过压、退磁、过功率保护。
8.进一步，所述第一变压器包括初级线圈、次级线圈，所述初级线圈与所述整流变压模块相连，所述次级线圈与led负载相连；
9.所述保护模块包括保护芯片、第二mos管；所述保护芯片的第六端为采样端，与所述第二mos管的源极相连，所述第二mos管的源极通过第一采样电阻与地相连，所述第二mos管的源极还通过第八电容与所述第二mos管的漏极相连；所述第二mos管的漏极与所述第一变压器的初级线圈的第二端相连，所述第一变压器的初级线圈的第一端与所述整流变压模块相连，接收所述第一直流电压；所述第二mos管的栅极通过第四十二电阻与所述第二mos管的源极相连，所述第二mos管的栅极通过第三十二电阻与所述保护芯片的第七端相连，所述保护芯片的第七端为栅极驱动端。
10.进一步，所述第一变压器还包括辅助线圈，所述辅助线圈与所述初级线圈位于同侧；所述辅助线圈的第一端通过依次串联的第二十九电阻、第三十一电阻与地相连，所述第三十一电阻的两端还并联有第二十八电阻、第十四电容，所述第二十九电阻、第三十一电阻的连接点与所述保护芯片的第三端相连，所述保护芯片的第三端为反馈端；所述辅助线圈的第二端与地相连。
11.进一步，所述保护模块还包括第四二极管、第六十六电阻，所述第四二极管的正极与所述辅助线圈的第一端相连，所述第四二极管的负极与所述第六十六电阻的一端相连，所述第六十六电阻的另一端与所述保护芯片的第六端相连。
12.进一步，所述辅助线圈的第一端与第三二极管的正极相连，所述第三二极管的负极与第二十电阻的一端相连，所述第二十电阻的另一端通过第四电解电容与地相连；所述第二十电阻的另一端还与第三三极管的集电极相连，所述第三三极管的集电极通过第三十五电阻与所述第三三极管的基极相连，所述第三三极管的基极通过第一齐纳二极管与地相连，所述第三三极管的发射极通过第四电容与地相连，所述第三三极管的发射极还与第一二极管的正极相连；第一二极管的负极通过第三电解电容与地相连，第一二极管的负极还与所述保护芯片的第八端相连，所述保护芯片的第八端为电源端，还通过第三电容与地相连。
13.进一步，所述第一变压器的初级线圈的第一端作为所述供电模块的输入端，与所述整流变压模块的输出端相连；所述初级线圈的第一端还通过第十一电容与第七二极管的负极相连，所述第七二极管的正极与所述初级线圈的第二端相连；所述第十一电容的两端还并联有依次串联的第二十五电阻、第二十六电阻和第二十三电阻、第二十四电阻，且所述第二十五电阻、第二十六电阻连接点与所述第二十三电阻、第二十四电阻的连接点相连；所述次级线圈的第一端通过依次串联的第二十一二极管、第二电解电容与所述次级线圈的第二端相连，且所述次级线圈的第二端与地相连，所述第二电解电容的两端并联有第五十电阻，所述第五十电阻的两端通过第三共模电感作为所述供电模块的输出端。
14.进一步，所述整流变压模块包括整流桥、第二变压器以及主控芯片，所述整流桥的输入端所述外部交流电相连，所述整流桥的第一输出端与所述第二变压器的初级线圈的第一端相连，所述第二变压器的初级线圈的第二端与第六二极管的正极相连，所述第二变压器的初级线圈的第一端与第六二极管的负极之间还并联有第一电容和第五二极管，所述第六二极管的负极还与所述整流桥的第二输出端相连，并通过第一电解电容与地相连，所述第六二极管的负极作为所述整流变压模块的输出端；所述第二变压器的次级线圈的第一端通过第十六电阻与所述主控芯片的第五端相连，所述主控芯片的第五端为退磁端，所述第二变压器的次级线圈的第二端与地相连。
15.进一步，所述第二变压器的初级线圈的第一端还与第一mos管的漏极相连，所述第一mos管的源极通过第二采样电阻与所述第二变压器的初级线圈的第二端相连，所述第一mos管的栅极通过第一电阻与所述主控芯片的第七端相连，所述主控芯片的第七端为栅极驱动端；所述第一mos管的栅极还通过依次串联的第二十一电阻、第十八电阻、第十二电容与地相连，所述第二十一电阻、第十八电阻的连接点与所述第一mos管的源极相连，所述第十八电阻、第十二电容的连接点与所述主控芯片的第四端相连，所述主控芯片的第四端为采样端。
16.进一步，所述第六二极管的负极还通过依次串联的第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻与所述整流桥的第二端相连，所述第八电阻的两端还并联有第十六电容，所述第七电阻、第八电阻的连接点与所述主控芯片的第一端相连，所述主控芯片的第一端为反馈端。
17.进一步，所述整流桥的第一端为高压直供点，通过第二电容与地相连，并通过依次
串联的第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻与所述第一二极管的负极相连；所述第三三极管的发射极与集电极之间还并联有第二十二电阻，所述第三三极管的发射极还与第十二极管的正极相连，所述第十二极管的负极与所述主控芯片的第八端相连，所述主控芯片的第八端为电源端，并通过第五电容与地相连。
18.进一步，所述第一采样电阻和或第二采样电阻为多个电阻并联的电阻网络，且各并联的电阻支路均串联有开关。
19.本技术所述具有保护功能的led驱动电路，能够实现过压(过流)、退磁、过功率等保护。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术提供的一种具有保护功能的led驱动电路的结构示意图；
22.图2是本技术提供的一种具有保护功能的led驱动电路中供电模块和保护模块的结构示意图；
23.图3是本技术提供的一种具有保护功能的led驱动电路中整流变压模块的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指装置实际使用或工作状态下的上、下、左和右，具体为附图中的图面方向。
25.本技术提供一种具有保护功能的led驱动电路，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本技术实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
26.请参阅图1所示，本技术所提供一种具有保护功能的led驱动电路，包括：整流变压模块、供电模块以及保护模块；
27.所述整流变压模块，输入端与外部交流电相连，输出端与所述供电模块相连，接收外部交流电输入，转换为与所述具有保护功能的led驱动电路适应的第一直流电压输出；
28.所述供电模块，输入端与所述整流变压模块相连，输出端与led负载相连，包括第一变压器，接收所述整流变压模块输出的第一直流电压，转换为led负载所需的第二直流电压输出，并可选的，输出所述具有保护功能的led驱动电路中其他模块所需的工作电压；
29.所述保护模块，与所述供电模块相连，对所述具有保护功能的led驱动电路进行过压、退磁、过功率保护。
30.其中，请参见图2所示，所述供电模块包括第一变压器t1。所述第一变压器t1包括初级线圈、次级线圈；所述初级线圈与所述整流变压模块相连，接收所述整流变压模块输出的第一直流电压；所述次级线圈与led负载相连，将所述整流变压模块输出的第一直流电压转换为led负载所需的第二直流电压输出。另外，在本实施方式中，所述第一变压器t1还包括辅助线圈，输出所述具有保护功能的led驱动电路中其他模块所需的工作电压，比如所述保护模块所需要的工作电压(具体内容容后详述)。
31.所述保护模块包括保护芯片u2、第二mos管q2；所述保护芯片u2的第六端为采样端cs，与所述第二mos管q2的源极相连，所述第二mos管q2的源极通过第一采样电阻与地gnd相连，所述第二mos管q2的源极还通过第八电容c8与所述第二mos管q2的漏极相连；所述第二mos管q2的漏极与所述第一变压器t1的初级线圈的第二端相连，所述第一变压器t1的初级线圈的第一端与所述整流变压模块相连，接收所述第一直流电压；所述第二mos管q2的栅极通过第四十二电阻r42与所述第二mos管q2的源极相连，所述第二mos管q2的栅极通过第三十二电阻r32与所述保护芯片u2的第七端相连，所述保护芯片u2的第七端为栅极驱动端gate。
32.通过保护芯片u2、第二mos管q2以及采样电阻的配合，对电路中第一变压器t1的初级线圈的电流(其也亦反映了负载电流的大小)进行采样、判断并进而控制电路的通断(第二mos管q2的通断)，以实现对整个电路的过压(过流)保护。在本实施方式中，所述第一采样电阻为多个电阻r33、r34、r40、r41并联的电阻网络，且各个并联的电阻r33、r34、r40、r41支路上均串联上有开关(未图示)，这样通过开关的切换，可以选择不同的电阻进行采样，以实现不同档次的过压(过流)保护，以适应电路的不同需要。
33.如前所述，所述第一变压器t1还包括辅助线圈，所述辅助线圈与所述初级线圈位于同侧；所述辅助线圈的第一端通过依次串联的第二十九电阻r29、第三十一电阻r31与地gnd相连，所述第三十一电阻r31的两端还并联有第二十八电阻r28、第十四电容c14，所述第二十九电阻r29、第三十一电阻r31的连接点与所述保护芯片u2的第三端相连，所述保护芯片u2的第三端为反馈端fb；所述辅助线圈的第二端与地gnd相连。通过所述辅助线圈以及相关电路的配合，实现对所述第一变压器t1的退磁检测和保护。
34.另外，所述保护模块还包括第四二极管d4、第六十六电阻r66，所述第四二极管d4的正极与所述辅助线圈的第一端相连，所述第四二极管d4的负极与所述第六十六电阻r66的一端相连，所述第六十六电阻r66的另一端与所述保护芯片u2的第六端相连。在电路实际工作中，可能会出现负载端电压忽然波动，比如上升，而此时电路中第一变压器t1的初级线圈的电流依然是按原先的过流条件下工作的情形，如此会造成负载端实际功率上升，温度就会上升，带来安全隐患。本技术通过辅助线圈对次级线圈上的电压进行感应(负载端电压上升时，次级线圈上的电压也会上升)，然后通过第四二极管d4、第六十六电阻r66将此感应到的电压波动施加到保护芯片u2的第六端采样端cs上，如此实际强制提升了保护芯片u2的第六端采样端cs所采样到的电压，从而让保护芯片u2判断满足了过压(过流)条件，进而通过保护芯片u2的第七端栅极驱动端gate控制第二mos管q2关闭，以降低电路中的电流，降低负载端的实际功率，即实现过功率保护。
35.所述辅助线圈还可以给电路中其他模块提供工作电压，比如所述保护芯片u2就是从所述辅助线圈获取工作电压。所述辅助线圈的第一端与第三二极管d3的正极相连，所述第三二极管d3的负极与第二十电阻r20的一端相连，所述第二十电阻r20的另一端通过第四电解电容rc4与地gnd相连；所述第二十电阻r20的另一端还与第三三极管q3的集电极相连，所述第三三极管q3的集电极通过第三十五电阻r35与所述第三三极管q3的基极相连，所述第三三极管q3的基极通过第一齐纳二极管zd1与地gnd相连，所述第三三极管q3的发射极通过第四电容c4与地gnd相连，所述第三三极管q3的发射极还与第一二极管d1的正极相连；第一二极管d1的负极flb_vcc通过第三电解电容ec3与地gnd相连，第一二极管d1的负极还与所述保护芯片u2的第八端相连，所述保护芯片u2的第八端为电源端vcc，还通过第三电容c3与地gnd相连。
36.接下来详细描述所述供电模块的具体构造。所述第一变压器t1的初级线圈的第一端作为所述供电模块的输入端，与所述整流变压模块的输出端相连；所述初级线圈的第一端还通过第十一电容c11与第七二极管d7的负极相连，所述第七二极管d7的正极与所述初级线圈的第二端相连；所述第十一电容c11的两端还并联有依次串联的第二十五电阻r25、第二十六电阻r26和第二十三电阻r23、第二十四电阻r24，且所述第二十五电阻r25、第二十六电阻r26连接点与所述第二十三电阻r23、第二十四电阻r24的连接点相连；所述次级线圈的第一端通过依次串联的第二十一二极管d21、第二电解电容ec2与所述次级线圈的第二端相连，且所述次级线圈的第二端与地sgnd相连，需要特别说明的是，此处地为信号sgnd，其他的地为电源地gnd。所述第二电解电容ec2的两端并联有第五十电阻r50，所述第五十电阻r50的两端通过第三共模电感fl3作为所述供电模块的输出端led+、led-。通过所述第三共模电感fl3可以更好的消除共模干扰。
37.最后详细描述所述整流变压模块的具体构造。请参见图3所示，所述整流变压模块包括整流桥db1、第二变压器t2以及主控芯片u1，所述整流桥db1的输入端所述外部交流电ac相连，所述整流桥db1的第一输出端与所述第二变压器t2的初级线圈的第一端相连，所述第二变压器t2的初级线圈的第二端与第六二极管d2的正极相连，所述第二变压器t2的初级线圈的第一端与第六二极管d6的负极之间还并联有第一电容c1和第五二极管d5，所述第六二极管d6的负极还与所述整流桥db1的第二输出端相连，并通过第一电解电容ec1与地gnd相连，所述第六二极管d6的负极作为所述整流变压模块的输出端vbus；所述第二变压器t2的次级线圈的第一端通过第十六电阻r16与所述主控芯片u1的第五端相连，所述主控芯片u1的第五端为退磁端zcd，所述第二变压器t2的次级线圈的第二端与地gnd相连。通过第二变压器t2的初级线圈和次级线圈，同时实现了变压和退磁检测保护的功能。其中，所述整流变压模块的输出端vbus输出的第一直流电压的大小没有特别限定，主要根据整个电路所需要的电压的大小来决定；比如电路所需要驱动的led负载的大小决定了电路所要输出的负载电压即第二直流电压的大小，而所述负载电压的大小是由其中的供电模块来实现，而供电模块则基于所述第一直流电压进行转换而实现。一般情况下，所述第一直流电压大于所述第二直流电压即可；又比如，电路中各模块各芯片所需要的工作电压的大小，也会影响决定所述第一直流电压需要多高。总而言之，所述第一直流电压能适应所述电路整体功能所需即可。在一具体实施例中，交流电ac为220-240v，第一直流电压为400v，第二直流电压为60v。
38.进一步，所述第二变压器t2的初级线圈的第一端还与第一mos管q1的漏极相连，所述第一mos管q1的源极通过第二采样电阻与所述第二变压器t2的初级线圈的第二端相连，所述第一mos管q1的栅极通过第一电阻r1与所述主控芯片u1的第七端相连，所述主控芯片u1的第七端为栅极驱动端gate；所述第一mos管q1的栅极还通过依次串联的第二十一电阻r21、第十八电阻r18、第十二电容c12与地gnd相连，所述第二十一电阻r21、第十八电阻r18的连接点与所述第一mos管q1的源极相连，所述第十八电阻r18、第十二电容c12的连接点与所述主控芯片u1的第四端相连，所述主控芯片u1的第四端为采样端cs。类似的，通过主控芯片u1、第一mos管q1、第二采样电阻的配合，对第二变压器t2中的电流进行过压(过流)保护。而且，类似的，第二采样电阻也为多个电阻r2、r3、r4并联的电阻网络，且各个并联的电阻r2、r3、r4支路上均串联上有开关(未图示)，这样通过开关的切换，可以选择不同的电阻进行采样，以实现不同档次的过压(过流)保护，以适应电路的不同需要。所述第一电容c1和第五二极管d5在开机时能够对所述第一mos管q1进行保护。
39.进一步，所述第六二极管d6的负极还通过依次串联的第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8与所述整流桥db1的第二端相连，所述第八电阻r8的两端还并联有第十六电容c16，所述第七电阻r7、第八电阻r8的连接点与所述主控芯片u1的第一端相连，所述主控芯片u1的第一端为反馈端fb。通过上述电路的配合，实现对整个整流变压模块从外部交流电ac到输出第一直流电压进行反馈控制。
40.最后，所述整流桥db1的输出端还可以先直接给各模块进行供电，这样可以让各模块更早的开始进行工作，待各模块稳定工作后再从其他模块获取电源。所述整流桥db1的第一端为高压直供点v_b，通过第二电容c2与地gnd相连，并通过依次串联的第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15与所述第一二极管d1的负极相连。如此，所述保护芯片u2可以先从整流桥db1获取工作电压，待第一变压器t1工作稳定后，则从第一变压器t1获取工作电压。另外，所述第三三极管q3的发射极与集电极之间还并联有第二十二电阻r22，所述第三三极管q3的发射极还与第十二极管d10的正极相连，所述第十二极管d10的负极pfc_vcc与所述主控芯片u1的第八端相连，所述主控芯片u1的第八端为电源端vcc，并通过第五电容c5与地gnd相连。如此，所述保护芯片u1也可以先从整流桥db1获取工作电压，待第一变压器t1工作稳定后，则从第一变压器t1获取工作电压。
41.本技术所述具有保护功能的led驱动电路，能够实现过压(过流)、退磁、过功率等保护。
42.以上对本技术所提供一种具有保护功能的led驱动电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。