过压保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及电源应用技术领域，特别是涉及一种过压保护电路。


背景技术：

2.高压气体放电灯在点亮时，是通过一个高压振幅击穿其内部的惰性气体，使其放电产生光源。其中，镇流器中的谐振电路的作用就是输出该高压振幅。在实际工作中，需要设置一个启动峰值阈值以限制谐振电路输出的高压振幅大小，保护镇流器不受损坏。因此，通常采用过压保护电路，对谐振电路的输出电压进行采样，当输出电压超过启动峰值时，驱动谐振电路停止工作。
3.发明人在实施过程中发现，目前的过压保护电路容易导致点灯不良问题，并出现保护不及时造成镇流器损坏的情况，其工作的可靠性低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种高可靠性的过压保护电路。
5.本技术实施例提供了一种过压保护电路，包括：
6.检测电路，检测电路的第一输入端用于连接镇流器中谐振电路的输出端，检测电路的第二输入端用于接入基准电压，检测电路的输出端分别连接谐振电路的输入端和检测电路的第一输入端，检测电路用于在谐振电路的输出电压高于基准电压时输出第一电信号；
7.控制电路，控制电路的输入端连接检测电路的输出端，控制电路的输出端用于连接谐振电路的输入端，控制电路用于在接收到第一电信号时，在第一预设时间内从控制电路的输出端输出第二电信号；
8.复位电路，复位电路的输入端连接控制电路的输出端，复位电路的输出端连接检测电路的输出端，复位电路用于在接收到第二电信号时，驱动检测电路停止输出第一电信号；
9.其中，第一电信号和第二电信号的高低电平状态相同，均用于驱动谐振电路停止输出电压。
10.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括：
11.启动电路，启动电路的输入端用于连接外部电源，启动电路的输出端连接谐振电路的输入端，启动电路用于在接收到来自外部电源的输入电压时，在第二预设时间内从启动电路的输出端输出第三电信号，第三电信号用于驱动谐振电路停止输出电压。
12.在其中一个实施例中，启动电路包括：
13.积分电路，串接在外部电源和地之间；
14.第一开关管，第一开关管的第一极连接积分电路的输出端，第一开关管的第二极接地；
15.第一分压模块，串接在外部电源和第一开关管的第三极之间，且第一分压模块的
输出端连接谐振电路的输入端。
16.在其中一个实施例中，检测电路包括：
17.第二分压模块，串接在谐振电路的输出端和地之间；
18.基准电压生成电路，基准电压生成电路的输入端用于连接外部电源；
19.运算放大器，运算放大器的第一输入端连接第二分压模块的输出端，运算放大器的第二输入端连接基准电压生成电路的输出端，运算放大器的输出端分别连接所述谐振电路的输入端和所述运算放大器的第一输入端。
20.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括：
21.第三分压模块，串接在检测电路的输出端和地之间，且第三分压模块的输出端连接控制电路的输入端。
22.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括：
23.第一二极管，正向串接在检测电路的输出端和控制电路的输入端之间；
24.第二二极管，正向串接在第一二极管的阴极和谐振电路的输入端之间。
25.在其中一个实施例中，控制电路包括：
26.充放电延迟模块，充放电延迟模块的输入端连接检测电路的输出端；
27.定时器，定时器的复位端口连接充放电延迟模块的输出端，定时器的输出端口分别连接复位电路的输入端和谐振电路的输入端。
28.在其中一个实施例中，复位电路包括：
29.第四分压模块，第四分压模块的输入端连接控制电路的输出端；
30.第二开关管，第二开关管的第一极连接第四分压模块的输出端，第二开关管的第二极接地，第二开关管的第三极连接检测电路的输出端。
31.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括：
32.第三二极管，正向串接在复位电路的输出端和检测电路的第一输入端之间。
33.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括：
34.供电电路，供电电路的输入端用于连接外部电源，供电电路的输出端分别用于连接启动电路、检测电路和控制电路，用于给启动电路、检测电路和控制电路进行供电。
35.本技术的过压保护电路包括检测电路、控制电路和复位电路。检测电路对镇流器中谐振电路的输出电压进行检测，当输出电压高于设定的基准电压时，则输出第一电信号。控制电路接收到第一电信号后，在第一预设时间内从输出端输出第二电信号，第一电信号和第二电信号均用于驱动谐振电路停止输出电压。在每次进行过压保护时，还通过控制电路向复位电路输出第二电信号，对检测电路进行复位，显著提升了过压保护的及时性和稳定性，高可靠性地实现了对镇流器的保护。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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，对于本领域普通技术人员来讲，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。
37.图1为一实施例的过压保护电路的结构示意图；
38.图2为一实施例的过压保护电路的电路结构示意图。
具体实施方式
39.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
40.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
41.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一端称为第二端，且类似地，可将第二端称为第一端。第一端和第二端两者都是端口，但其不是同一端。
42.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
43.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
44.本实施例中的，过压保护电路的结构示意图如图1所示。过压保护电路包括检测电路40、控制电路60和复位电路80。
45.其中，检测电路40的第一输入端用于连接镇流器中谐振电路20的输出端，第二输入端用于接入基准电压，输出端分别连接谐振电路20的输入端和检测电路40的第一输入端，用于在谐振电路20的输出电压高于基准电压时输出第一电信号；控制电路60的输入端连接检测电路40的输出端，输出端用于连接谐振电路20的输入端，用于在接收到第一电信号时，在第一预设时间内从控制电路60的输出端输出第二电信号；复位电路80的输入端连接控制电路60的输出端，输出端连接检测电路40的输出端，用于在接收到第二电信号时，驱动检测电路40停止输出第一电信号。其中，第一电信号和第二电信号的高低电平状态相同，均用于驱动谐振电路20停止输出电压。
46.具体的，本技术实施例提供的过压保护电路，基于上述的电路结构，首先，检测电路40将镇流器中谐振电路20的输出电压与设定的基准电压进行比较，若输出电压高于基准电压，则输出第一电信号到谐振电路20的输入端，驱动谐振电路20停止输出电压。同时，第一电信号输入到检测电路40的第一输入端，以使得检测电路40的输出端能够持续输出第一电信号。其次，控制电路60在接收到第一电信号时，在第一预设时间内从输出端输出第二电信号，第二电信号输入到谐振电路20的输入端，驱动谐振电路20停止输出电压，实现过压保护。同时，第二电信号输入到复位电路80中。复位电路80在接收到第二电信号时，对检测电路40进行复位，驱动检测电路40停止输出第一电信号，以便检测电路40可以进入下一次检测过程。本技术通过执行上述工作过程的过压保护电路，显著提升了过压保护的及时性和
稳定性，高可靠性地实现了对镇流器的保护。
47.在其中一个实施例中，控制电路60输出第二电信号的持续时间到达第一预设时间时，控制电路60停止输出第二电信号，谐振电路20恢复正常工作状态，正常输出电压，实现在第一预设时间内对谐振电路20的过压保护。第一预设时间可以基于镇流器的应用设备的实际使用需求进行设定。例如，当镇流器用于led照明驱动时，第一预设时间可以设置为5分钟，以给予led光源足够的冷却时间，防止镇流器频繁多次启动造成损害。
48.在其中一个实施例中，如图1所示，过压保护电路还包括启动电路30。
49.其中，启动电路30的输入端用于连接外部电源10，输出端连接谐振电路20的输入端，用于在接收到来自外部电源10的输入电压时，在第二预设时间内从启动电路30的输出端输出第三电信号，第三电信号用于驱动谐振电路20停止输出电压。
50.具体的，在镇流器上电时，启动电路30接收到来自外部电源10的输入电压，在第二预设时间内，通过内部分压模块等方式将输入电压转换为第三电信号，第三电信号输入到谐振电路20的输入端，驱动谐振电路20停止输出电压。在启动电路30输出第三电信号的持续时间到达第二预设时间时，启动电路30输出第四电信号，谐振电路20恢复正常工作状态，正常输出电压。其中，第四电信号与第三电信号的高低电平状态相反。基于启动电路30与谐振电路20的连接关系，在启动电路30接入外部电源10的第二预设时间内，谐振电路20不工作，可先一步让检测电路40、控制电路60以及复位电路80上电工作，以便谐振电路20启动后，可以立即进行过压检测和过压保护。即本技术通过执行上述工作过程的启动电路30，控制了各个电路之间的启动时序，确保了保护电路起保护作用，提高了保护电路的稳定性。关于第二预设时间的配置，可基于启动电路30的具体组成器件的选型而定。例如，在一个实施例中，第二预设时间可以设置为2秒，以确保过压保护电路已上电，能够正常工作。
51.在其中一个实施例中，启动电路30包括积分电路、第一开关管和第一分压模块。
52.其中，积分电路串接在外部电源10和地之间；第一开关管的第一极连接积分电路的输出端，第二极接地；第一分压模块串接在外部电源10和第一开关管的第三极之间，输出端连接谐振电路20的输入端。
53.具体的，第一分压模块串接在外部电源10和第一开关管的第三极之间，第一分压模块将来自外部电源10的输入电压转换为第三电信号，输出到谐振电路20的输入端。积分电路通过电容的充放电过程，控制第一开关管第一极上的电压缓慢上升至第一开关管的导通电压。电压大小达到导通电压大小的时间即为第二预设时间，通过调整积分电路的元器件参数可以调整第二预设时间的大小。当第一开关管导通时，第一分压模块串接在外部电源10和地之间，第一分压模块输出第四电信号，谐振电路20正常工作，通过启动电路30对启动时序的控制，能够多次实现谐振电路20和过压保护电路的工作的正常启动过程。
54.在其中一个实施例中，检测电路40包括第二分压模块、基准电压生成电路和运算放大器。
55.其中，第二分压模块串接在谐振电路20的输出端和地之间；基准电压生成电路的输入端用于连接外部电源10；运算放大器的第一输入端连接第二分压模块的输出端，第二输入端连接基准电压生成电路的输出端，输出端分别连接谐振电路20的输入端和运算放大器的第一输入端。
56.具体的，第二分压模块串接在谐振电路20的输出端和地之间，将来自谐振电路20
的输出电压转换为匹配于运算放大器工作的电压，输入到运算放大器的第一输入端。基准电压生成电路将来自外部电源10的输入电压转换为基准电压，基准电压用于表征为限制谐振电路20的输出电压大小所设定的阈值，以防止谐振电路20的输出电压过高造成谐振电路20连接的用电设备过压损坏。运算放大器作为比较器，将第二分压模块输出的电压和基准电压进行比较，若第二分压模块输出的电压高于基准电压，则表示谐振电路20的输出电压过高，需要进行过压保护。通过后续输出的第一电信号，驱动谐振电路20停止输出电压，实现了过压保护。此处，检测电路40采用运算放大器作比较器，能够减小检测时的误差，提升过压保护电路的准确性。
57.其中，基准电压也不应过低，基准电压过低可能会导致谐振电路20输出至用电设备的电压不足，导致用电设备工作状态不佳。例如，当用电设备为led时，基准电压可以大于或等于为保证led正常点亮的最小电压，同时，基准电压应当小于或等于不引起led过压损坏的最大电压。
58.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括第三分压模块。
59.其中，第三分压模块串接在检测电路40的输出端和地之间，输出端连接控制电路60的输入端。
60.具体的，第三分压模块将来自检测电路40输出的第一电信号转换为匹配于控制电路60工作的电压，输入到控制电路60的输入端，能够在第一电信号驱动谐振电路20停止输出电压的同时，驱动控制电路60开始工作。
61.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括第一二极管和第二二极管。
62.其中，第一二极管正向串接在检测电路40的输出端和控制电路60的输入端之间；第二二极管正向串接在第一二极管的阴极和谐振电路20的输入端之间。
63.具体的，第一二极管的阳极连接检测电路40的输出端，阴极连接控制电路60的输入端，用于防止控制电路60上的电流反窜回检测电路40，避免影响到检测电路40的检测结果的准确性。第二二极管的阳极连接第一二极管的阴极，阴极连接谐振电路20的输入端，用于防止谐振电路20上的电流反窜回控制电路60，避免影响到控制电路60的正常工作。
64.在其中一个实施例中，控制电路60包括充放电延迟模块和定时器。
65.其中，充放电延迟模块的输入端连接检测电路40的输出端；定时器的复位端口连接充放电延迟模块的输出端，输出端口分别连接复位电路80的输入端和谐振电路20的输入端。
66.具体的，充放电延迟模块通过内部的充放电电容等方式，在接收来自检测电路40的电压时进行充电，并提供电压至定时器的复位端，驱动定时器工作，定时器通过复位电路80使检测电路40复位，检测电路40停止输出第一电信号，此时，充放电延迟模块基于内部的充放电电容等方式进行放电，保持定时器工作（例如，可以为定时器的复位端口提供高电平电压），使定时器在第一预设时间内从输出端口输出第二电信号至谐振电路20的输入端，保持谐振电路20不工作。与检测电路40输出的第一电信号共同作用，驱动谐振电路20停止工作，提高过压保护可靠性。充放电延迟模块的充放电时间即为第一预设时间，通过调整充放电延迟模块的元器件参数可以调整第一预设时间的大小。
67.在其中一个实施例中，复位电路80包括第四分压模块和第二开关管。
68.其中，第四分压模块的输入端连接控制电路60的输出端；第二开关管的第一极连
接第四分压模块的输出端，第二极接地，第三极连接检测电路40的输出端。
69.具体的，第四分压模块将在接收到的来自控制电路60的第二电信号时，将第二电信号转换为匹配与第二开关管工作的导通电压，使第二开关管导通。第二开关管导通后，检测电路40输出端输出的第一电信号通过第二开关管的第三极和第二极到地放电，第一电信号不会再输入到检测电路40的第一输入端，检测电路40得到复位，恢复到静默状态，以在下一次过压保护时正常工作。
70.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括第三二极管。
71.其中，第三二级管正向串接在复位电路80的输出端和所述检测电路40的第一输入端之间。
72.具体的，第三二极管的阳极连接复位电路80的输出端，阴极连接检测电路40的第一输入端，用于防止谐振电路20上的输出电压直接输入到复位电路80中，同时防止检测电路40上的电流反窜回复位电路80，保证复位电路80只在需要对检测电路40进行复位时进行工作。
73.在其中一个实施例中，过压保护电路还包括供电电路。
74.其中，供电电路的输入端连接外部电源10，输出端分别用于连接启动电路30、检测电路40和控制电路60，用于给启动电路30、检测电路40和控制电路60进行供电。
75.具体的，供电电路用于将来自外部电源10的输入电压，转换为匹配于启动电路30、检测电路40和控制电路60中的元器件进行工作的电压大小，在镇流器上电时，保证过压保护电路的各个部分电路正常工作运行。
76.为更好的帮助本领域技术人员理解上述供电电路的总体实现过程，在此以附图2所示的过压保护电路的电路结构示意图为例，进行其工作过程的说明，但不对本技术实际保护范围造成限定。
77.首先，镇流器上电时，供电电路接收到来自外部电源10的输入电压后开始工作。启动电路30输入端接收来自供电电路的15v电压，15v电压通过电阻r15和电阻r16构成的第一分压模块后，转变为第三电信号（图2中结构下，第三电信号为高电平），从r15和r16之间输出到到谐振电路20的输入端，使谐振电路20进入保护状态，停止输出电压。此时，由电阻r17、电阻r18和电容c6构成的积分电路中的c6开始充电，第一开关管q2的基极处的电压逐渐上升，直到达到第一开关管q2的导通电压大小，使第一开关管q2导通，r16接地，第一分压模块停止输出第三电信号，谐振电路20开始正常工作。在驱动第一开关管q2导通的过程中，供电电压分别对检测电路40和控制电路60供电，使其上电工作，为过压检测和过压保护做准备。
78.之后，对谐振电路20的输出电压进行过压检测。输出电压首先通过由电阻r1和电阻r2构成的第二分压模块，经第二分压模块转换为匹配于运算放大器op1的输入电压，输入到运算放大器op1的第一输入端。基准电压生成电路接收来自供电电路的5v电压，通过由电阻r3和电阻r4构成的分压模块，输出设定大小的基准电压到运算放大器op1的第二输入端。
79.运算放大器op1作比较器，当运算放大器op1第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，则表示谐振电路20的输出电压高于设定阈值，运算放大器op1输出第一电信号（图2中结构下，第一电信号为高电平）。第一电信号通过第一二极管d2、第二二极管d3和电阻r10输入谐振电路20的输入端，驱动谐振电路20停止工作。此时，第一电信号通过电阻r6和第三
二极管d1后输入到运算放大器op1的第一输入端，以使得运算放大器op1的输出端能够持续输出第一电信号。同时，第一电信号通过d2和由电阻r9和电阻r11构成的第三分压模块，输入到控制电路60的输入端。
80.接着，第一电信号经过由电阻r12、电阻r13、电阻r14和电容c5构成的充放电延迟模块，第一电信号一边通过r12、r13和r14为定时器的复位端提供高电平，驱动定时器工作，同时对c5进行充电。定时器工作过程中，在第二预设时间内从输出端口输出第二电信号（图2中结构下，第二电信号为高电平）。第二电信号通过d4输入到谐振电路20中，与第一电信号的输出回路一同构成了两路保护。
81.同时，第二电信号经过由电阻r7、电阻r8构成的第四分压模块后，转换为匹配于第二开关管q1的导通电压，使第二开关管q1导通。第二开关管q1导通后，检测电路40输出端输出的第一电信号通过r6和第二开关管q1后导通到地放电，实现对检测电路40的复位。
82.检测电路40复位，停止输出第一电信号，此时，由于电容c5的放电效应，充放电延迟模块仍可以为定时器的复位端提供高电平，使其继续工作，延长定时器输出至谐振电路20的第二电信号的时长，从而实现长时间的保护间隔，以防止过压保护电路频繁执行过压保护动作，对谐振电路20输出端的用电设备造成损伤。
83.即控制电路60输出第二电信号的持续时间到达第一预设时间时，控制电路60停止输出第二电信号，谐振电路20恢复正常工作状态，正常输出电压。过压保护电路的各个部分电路都恢复到静默状态，检测电路40保持对谐振电路20的输出电压进行检测，准备下一次的过压保护。
84.其中，电容c2、电容c3和电容c4均起滤波作用。其中，电容c5可选用电解电容，第一开关管q2可选用pnp三极管，第二开关管q1可选用npn三极管，定时器可选用ne555定时器。
85.此处举例的5v、15v是指如图2所示的具体电路结构下适配于启动电路30、检测电路40和控制电路60的供电电压，本领域技术人员应当了解，当电路结构发生变化时，电路所需要的供电电压不同，供电电路也将适应性发生变化。
86.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
87.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。