CN203968002U - 带有输出过压保护功能的led自激振荡驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，主要用于AC-DC电源、LED驱动等领域及其他基于自激振荡工作的***，包括LED自激振荡电路、输出电压检测电路、输出过压保护电路、峰值限流电路、或门OR1、驱动电路、开关Mdn和电阻Rcs。所述LED自激振荡电路由三极管Qdrv、续流二极管Dout、由Cout和LED负载组成的LED负载网络和谐振电路组成。所述谐振电路由变压器T1、电阻R1和电容C1组成。其优点在于能够提供稳定的输出电流并实现输出电压过压保护功能，从而改善自激振荡驱动电路的性能，防止输出电压过压造成损坏，提高***的可靠性。

Description

带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种LED自激振荡驱动电路，特别涉及一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路。

背景技术

LED自激振荡驱动电路中，输出电流受***输入电源电压影响较大，而且缺少输出过压保护功能使得电路存在输出电容过压损坏的风险。

图1为一种传统的LED自激振荡驱动电路的电路图。如图4所示，***的输出电流Iout为：

$\mathrm{Iout}=\frac{\mathrm{Ipk}}{2}---\left(1\right);$

其中，Ipk为变压器电感电流峰值。

传统的LED自激振荡驱动电路的三极管由导通到关断的时间是由变压器原边磁饱和时间决定，不同***输入电源电压对应不同的磁饱和谐振电感电流峰值Ipk，最终导致不同的输出电流Iout。传统的LED自激振荡驱动电路输出电流随***输入电源会变化10％～20％左右。另一方面，由于缺少相应保护电路，***容易发生输出LED负载开路造成损坏的问题，影响***可靠性。

实用新型内容

本实用新型的提供的一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，以克服上述现有技术的缺陷。

本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，包括LED自激振荡电路、输出电压检测电路、输出过压保护电路、峰值限流电路、或门OR1、驱动电路Gate、开关Mdn、第二电阻Rcs；LED自激振荡电路包括LED负载电路和谐振电路；LED负载电路包括三极管Qdrv、续流二极管Dout、负载电容Cout和LED二极管LED；谐振电路包括变压器T1、第一电阻R1和电容C1；第二电阻Rcs检测输出电流，输出电压检测电路检测输出电压，开关Mdn关断三极管Qdrv；或门OR1的两个输入端分别与输出过压保护电路、峰值限流电路连接，输出端与驱动电路Gate连接；驱动电路Gate与开关Mdn连接。

进一步，本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，还可以具有这样的特征：第二电阻Rcs串联在三极管Qdrv的发射极Vcs和接地端之间。

进一步，本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，的峰值限流电路包括第一比较器Cp1和One-shot电路；第一比较器Cp1比较第二电阻Rcs的电压Vcs和第一基准电压Vrcs；One-shot电路产生关断三极管Qdrv的脉冲信号。

进一步，本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，还可以具有这样的特征：输出电压检测电路包括第三电阻Rup和第四电阻Rdn。

进一步，本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，还可以具有这样的特征：的输出过压保护电路包括取绝对值电路、第二比较器Cp2和锁存电路；取绝对值电路将第三电阻Rup和第四电阻Rdn之间的电压Vfb由负电压转变为正电压；第二比较器Cp2比较取绝对值电路的输出电压Vabs和第二基准电压Vrfb；锁存电路锁存第二比较器Cp2的输出。

进一步，本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，还可以具有这样的特征：开关Mdn可采用PMOS管、NMOS管、PNP管和NPN管中的任意一种。

进一步，本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，还可以具有这样的特征：三极管Qdrv可采用MOS管。

实用新型的有益效果

本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，当***输入电源变化时，通过峰值限流电路使得谐振电感电流峰值保持不变，从而使得输出电流保持不变。检查输出电压Vout，输出电压Vout过高则通过Mdn关断三极管Qdrv以结束***的自激振荡，从而实现输出过压保护。本实用新型可以做到输出电流随***输入电源会变化5％左右，并通过输出过压保护防止LED负载开路等原因造成损坏。

本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，解决传统LED自激振荡驱动电路输出电流随***输入电源变化过大以及缺少输出过压保护功能容易造成损坏的问题，从而改善自激振荡驱动电路的性能，防止输出电压过压造成损坏，提高***的可靠性。

本实用新型提供一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，主要用于AC-DC电源、LED驱动等领域及其他基于自激振荡工作的***以提供稳定的输出电流并实现输出电压过压保护，改善自激振荡驱动电路的性能，防止输出电压过压造成电路损坏，提高***的可靠性。

附图说明

图1为传统的LED自激振荡驱动电路的电路图。

图2为本实用新型中的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路的框图。

图3为本实用新型中的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路的电路图。

图4为传统的LED自激振荡驱动电路的工作波形图。

图5为本实用新型中的带有输出过压保护功能LED自激振荡驱动电路的工作波形图。

图6为本实用新型中的带有输出过压保护功能LED自激振荡驱动电路输出过压保护功能的工作波形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图2和图3所示，带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路包括：LED自激振荡电路、输出电压检测电路、输出过压保护电路、峰值限流电路、或门OR1、驱动电路Gate、开关Mdn、第二电阻Rcs。

LED自激振荡电路包括LED负载电路和谐振电路。

LED负载电路包括三极管Qdrv、续流二极管Dout、负载电容Cout和LED二极管LED。

谐振电路包括变压器T1、第一电阻R1和电容C1。

变压器T1一侧的两端分别与三极管Qdrv的集电极、LED二极管负极连接。变压器T1另一侧的两端分别与三极管Qdrv的发射极、电容C1相连；还与输出电压检测电路的两端相连。三极管Qdrv可采用MOS管。

电容C1的另一端与第一电阻R1相连。第一电阻的另一端与三极管Qdrv的基极相连。

续流二极管Dout的正极与三极管Qdrv的集电极相连，负极与LED二极管的正极相连。负载电容Cout与LED二极管LED并联。

开关Mdn可采用PMOS管、NMOS管、PNP管和NPN管。开关Mdn的漏极与三极管Qdrv的基极相连，栅极与驱动电路相连，源极与接地端相连。

第二电阻Rcs串联在三极管Qdrv的发射极Vcs和接地端之间。第二电阻Rcs检测输出电流，输出电压检测电路检测输出电压，开关Mdn关断三极管Qdrv。

或门OR1的两个输入端分别与输出过压保护电路、峰值限流电路连接，输出端与驱动电路Gate连接。

输出电压检测电路包括第三电阻Rup和第四电阻Rdn。

的峰值限流电路包括第一比较器Cp1和One-shot电路。第一比较器Cp1比较第二电阻Rcs的电压Vcs和第一基准电压Vrcs。One-shot电路产生关断三极管Qdrv的脉冲信号。

的输出过压保护电路包括取绝对值电路、第二比较器Cp2和锁存电路。取绝对值电路将第三电阻Rup和第四电阻Rdn之间的电压Vfb由负电压转变为正电压。第二比较器Cp2比较取绝对值电路的输出电压Vabs和第二基准电压Vrfb。锁存电路锁存第二比较器Cp2的输出。

如图4所示，通过峰值限流电路控制变压器电感电流峰值Ipk不随***输入电压变化，从而稳定输出电流。通过输出电压检测电路检测输出电压大小，当发生输出过压时，使Mdn导通，关断三极管Qdrv以结束***的自激振荡，从而实现输出过压保护。

如图3所示的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路的具体工作原理为：

如图5所示，三极管Qdrv导通后，变压器电感电流从0A逐渐升高，电阻Rcs检测变压器电感电流的大小，当变压器电感电流增大到峰值限流电路设定的峰值电流时，运放Cp1输出高电平，触发One-shot电路产生一个高电平脉冲，经过或门OR1和驱动电流使Mdn导通来关断三极管Qdrv。峰值限流电路设定的变压器电感峰值电流为：

$\mathrm{Ipk}=\frac{\mathrm{Vrcs}}{\mathrm{Rcs}}---\left(2\right);$

三极管Qdrv关断后，变压器电感电流从Ipk逐渐降低，当变压器电感电流将达到0A后，LED自激振荡电路通过变压器TI、电容C1和电阻R1使三极管Qdrv重新导通。

通过电阻Rcs来设定***的输出电流，大小为：

$\mathrm{Iout}=\frac{\mathrm{Ipk}+0A}{2}=\frac{1}{2}\×\frac{\mathrm{Vrcs}}{\mathrm{Rcs}}---\left(3\right);$

如图3所示的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路实现输出过压保护的具体工作原理为：

如图6所示，当三极管Qdrv关断时，变压器T1的原边电压等于输出电压Vout，输出电压检测电路的输出电压Vfb为：

$\mathrm{Vfb}=-\frac{\mathrm{Vout}}{\mathrm{Kpa}}\×\mathrm{Kfb}---\left(4\right);$

其中，Kpa为变压器原边和辅边匝数比。

$\mathrm{Kfb}=-\frac{\mathrm{Rdn}}{\mathrm{Rup}+\mathrm{Rdn}}---\left(5\right);$

Vfb电压经过取绝对值电路转变为正电压Vabs和基准电压Vrfb比较。输出电压Vout过高导致Vabs大于基准电压Vrfb，比较器Cp2输出高电平，锁存电路锁存高电平产生OVP高电平，经或门OR1和驱动电路使Mdn导通来关断三极管Qdrv，从而使***停止工作，实现保护功能。输出过压电压Vout_ovp可以通过修改电阻Rup和电阻Rdn的比例关系Kfb来设置，输出过压电压Vout_ovp为：

$\mathrm{Vout}\_\mathrm{ovp}=\frac{\mathrm{Vrfb}}{\mathrm{Kfb}}\×\mathrm{Kpa}---\left(6\right);$

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。任何不超出本实用新型实质精神范围的实用新型创造，包括但不限于电阻实现方式如Rcs采用普通电阻或MOS电阻等的改变、对元器件的类型或型号的替换如将Mdn替换成三极管等、电路局部构造的变更如增加线电压补偿电路等，以及其他非实质性的替换、变形或修改，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，其特征在于：

包括LED自激振荡电路、输出电压检测电路、输出过压保护电路、峰值限流电路、或门(OR1)、驱动电路(Gate)、开关(Mdn)、第二电阻(Rcs)；

其中，所述LED自激振荡电路包括LED负载电路和谐振电路；

所述LED负载电路包括三极管(Qdrv)、续流二极管(Dout)、负载电容(Cout)和LED二极管(LED)；

所述谐振电路包括变压器(T1)、第一电阻(R1)和电容(C1)；

所述第二电阻(Rcs)检测输出电流，所述输出电压检测电路检测输出电压，所述开关(Mdn)关断所述三极管(Qdrv)；

所述或门(OR1)的两个输入端分别与所述输出过压保护电路、所述峰值限流电路连接，输出端与所述驱动电路(Gate)连接；

所述驱动电路(Gate)与所述开关(Mdn)连接。

2.根据权利要求1所述的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，其特征在于：

其中，所述第二电阻(Rcs)串联在所述三极管(Qdrv)的发射极(Vcs)和接地端之间。

3.根据权利要求2所述的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，其特征在于：

其中，所述的峰值限流电路包括第一比较器(Cp1)和One-shot电路；

所述第一比较器(Cp1)比较所述第二电阻(Rcs)的电压(Vcs)和第一基准电压(Vrcs)；

所述One-shot电路产生关断所述三极管(Qdrv)的脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，其特征在于：

其中，所述输出电压检测电路包括第三电阻(Rup)和第四电阻(Rdn)。

5.根据权利要求4所述的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，其特征在于：

其中，所述的输出过压保护电路包括取绝对值电路、第二比较器(Cp2)和锁存电路；

所述取绝对值电路将所述第三电阻(Rup)和所述第四电阻(Rdn)之间的电压(Vfb)由负电压转变为正电压；

所述第二比较器(Cp2)比较取绝对值电路的输出电压(Vabs)和第二基准电压Vrfb；

所述锁存电路锁存所述第二比较器(Cp2)的输出。

6.根据权利要求1所述的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，其特征在于：

其中，所述开关(Mdn)可采用PMOS管、NMOS管、PNP管和NPN管中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的带有输出过压保护功能的LED自激振荡驱动电路，其特征在于：

其中，所述三极管(Qdrv)可采用MOS管。