開關(guān)電源保護(hù)電路及l(fā)ed燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于保護(hù)電路領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源保護(hù)電路及LED燈具。本發(fā)明提供的開關(guān)電源保護(hù)電路，連接在開關(guān)電源輸出端與負(fù)載之間，包括電壓轉(zhuǎn)換單元、開路保護(hù)單元和電流取樣單元。在負(fù)載開路時(shí)，開路保護(hù)單元可以通過對電壓轉(zhuǎn)換單元反饋輸入端的調(diào)控，控制從電壓轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓大小，進(jìn)而保護(hù)整個(gè)電路。該開關(guān)電源保護(hù)電路的設(shè)計(jì)簡單可靠，成本低廉并且體積結(jié)構(gòu)小，易于實(shí)現(xiàn)，適合做各類開關(guān)電源的開路保護(hù)電路。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于保護(hù)電路領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源保護(hù)電路及LED燈具。 開關(guān)電源保護(hù)電路及LED燈具

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品新技術(shù)不斷革新，LED作為新型光源，它有著節(jié) 能、環(huán)保、高效的特點(diǎn)，LED技術(shù)已經(jīng)成熟并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，隨之也出現(xiàn)了各種各樣的開關(guān) 電源電路。LED是一種電流型發(fā)光器件，對流過自身的電流非常敏感，要求相對也很苛刻。
[0003] 以開關(guān)電源經(jīng)升壓處理后接LED為例，當(dāng)負(fù)載LED開路時(shí)（比如LED串中有一顆開 路)，會引起輸出電壓階躍式突變上升，致使電路因電壓過高而損壞；因此，急需一種能夠?qū)?現(xiàn)開路保護(hù)的開關(guān)電源電路來解決上述技術(shù)問題。實(shí)際上，與LED類似的各類家用電子電 器的開關(guān)電路，同樣需要具備開路保護(hù)的功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的首先在于提供一種開關(guān)電源保護(hù)電路，以解決現(xiàn)有開關(guān) 電源電路因?yàn)椴痪邆溟_路保護(hù)功能而容易導(dǎo)致整個(gè)電路受損的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種開關(guān)電源保護(hù)電路，包括：
[0007] 電壓轉(zhuǎn)換單元，連接在所述開關(guān)電源的輸出端與負(fù)載的輸入端之間、用于將輸入 電壓進(jìn)行升壓或降壓變換；
[0008] 開路保護(hù)單元，并接在負(fù)載的輸入端與輸出端之間，用于在所述負(fù)載開路時(shí)通過 所述電壓轉(zhuǎn)換單元的反饋輸入端控制輸出電壓的大小、保護(hù)整個(gè)電路；
[0009] 電流取樣單元，連接在負(fù)載的輸出端與地之間，用于對流經(jīng)所述負(fù)載的電流進(jìn)行 取樣。
[0010] 進(jìn)一步地，所述電路還包括：連接在所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與地之間、用于對 輸入給所述負(fù)載的電壓進(jìn)行整流濾波處理的整流濾波單元。
[0011] 具體地，所述開路保護(hù)單元包括穩(wěn)壓二極管ZD1和電阻R2 ;所述穩(wěn)壓二極管ZD1 的陰極接所述負(fù)載的輸入端，所述穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極同時(shí)接所述電阻R2的第一端和所 述電壓轉(zhuǎn)換單元的反饋輸入端；所述電阻R2的第二端接所述負(fù)載的輸出端。或者，所述開 路保護(hù)單元包括穩(wěn)壓二極管ZD2 ;所述穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極接所述負(fù)載的輸入端，所述穩(wěn) 壓二極管ZD2的陽極同時(shí)接所述負(fù)載的輸出端和所述電壓轉(zhuǎn)換單元的反饋輸入端。
[0012] 具體地，所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括升壓轉(zhuǎn)換器U1、二極管D1、電阻R1、電容C3和電 感L1 ;所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的電壓輸入引腳接所述所述開關(guān)電源的輸出端，所述升壓轉(zhuǎn)換器 U1的公共引腳依次通過所述電阻R1、電容C3接地，所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的開關(guān)控制引腳同 時(shí)接所述電感L1的第一端和所述二極管D1的陽極，所述電感L1的第二端接所述升壓轉(zhuǎn)換 器U1的電壓輸入引腳，所述二極管D1的陰極同時(shí)接所述開路保護(hù)單元的輸入端與所述負(fù) 載的輸入端，所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的反饋輸入引腳接所述開路保護(hù)單元。
[0013] 具體地，所述電流取樣單元包括電阻R3 ;所述電阻R3連接在所述負(fù)載的輸出端與 地之間。
[0014] 整流濾波單元包括電容C2和電容C4 ;所述電容C2和電容C4分別并接在所述電 壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與地之間。
[0015] 進(jìn)一步地，所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的電壓輸入引腳還通過一電容C1接地。
[0016] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種LED燈具，該燈具包括一個(gè)或多個(gè)連接在開關(guān)電 源輸出端的LED串，作為改進(jìn)，所述LED燈具包括一個(gè)如上所述的開關(guān)電源保護(hù)電路。
[0017] 本發(fā)明提供的開關(guān)電源保護(hù)電路及LED燈具，在負(fù)載（比如LED串）開路時(shí)，開路 保護(hù)單元可以通過對電壓轉(zhuǎn)換單元反饋輸入端的調(diào)控，控制從電壓轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓大 小，進(jìn)而保護(hù)整個(gè)電路。該開關(guān)電源保護(hù)電路的設(shè)計(jì)簡單可靠，成本低廉并且體積結(jié)構(gòu)小， 易于實(shí)現(xiàn)，適合做各類開關(guān)電源的開路保護(hù)電路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路的電子元器件示例圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0022] 圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖；為了便于說明， 僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分，如圖所示：
[0023] -種開關(guān)電源保護(hù)電路，連接在開關(guān)電源輸出端與負(fù)載500之間，包括：電壓轉(zhuǎn)換 單元100、開路保護(hù)單元200和電流取樣單元300 ;
[0024] 其中，電壓轉(zhuǎn)換單元100連接在開關(guān)電源的輸出端Vin與負(fù)載500的輸入端之間、 用于將輸入電壓進(jìn)行升壓或降壓變換；開路保護(hù)單元200,并接在負(fù)載500的輸入端與輸出 端之間，用于在負(fù)載500開路時(shí)通過電壓轉(zhuǎn)換單元100的反饋輸入端控制輸出電壓的大小、 保護(hù)整個(gè)電路；電流取樣單元300,連接在負(fù)載500的輸出端與地之間，用于對流經(jīng)負(fù)載500 的電流進(jìn)行取樣。
[0025] -般來說，在開關(guān)電源的輸出端，不論是經(jīng)過一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換單元還是降壓轉(zhuǎn)換單 元進(jìn)行轉(zhuǎn)換后的電壓，在負(fù)載開路時(shí)，都會造成輸出電壓躍階式突變上升，這樣就可能對整 個(gè)電路造成損害。而根據(jù)本第一實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路，在電壓轉(zhuǎn)換單元之后、負(fù) 載的兩端并接一個(gè)開路保護(hù)單元，就可以實(shí)現(xiàn)在負(fù)載開路時(shí)，通過電壓轉(zhuǎn)換單元的反饋輸 入端控制輸出電壓的大小、進(jìn)而保護(hù)整個(gè)電路。也就是說，只要電壓轉(zhuǎn)換單元包括一個(gè)反饋 輸入端，在負(fù)載開路時(shí)，就可以由開路保護(hù)單元通過對電壓轉(zhuǎn)換單元反饋輸入端的調(diào)控，調(diào) 節(jié)輸出電壓的大小，保護(hù)整個(gè)電路。
[0026] 進(jìn)一步地，作為優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明提供的開關(guān)電源保護(hù)電路還可以包括一個(gè)整 流濾波單元400。如圖2所示，圖2即是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路的結(jié)構(gòu) 框圖。在本第二實(shí)施例中，開關(guān)電源保護(hù)電路除了包括第一實(shí)施例提供的各個(gè)模塊結(jié)構(gòu)之 夕卜，還包括了一個(gè)整流濾波單元400,該整流濾波單元400連接在電壓轉(zhuǎn)換單元100的輸出 端與地之間、用于對輸入給負(fù)載500的電壓進(jìn)行整流濾波處理。
[0027] 圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路的電子元器件示例圖。本第三 實(shí)施例提供的電子元器件示例圖是以第二實(shí)施例提供的結(jié)構(gòu)框圖為基礎(chǔ)的，也就是說，本 第三實(shí)施例提供的開關(guān)電源保護(hù)電路包括電壓轉(zhuǎn)換單元100、開路保護(hù)單元200、電流取樣 單元300和整流濾波單元400,并且，為了便于說明，以負(fù)載500為LED串為例，與其相對應(yīng) 的，電壓轉(zhuǎn)換單元100也是一個(gè)實(shí)現(xiàn)升壓轉(zhuǎn)換的功能模塊。
[0028] 具體參見圖3。
[0029] 開路保護(hù)單元200并接在負(fù)載500 (即LED串）的兩端，包括穩(wěn)壓二極管ZD1和電 阻R2 ;穩(wěn)壓二極管ZD1的陰極接LED串500的輸入端，穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極同時(shí)接電阻 R2的第一端和電壓轉(zhuǎn)換單元200的反饋輸入端；電阻R2的第二端接LED串500的輸出端。
[0030] 電壓轉(zhuǎn)換單元100包括升壓轉(zhuǎn)換器U1、二極管D1、電阻R1、電容C3和電感L1 ;升 壓轉(zhuǎn)換器U1的電壓輸入引腳Vin接開關(guān)電源的輸出端，同時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器U1的電壓輸入引 腳還通過一電容C1接地。升壓轉(zhuǎn)換器U1的公共引腳C0MP依次通過電阻R1、電容C3接地， 升壓轉(zhuǎn)換器U1的開關(guān)控制引腳SW同時(shí)接電感L1的第一端和二極管D1的陽極，電感L1的 第二端接升壓轉(zhuǎn)換器U1的電壓輸入引腳Vin，二極管D1的陰極同時(shí)接整流濾波單元400、 開路保護(hù)單元200和LED串500,升壓轉(zhuǎn)換器U1的反饋輸入引腳FB接在開路保護(hù)單元200 的穩(wěn)壓二極管ZD1和電阻R2的公共連接端。
[0031] 此外，整流濾波單元400包括電容C2和電容C4,分別并接在二極管D1的陰極與地 之間。電流取樣單元300則包括電阻R3 ;該電阻R3連接在LED串500的輸出端與地之間。
[0032] 假設(shè)是不包括開路保護(hù)單元200的電路，則當(dāng)LED串開路或者被移走時(shí)，電流取 樣電阻R3被下拉至接地，使升壓轉(zhuǎn)換器U1的反饋輸入引腳FB端的電壓有被下拉的趨勢， 作為響應(yīng)，升壓轉(zhuǎn)換器U1會盡可能地增加其工作占空比直至最大值，目的是使在升壓轉(zhuǎn)換 器U1的反饋輸入引腳FB上維持正確的電壓，即為其內(nèi)部參考電壓Vref。當(dāng)升壓轉(zhuǎn)換器 U1接近其最大占空比時(shí)，可以產(chǎn)生很高的輸出電壓，由公式Vout=lAl-D)*Vin可知，比如 當(dāng)占空比到達(dá)0. 9時(shí)，電路的輸出電壓Vout=lAl-〇. 9) *Vin=10Vin，而一般情況D=0. 5時(shí)， Vout=lAl-〇. 5) *Vin=2Vin，也就是說，在LED串開路時(shí)，電路的輸出電壓會急劇上升并可 能損壞電路。
[0033] 以圖3所示的電路結(jié)構(gòu)為例，電路正常工作時(shí)，開路保護(hù)單元200中的穩(wěn)壓二極管 ZD1由于電壓不夠高而未被擊穿，沒有電流經(jīng)過。同樣，在LED串開路或被移走時(shí)，電壓急劇 上升，致使穩(wěn)壓二極管ZD1被擊穿，同時(shí)，電流流經(jīng)電阻R2和電阻R3接地形成回路。實(shí)際 上，當(dāng)Vout上升至穩(wěn)壓二極管ZD1被擊穿時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器U1的反饋輸入引腳FB上的電壓 超過其內(nèi)部的參考電壓Vref，作為響應(yīng)，升壓轉(zhuǎn)換器U1會降低占空比值，使輸出電壓Vout 降低，目的是使在升壓轉(zhuǎn)換器U1的反饋輸入引腳FB上維持正確的電壓，即為其內(nèi)部參考電 壓Vref。實(shí)現(xiàn)開路保護(hù)后的整個(gè)輸出電流由電阻R2和電阻R3的串聯(lián)組合決定，因?yàn)樯龎?轉(zhuǎn)換器U1的反饋輸入引腳FB上的電壓等于其內(nèi)部參考電壓Vref，因此，輸出的保護(hù)電流默 認(rèn)為：Ipro=Vref/ (R2+R3)，并且最高輸出電壓Vout=VZDl+Vref，因此實(shí)現(xiàn)將輸出電壓限制 在一個(gè)安全的水平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在LED串出現(xiàn)開路故障時(shí)降低輸出電流。
[0034] 在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，為了確保穩(wěn)壓二極管ZD1在電路正常運(yùn)行期間完全關(guān)閉，選用的 穩(wěn)壓二極管ZD1，其擊穿電壓應(yīng)至少高于最大負(fù)載電壓、并且小于升壓轉(zhuǎn)換器U1的規(guī)定最 大輸出電壓。此外，作為優(yōu)選實(shí)施例，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，電阻R2的阻值應(yīng)盡可能地大，以最小 化穩(wěn)壓二極管ZD1的功耗。
[0035] 實(shí)際上，在具體實(shí)現(xiàn)開路保護(hù)時(shí)，開路保護(hù)單元也可以只包括穩(wěn)壓二極管ZD2 ;穩(wěn) 壓二極管ZD2的陰極接負(fù)載500的輸入端，陽極同時(shí)接負(fù)載500的輸出端和電壓轉(zhuǎn)換單元 100的反饋輸入端。也就是說，省略電阻R2也是可以基本實(shí)現(xiàn)開路保護(hù)功能的。開路時(shí)，輸 出電流的大小就僅由電流取樣電阻R3的阻值大小來控制。
[0036] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種LED燈具，所述燈具包括一個(gè)或多個(gè)連接在開關(guān)電源輸 出端的LED串，作為改進(jìn)，所述LED燈具包括一個(gè)如上所述的開關(guān)電源保護(hù)電路。
[0037] 本發(fā)明提供的開關(guān)電源保護(hù)電路及LED燈具，在負(fù)載（比如LED串）開路時(shí)，開路 保護(hù)單元可以通過對電壓轉(zhuǎn)換單元反饋輸入端的調(diào)控，控制從電壓轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓大 小，進(jìn)而保護(hù)整個(gè)電路。該開關(guān)電源保護(hù)電路的設(shè)計(jì)簡單可靠，成本低廉并且體積結(jié)構(gòu)小， 易于實(shí)現(xiàn)，適合做各類開關(guān)電源的開路保護(hù)電路。
[0038] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí) 施例對本發(fā)明進(jìn)行了較詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí) 施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改、或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述電路包括： 電壓轉(zhuǎn)換單元，連接在所述開關(guān)電源的輸出端與負(fù)載的輸入端之間、用于將輸入電壓 進(jìn)行升壓或降壓變換； 開路保護(hù)單元，并接在負(fù)載的輸入端與輸出端之間，用于在所述負(fù)載開路時(shí)通過所述 電壓轉(zhuǎn)換單元的反饋輸入端控制輸出電壓的大小、保護(hù)整個(gè)電路； 電流取樣單元，連接在負(fù)載的輸出端與地之間，用于對流經(jīng)所述負(fù)載的電流進(jìn)行取樣。
2. 如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述電路還包括： 連接在所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與地之間、用于對輸入給所述負(fù)載的電壓進(jìn)行整流 濾波處理的整流濾波單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述開路保護(hù)單元包括穩(wěn)壓 二極管ZD1和電阻R2 ; 所述穩(wěn)壓二極管ZD1的陰極接所述負(fù)載的輸入端，所述穩(wěn)壓二極管ZD1的陽極同時(shí)接 所述電阻R2的第一端和所述電壓轉(zhuǎn)換單元的反饋輸入端；所述電阻R2的第二端接所述負(fù) 載的輸出端。
4. 如權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述開路保護(hù)單元包括穩(wěn)壓 二極管ZD2 ; 所述穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極接所述負(fù)載的輸入端，所述穩(wěn)壓二極管ZD2的陽極同時(shí)接 所述負(fù)載的輸出端和所述電壓轉(zhuǎn)換單元的反饋輸入端。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換單元包括升 壓轉(zhuǎn)換器U1、二極管D1、電阻R1、電容C3和電感L1 ; 所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的電壓輸入引腳接所述開關(guān)電源的輸出端，所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的 公共引腳依次通過所述電阻R1、電容C3接地，所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的開關(guān)控制引腳同時(shí)接所 述電感L1的第一端和所述二極管D1的陽極，所述電感L1的第二端接所述升壓轉(zhuǎn)換器U1 的電壓輸入引腳，所述二極管D1的陰極同時(shí)接所述開路保護(hù)單元的輸入端與所述負(fù)載的 輸入端，所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的反饋輸入引腳接所述開路保護(hù)單元。
6. 如權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述電流取樣單元包括電阻 R3 ;所述電阻R3連接在所述負(fù)載的輸出端與地之間。
7. 如權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述整流濾波單元包括電容 C2和電容C4 ; 所述電容C2和電容C4分別并接在所述電壓轉(zhuǎn)換單元的輸出端與地之間。
8. 如權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源保護(hù)電路，其特征在于，所述升壓轉(zhuǎn)換器U1的電壓輸 入引腳還通過一電容C1接地。
9. 一種LED燈具，包括一個(gè)或多個(gè)連接在開關(guān)電源輸出端的LED串，其特征在于，所述 LED燈具包括一個(gè)開關(guān)電源保護(hù)電路，所述開關(guān)電源保護(hù)電路包括： 電壓轉(zhuǎn)換單元，連接在所述開關(guān)電源的輸出端與所述LED串的輸入端之間、用于將輸 入電壓進(jìn)行升壓或降壓變換； 開路保護(hù)單元，并接在所述LED串的輸入端與輸出端之間，用于在所述所述LED串開路 時(shí)控制輸出電壓的大小、以保護(hù)整個(gè)電路； 電流取樣單元，連接在所述LED串的輸出端與地之間，用于對流經(jīng)所述LED串的電流進(jìn) 行取樣。
10.如權(quán)利要求9所述的LED燈具，其特征在于，所述開關(guān)電源保護(hù)電路為如權(quán)利要求 2-8任一項(xiàng)所述的電路。
【文檔編號】H05B37/02GK104124860SQ201310142691
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月23日
【發(fā)明者】周明杰, 管偉芳 申請人:深圳市海洋王照明工程有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司