一种led负载均流保护电路

文档序号:834360 发布日期:2021-03-30 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 一种led负载均流保护电路 (LED load current-sharing protection circuit ) 是由 侯宇 周芳 蓝贤福 何贵平 罗彪 于 2020-12-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种LED负载均流保护电路,包括:电源模块;断路检测模块,与LED负载支路连接,用于检测LED负载支路的开路故障信息或者正常工作信息;开关模块,与电源模块、断路检测模块连接,用于根据开路故障断开或根据正常工作信息闭合;恒流驱动模块,与开关模块、LED负载支路连接,用于在开关模块断开时,恒流驱动模块断开与电源模块连接;在开关模块闭合时,恒流驱动模块通过开关模块与电源模块连接,并驱动LED负载支路;均流模块,与恒流驱动模块连接,用于在开关模块闭合时,受所述恒流驱动模块的驱动为所述LED负载支路实现均流控制;本发明能够在实现多路LED负载高精度均流的同时保护LED负载。(The invention discloses a current-sharing protection circuit for LED loads, which comprises: a power supply module; the open circuit detection module is connected with the LED load branch and used for detecting open circuit fault information or normal working information of the LED load branch; the switch module is connected with the power supply module and the open circuit detection module and is used for being disconnected according to open circuit faults or being closed according to normal working information; the constant current driving module is connected with the switch module and the LED load branch circuit and is used for disconnecting the switch module and the power supply module when the switch module is disconnected; when the switch module is closed, the constant current driving module is connected with the power supply module through the switch module and drives the LED load branch; the current sharing module is connected with the constant current driving module and is used for realizing current sharing control on the LED load branch circuit under the driving of the constant current driving module when the switch module is closed; the invention can realize high-precision current sharing of multiple paths of LED loads and protect the LED loads at the same time.)

一种LED负载均流保护电路

技术领域

本发明属于LED负载技术领域,具体涉及一种LED负载均流保护电路。

背景技术

开关电源作为电路中一种常见运用,因为有着高效、节能的优点被广泛的应用于各种驱动电路,其中,为了节省电路成本,使开关电路能够最大化利用。LED负载均流保护电路就是在开关电路的应用。在开关电路中,当出现LED串并数较多、LED负载各支路的颗数不同、LED负载各支路并联的LED型号不同等情况时,各支路均流就成了一个大问题,导致在开关电源中LED负载只能全部串联一起;在某些领域还要求对LED负载做到某一路LED负载断路,则全部LED负载断路,对开关电源而言,多路LED负载的一断全断也是一个问题,在开关电源中,当LED负载分成多路时,由于各支路LED颗数或者型号不同,产生一定的压差,导致各支路的电流出现不均流的现象,现有技术的分流精度与成本之间成比例上升,在开关电源中,无法将LED分成多支路,只能全部串联一起;并且当一颗LED断路时,无法做到断开全部LED负载的保护,在一些领域内不满足客户的配光要求。

发明内容

为了克服上述技术缺陷,本发明提供了一种LED负载均流保护电路,旨在解决上述问题。

为了解决上述问题,本发明按以下技术方案予以实现的:

一种LED负载均流保护电路,用于在实现高精度均流的同时对LED负载进行保护,所述LED负载包括一路或多支路不同的LED负载支路,所述电路包括:

电源模块;

断路检测模块,与所述LED负载支路连接,用于检测所述LED负载支路的开路故障信息或者正常工作信息;

开关模块,与所述电源模块、所述断路检测模块连接,用于根据所述开路故障断开或根据正常工作信息闭合;

恒流驱动模块,与所述开关模块、所述LED负载支路连接,在所述开关模块断开时,所述恒流驱动模块断开与所述电源模块连接;在所述开关模块闭合时,所述恒流驱动模块通过所述开关模块与所述电源模块连接,并驱动所述LED负载支路;

均流模块,与所述恒流驱动模块连接,用于在所述开关模块闭合时,受所述恒流驱动模块的驱动对所述LED负载支路实现均流控制。

作为本发明的进一步改进,所述电源模块包括:滤波防反模块;

所述滤波防反模块的输入端与所述电源模块连接,所述滤波防反模块的输出端与所述开关模块连接。

作为本发明的进一步改进,所述均流模块包括均流电阻、若干与所述LED负载支路数量相同的均流三极管;所述均流电阻的一端与所述均流三极管的基极连接,所述LED负载支路通过所述均流三极管的CE结接地;所述均流电阻的另一端与所述恒流驱动模块连接,用于让所述均流三极管导通时工作在放大区并且使均流三级管的基极电流一致,调节该电阻阻值可实现高精度均流。

作为本发明的进一步改进,所述断路检测模块包括检测三极管、检测二极管、第二MOS管、第三MOS管、上拉电阻、第一分压电阻、第二分压电阻;

所述检测三极管和所述检测二极管的数量与所述LED负载支路数量相同;所述检测三极管的基极与所述LED负载支路连接,所述检测三极管的发射极接地,所述检测三极管的集电极连接所述检测二极管的正端,所述检测二极管的负端连接第三MOS管的栅极,所述第三MOS管的源极接地,所述第三MOS管的漏极与所述第二MOS管的栅极连接,所述第二MOS管的源极接地,所述第二MOS管的漏极与所述开关模块连接;所述检测二极管的正端通过所述上拉电阻与所述电源模块连接;所述第二MOS管的栅极通过所述第一分压电阻接地,所述第二MOS管的栅极通过所述第二分压电阻连接所述电源模块。

作为本发明的进一步改进,所述断路检测模块还包括基极二极管;每一所述LED负载支路均设有所述基极二极管;所述检测三极管的基极通过所述基极二极管接地。

作为本发明的进一步改进,所述开关模块包括第一MOS管;所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极连接,所述第一MOS管的源极与所述电源模块连接,所述第一MOS管的漏极与所述恒流驱动模块连接;

作为本发明的进一步改进,所述滤波防反模块包括第一电容、第二电容、泄流电阻、TVS管、防反二极管、第三电容;

所述电源模块通过所述第一电容、所述第二电容接地;所述电源模块通过所述泄流电阻接地;所述电源模块通过所述TVS管接地;所述电源模块通过所述防反二极管、所述第三电容接地;所述防反二极管的负端为所述滤波防反模块的输出。

作为本发明的进一步改进,所述均流三极管为NPN三极管。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:首先,通过断路检测模块检测LED负载支路是否正常工作,当某一LED负载支路出现故障时,故障信息反馈给开关模块,开关模块直接关断恒流驱动模块的恒流输出,进而保护LED负载;其次,设置了恒流驱动模块和均流模块,对于含有多路LED负载支路,并且每一路LED负载支路包含的LED数量不一样或者LED型号不一样的情况来说,能使得每一路LED负载支路都能高精度均流。

附图说明

下面结合附图对本发明的

具体实施方式

作进一步详细的说明,其中:

图1为实施例一所述LED负载均流保护电路的结构框图;

图2为实施例一所述LED负载均流保护电路的电路原理图;

图3为实施例一所述滤波防反电路的电路原理图;

图4为实施例一所述开关模块的电路原理图;

图5为实施例一所述断路检测模块的电路原理图;

图6为实施例一所述LED负载支路和所述均流模块的电路原理图。

标记说明:1、电源模块;2、滤波防反模块;3、开关模块;4、恒流驱动模块;5、LED负载支路;6、断路检测模块;7、均流模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例一

本实施例提供了一种LED负载均流保护电路,用于各支路负载均流的同时保护LED负载,LED负载包括一路或多路不同的LED负载支路,多路LED负载保护电路包括:

电源模块1;

断路检测模块6,与LED负载支路5连接,用于检测LED负载支路5的开路故障信息或者正常工作信息;

开关模块3,与电源模块1、断路检测模块6连接,用于根据开路故障断开或根据正常工作信息闭合;

恒流驱动模块4,与开关模块3、LED负载支路5连接,在开关模块3断开时,恒流驱动模块4断开与电源模块1连接;在开关模块3闭合时,恒流驱动模块4通过开关模块3与电源模块1连接,并驱动LED负载支路5;

均流模块7,与恒流驱动模块4连接,用于在开关模块3闭合时,受恒流驱动模块4的驱动对LED负载支路5实现均流控制。

具体的,均流三级管各基极相连后与均流电阻相连平衡各支路的压差,继而为LED负载支路5提供高精度均流控制。

示例性的,多路LED负载中,当出现LED串并数较多、LED负载各支路的颗数不同、LED负载各支路并联的LED型号不同等情况时,每一LED负载支路5的均流成为目前急需解决的问题。本实施例以3条LED负载支路5为例,第一LED负载支路5由6个LED串联(LED1,LED2,……,LED6),第二LED负载支路5由5个LED串联(LED7,LED8,……,LED11),第三LED负载支路5由4个LED串联(LED12,LED13,……,LED15),对本实施例作进一步说明。

具体的,均流模块7包括均流电阻R14、3个均流三极管:第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9;均流三极管可以是但不限制于NPN三极管。第一LED负载支路5通过第九三极管Q9的CE结接地,第二LED负载支路5通过第八三极管Q8的CE结接地,第三LED负载支路5通过第七三极管Q7的CE结接地。恒流驱动模块4通过均流电阻R14与第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9的基极连接,用于让均流三极管导通时工作在放大区。支路三极管的基极连在一起,均流电阻R14从LED输入端取电,均流电阻R14可根据实际LED负载情况设定阻值可用于调节均流精度,使第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9一直处于放大区,且由于第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9的基极相同,集电极的电流也相同,能够平衡各支路产生的压差,实现高精度均流。

在上述实施例中,电源模块1包括:滤波防反模块2;滤波防反模块2的输入端与电源模块1连接,滤波防反模块2的输出端与开关模块3连接。滤波防反模块2包括第一电容C1、第二电容C2、泄流电阻R1、TVS管TVS1、防反二极管D1、第三电容C3;电源模块1通过第一电容C1、第二电容C2接地;电源模块1通过泄流电阻R1接地;电源模块1通过TVS管接地;电源模块1通过防反二极管D1、第三电容C3接地;防反二极管D1的负端为滤波防反模块2的输出。通过防反滤波电路,能为后续的电路提供稳定的电源输入。

在上述实施例中,断路检测模块6包括检测三极管(第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6)、检测二极管(第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4)、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、上拉电阻(第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10)、第一分压电阻R6、第二分压电阻R5、基极二极管(第五二极管D5和第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8、第九二极管D9和第十二极管D10);

第四三极管Q4的基极与第一LED负载支路5中的LED6的负端连接,发射极接地,集电极连接第二二极管D2的正端;第五三极管Q5的基极与第二LED负载支路5中的LED11的负端连接,发射极接地,集电极连接第三二极管D3的正端;第六三极管Q6的基极与第三LED负载支路5中的LED15的负端连接,发射极接地,集电极连接第四二极管D4的正端;第二二极管D2的负端、第三二极管D3的负端、第四二极管D4的负端均连接第三MOS管Q3的栅极,第三MOS管Q3源极接地,第三MOS管Q3的漏极与第二MOS管Q2的栅极连接,第二MOS管Q2的源极接地,第二MOS管的Q2漏极与开关模块3连接;第二MOS管的栅极Q2通过第一分压电阻R6接地,第二MOS管Q2的栅极通过第二分压电阻连R5接电源模块1。

检测三极管的基极通过一组基极二极管和均流三极管接地,基极二极管和均流三极管的压降之和为检测三极管的基极,基极二极管和均流三极管的压降之和只需满足检测三极管的导通压降。

在上述实施例中,开关模块3包括第一MOS管Q1;第一MOS管Q1的栅极与第二MOS管Q2的漏极连接,第一MOS管Q1的源极与电源模块1连接,第一MOS管Q1的漏极与恒流驱动模块4连接。

具体的,断路检测模块6中,基极二极管为检测三极管提供检测电压,各支路LED负载正常工作时,检测三极管Q4、Q5、Q6基极检测的电压为各支路LED负载的基极二极管和均流三极管的压降之和;压降之和满足检测三极管导通压降,此时检测三极管Q4、Q5、Q6导通,检测三极管的集电极的电压被拉到地,给检测二极管D2、D3、D4输出一个低电平至第三MOS管Q3,Q3可以是但不限制于N-MOS,由于MOS管是电压控制性器件,此时Q3栅极和源极之间没有导通压差,Q3处于截止区,漏极反馈一个高电平给N-MOS的第二MOS管Q2,Q2栅极和源极之间有导通压差,Q2处于导通状态,Q2的漏极被拉到地,反馈给开关模块3中P-MOS的第一MOS管Q1的栅极一个低电平,Q1栅极和源极之间有导通压差,Q1导通进而给恒流驱动模块4提供工作电压,LED负载正常工作。

更具体的,以第二LED负载支路5的一颗LED出现断路为例,三极管Q8基极检测电压为悬空状态,集电极通过上拉电阻R9提供一个高电平给二极管D3,Q3 N-MOS栅极同为高电平,Q3导通,Q3漏极被拉到地,输出一个低电平给Q2 N-MOS,Q2无压差不导通,进而Q2漏极输出一个高电平给开关模块3Q1 P-MOS,Q1栅极和源极之间压差远小于MOS的导通压差,开关模块3Q1关断,进而恒流驱动模块4没有工作电压停止工作,整个LED负载支路5呈关断状态。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,故凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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