專利名稱：Led驅動電源輸入過壓保護電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及過壓保護電路技術，具體涉及一種LED驅動電源輸入過壓保護電路。
背景技術：
由于LED的正向伏安特性非常陡，動態電阻較小，使得其不能直接使用市電交流輸入進行供電，否則在電壓出現變動時，尤其在電壓增加時，流過LED的電流會急劇增加，導致LED負載毀損。因而必須在LED負載與市電交流輸入之間設置LED驅動電源，以充分滿足LED工作所需驅動要求，從而最大限度的發揮LED的性能，減少故障率。LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電壓轉換器。現有技術的LED驅動電源與交流輸入之間無任何過壓保護電路，且LED驅動電源無法對因外界電壓波動造成的LED兩端的工作電流波動進行調整，又電網供電電壓不穩定，波動大，因此，極易造成大批路燈的驅動電源損壞，甚至造成LED損壞。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種LED驅動電源輸入過壓保護電路，該LED驅動電源輸入過壓保護電路設置在LED驅動電源與交流輸入之間，保護LED驅動電源免受電網過壓電壓的沖擊，且該過壓保護電路具有成本低、可靠性高的優點。本發明的目的是這樣實現的:一種LED驅動電源輸入過壓保護電路，包括交流輸入電壓、電源電路、交流隔離檢測電路、信號放大電路、整流采樣電路、過壓回差電路和控制電路，所述電源電路將交流輸入電壓轉換成第一直流電壓分別輸出給信號放大電路、過壓回差電路和控制電路供電；所述交流隔離檢測電路將接收到的交流輸入電壓轉換成低電壓傳遞給信號放大電路；所述信號放大電路將低電壓信號進行放大后輸出給整流采樣電路；所述整流采樣電路將經信號放大電路放大后的電壓信號進行整流后輸出給過壓回差電路；所述過壓回差電路將經整流采樣電路整流后的第二直流電壓與預設的電壓值進行比較，輸出電平信號給控制電路；所述控制電路根據過壓回差電路輸出的電平信號控制LED驅動電源的上電、斷電。所述交流隔離檢測電路包括電壓互感器PTl以及電阻，其中，電阻R7 —端連接電壓互感器PTl的第一輸入端，另一端連接交流輸入的L端，電壓互感器PTl的第二輸入端連接交流輸入的N端，電阻R8串聯在電壓互感器PTl的兩個輸出端之間，電阻RlO —端連接電阻R8的一端、電壓互感器PTl的第一輸出端，電阻RlO另一端連接電阻R9的一端、地，電阻R9的另一端連接電阻R8的另一端、電壓互感器PTl的第二輸出端，電壓互感器PTl的第一輸出端連接信號放大電路的輸入端。所述信號放大電路包括運放U2A以及電阻，電阻Rll —端連接運放U2A的正相輸入端，另一端連接交流隔離檢測電路的輸出端，電阻R19 —端連接運放U2A的輸出端，另一端連接運放U2A的反相輸入端、電阻R18 —端，電阻R18另一端接地，運放U2A的輸出端連接整流采樣電路的輸入端。
所述整流采樣電路包括限流電阻R12、整流二極管D4，以及由電阻R13和電容CS組成的充放電電路，所述限流電阻R12與整流二極管D4串聯在信號放大電路的輸出端與過壓回差電路的輸入端之間，所述電阻R13與電容CS并聯在整流二極管D4的負極與地之間。所述過壓回差電路包括比較器U2B以及電阻、穩壓管，電阻R15 —端連接比較器U2B的反相輸入端，另一端連接整流采樣電路的輸出端，電阻R14 —端連接基準電壓電路的輸出端，另一端連接比較器U2B的同相輸入端、電阻R16 —端，電阻R16的另一端連接穩壓管Z2的負極，穩壓管Z2的正極接地，電阻R17的一端連接比較器U2B的輸出端，電阻R17的另一端連接控制電路的輸入端、穩壓管Z2的負極。所述基準電壓電路包括三端穩壓器及電阻，電阻R1、電阻R2和電阻R3依次串聯在供電電壓VCC與地之間，三端穩壓器的輸入端連接在電阻Rl與電阻R2之間，三端穩壓器的輸出端連接在電阻R2與電阻R3之間，三端穩壓器的接地端接地。所述控制電路包括三極管Q1、二極管D1、D3、繼電器K以及電阻，二極管Dl的負極連接過壓回差電路的輸出端，二極管Dl的正極連接電阻R5的一端、電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接供電電壓VCC，電阻R5的另一端連接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極接地，三極管Ql的發射極連接繼電器K的線圈的一端，繼電器K的線圈的另一端連接供電電壓VCC，二極管D3并聯在繼電器K的線圈兩端，繼電器K的常閉觸點一端連接交流輸入的L端，另一端連接LED驅動電源的第I腳。所述電源電路包括AC-DC電源模塊，AC-DC電源模塊的第一、二、三輸入端分別連接交流輸入的L端、N端、EARTH端，交流輸入的L端與AC-DC電源模塊的第一輸入端之間串聯有保險絲Fl。所述電源電路還包括一個抗干擾濾波電路，該抗干擾濾波電路的輸出端與AC-DC電源模塊的第一、二輸入端連接，該抗干擾濾波電路的輸入端與保險絲Fl —端、交流輸入的N端連接。本發明的有益效果是:由于在LED驅動電源與交流輸入之間設置LED驅動電源輸入過壓保護電路后，當電網電壓高于預設的電壓值時，通過控制繼電器，自動斷開LED驅動電源的電源，當電網電壓恢復正常，LED驅動電源自動重新上電，這樣就保證了 LED驅動電源的正常運行。且本發明結構簡單、成本低，可靠性高。
圖1為本發明的電路原理框 圖2為本發明的電路不意圖。附圖中，I為交流輸入電壓，2為電源電路，3為交流隔離檢測電路，4為信號放大電路，5為整流采樣電路，6為過壓回差電路，7為控制電路，8為LED驅動電源。
具體實施例方式參見圖1, 一種LED驅動電源輸入過壓保護電路,包括交流輸入電壓1、電源電路2、交流隔離檢測電路3、信號放大電路4、整流采樣電路5、過壓回差電路6和控制電路7，所述電源電路2將交流輸入電壓I轉換成第一直流電壓分別輸出給信號放大電路4、過壓回差電路6和控制電路7供電；所述交流隔離檢測電路3將接收到的交流輸入電壓I轉換成低電壓傳遞給信號放大電路4 ;所述信號放大電路4將低電壓信號進行放大后輸出給整流采樣電路5 ;所述整流采樣電路5將經信號放大電路放大后的電壓信號進行整流后輸出給過壓回差電路6 ;所述過壓回差電路6將經整流采樣電路整流后的第二直流電壓與預設的電壓值進行比較，輸出電平信號給控制電路7 ;所述控制電路7根據過壓回差電路輸出的電平信號控制LED驅動電源8的上電、斷電。參見圖2，所述電源電路包括AC-DC電源模塊Ml，AC-DC電源模塊Ml的第一、二、三輸入端分別連接交流輸入的L端、N端、EARTH端，其中，AC-DC電源模塊Ml的第三輸入端和交流輸入的EARTH端均接機殼或機架。交流輸入的L端與AC-DC電源模塊的第一輸入端之間串聯有保險絲F1。所述電源電路還包括一個抗干擾濾波電路、壓敏電阻VR1、熱敏電阻RT1，壓敏電阻VRl —端連接保險絲Fl —端，另一端連接交流輸入的N端。該抗干擾濾波電路的輸入端與保險絲Fl —端、交流輸入的N端連接,該抗干擾濾波電路的輸出端與AC-DC電源模塊的輸入端連接。所述抗干擾濾波電路包括共模電感LP1、差模抑制電容CX1、共模抑制電容Cl、C2組成，其中，差模抑制電容CXl串聯在共模電感LPl的兩個輸入端之間，共模抑制電容Cl、C2先串聯后并聯在共模電感LPl的兩個輸出端之間，共模抑制電容Cl、C2之間接機殼或機架，差模抑制電容CXl的一端與壓敏電阻VRl的一端、保險絲Fl —端，差模抑制電容CXl的另一端與壓敏電阻VRl的另一端、交流輸入的N端連接，熱敏電阻RTl —端連接共模抑制電容Cl的一端、共模電感LPl的第一輸出端，熱敏電阻RTl的另一端連接AC-DC電源模塊Ml的第一輸入端。AC-DC電源模塊Ml的輸出端連接有穩壓電路,所述穩壓電路包括穩壓管Zl、電容C3、電容C4，穩壓管Zl、電容C3、電容C4并聯，穩壓管Zl的正極連接AC-DC電源模塊Ml的第二輸出端，穩壓管Zl的負極連接AC-DC電源模塊Ml的第一輸出端，電容C3的正極連接AC-DC電源模塊Ml的第一輸出端，電容C3的負極連接AC-DC電源模塊Ml的第二輸出端，電容(34的一端連接AC-DC電源模塊Ml的第一輸出端，電容C4的另一端連接AC-DC電源模塊Ml的第二輸出端。參見圖2，所述交流隔離檢測電路包括電壓互感器PTl以及電阻，其中，電阻R7 —端連接電壓互感器PTl的第一輸入端，另一端連接交流輸入的L端，電壓互感器PTl的第二輸入端連接交流輸入的N端，電阻R8串聯在電壓互感器PTl的兩個輸出端之間，電阻RlO一端連接電阻R8的一端、電壓互感器PTl的第一輸出端，電阻RlO另一端連接電阻R9的一端、地，電阻R9的另一端連接電阻R8的另一端、電壓互感器PTl的第二輸出端，電壓互感器PTl的第一輸出端連接信號放大電路的輸入端。參見圖2，所述信號放大電路包括運放U2A以及電阻，電阻Rll —端連接運放U2A的正相輸入端，另一端連接交流隔離檢測電路的輸出端，本實施例中的電阻Rll的另一端連接電阻10的一端、電阻8的一端、電壓互感器PTl的第一輸出端。電阻R19 —端連接運放U2A的輸出端，另一端連接運放U2A的反相輸入端、電阻R18 —端，電阻R18另一端接地，運放U2A的輸出端連接整流采樣電路的輸入端。參見圖2，所述整流采樣電路包括限流電阻R12、整流二極管D4，以及由電阻R13和電容CS組成的充放電電路，所述限流電阻R12與整流二極管D4串聯在信號放大電路的輸出端與過壓回差電路的輸入端之間，本實施例中，限流電阻R12的一端連接運放U2A的輸出端，限流電阻R12的另一端連接整流二極管D4的正極，整流二極管D4的負極連接電容CS的一端、電阻R13的一端，所述電阻R13與電容CS并聯在整流二極管D4的負極與地之間。
參見圖2，所述過壓回差電路包括比較器U2B以及電阻、穩壓管，電阻R15 —端連接比較器U2B的反相輸入端，電阻R15另一端連接整流采樣電路的輸出端，本實施例中，電阻R15的另一端連接整流二極管D4的負極。電阻R14—端連接基準電壓電路的輸出端，另一端連接比較器U2B的同相輸入端、電阻R16 —端，電阻R16的另一端連接穩壓管Z2的負極，穩壓管Z2的正極接地，電阻R17的一端連接比較器U2B的輸出端，電阻R17的另一端連接控制電路的輸入端、穩壓管Z2的負極。所述基準電壓電路包括三端穩壓器及電阻，電阻Rl、電阻R2和電阻R3依次串聯在供電電壓VCC與地之間，三端穩壓器的輸入端連接在電阻Rl與電阻R2之間，三端穩壓器的輸出端連接在電阻R2與電阻R3之間，三端穩壓器的接地端接地。本實施例的運放U2A、比較器U2B共同組成了一個雙運放U2，雙運放U2的第8腳連接供電電壓VCC，雙運放U2的第4腳接地。雙運放U2的第8腳與第4腳之間串聯有電容C7。參見圖2，所述控制電路包括PNP型三極管Q1、二極管D1、D2、D3、繼電器K以及電阻，二極管Dl的負極連接過壓回差電路的輸出端，本實施例的二極管Dl的負極連接電阻R17、穩壓管Z2的負極，二極管Dl的正極連接電阻R5的一端、電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接供電電壓VCC，電阻R5的另一端連接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極接地，三極管Ql的發射極連接繼電器K的線圈的一端，繼電器K的線圈的另一端連接供電電壓VCC，二極管D3并聯在繼電器K的線圈兩端，繼電器K的常閉觸點一端連接交流輸入的L端，另一端連接LED驅動電源的第I腳。本實施例中，電阻R6與電容C6串聯后并聯在繼電器K的常閉觸點的兩端，電阻R6和電容C6組成繼電器K常閉觸點的電子電弧吸收電路。二極管D2的正極連接二極管Dl的正極、電阻R4的一端、電阻R5的一端，二極管D2的負極連接單片機的JDQ引腳，通過單片機用戶可以直接控制LED驅動電源。本發明的工作原理如下:參見圖2，交流輸入電壓由電阻R7限流后通過交流隔離檢測電路的電壓互感器PTl將信號傳送到另一端，由電阻R8將電流轉化成低電壓，傳送過來的電壓由運放U2A放大后，流經整流采樣電路，由電阻R12限流后經二極管D3整流，再由電容C8和電阻R13充放電，流向過壓回差電路。此時，當比較器U2B的反相輸入端V-的電壓超過比較器U2B正相輸入端預設的高的電壓V+時，比較器U2B的輸出端輸出低電平，三極管Ql因二極管Dl的鉗位而導通，使三極管Ql的發射極Ctrl點的電位被拉低，繼電器K的線圈通電，繼電器K的常閉觸點斷開，即可斷開LED驅動電源的供電電源，從而保護了 LED驅動電源。當比較器U2B的反相輸入端V-的電壓低于比較器U2B正相輸入端預設的低的電壓V+時，比較器U2B的輸出端輸出高電平，三極管Ql因二極管Dl的截止而截止，使三極管Ql的發射極Ctrl點的電位被拉高，繼電器K的線圈斷電，繼電器K的常閉觸點閉合，LED驅動電源重新上電，LED驅動電源重新恢復工作。比較器U2B的正相輸入端預設的高的電壓V+稱為高門限電壓，比較器U2B的正相輸入端預設的低的電壓V+稱為低門限電壓，兩者之差為過壓回差，回差值由電阻R14、電阻R16和穩壓管Z2決定。
權利要求
1.一種LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:包括交流輸入電壓、電源電路、交流隔離檢測電路、信號放大電路、整流采樣電路、過壓回差電路和控制電路，所述電源電路將交流輸入電壓轉換成第一直流電壓分別輸出給信號放大電路、過壓回差電路和控制電路供電；所述交流隔離檢測電路將接收到的交流輸入電壓轉換成低電壓傳遞給信號放大電路；所述信號放大電路將低電壓信號進行放大后輸出給整流采樣電路；所述整流采樣電路將經信號放大電路放大后的電壓信號進行整流后輸出給過壓回差電路；所述過壓回差電路將經整流采樣電路整流后的第二直流電壓與預設的電壓值進行比較，輸出電平信號給控制電路；所述控制電路根據過壓回差電路輸出的電平信號控制LED驅動電源的上電、斷電。
2.根據權利要求1所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述交流隔離檢測電路包括電壓互感器PTl以及電阻，其中，電阻R7 —端連接電壓互感器PTl的第一輸入端，另一端連接交流輸入的L端，電壓互感器PTl的第二輸入端連接交流輸入的N端，電阻R8串聯在電壓互感器PTl的兩個輸出端之間，電阻RlO—端連接電阻R8的一端、電壓互感器PTl的第一輸出端，電阻RlO另一端連接電阻R9的一端、地，電阻R9的另一端連接電阻R8的另一端、電壓互感器PTl的第二輸出端，電壓互感器PTl的第一輸出端連接信號放大電路的輸入端。
3.根據權利要求1所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述信號放大電路包括運放U2A以及電阻，電阻Rll —端連接運放U2A的正相輸入端，另一端連接交流隔離檢測電路的輸出端，電阻R19 —端連接運放U2A的輸出端，另一端連接運放U2A的反相輸入端、電阻R18 —端，電阻R18另一端接地，運放U2A的輸出端連接整流采樣電路的輸入端。
4.根據權利要求1所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述整流采樣電路包括限流電阻R12、整流二極管D4，以及由電阻R13和電容CS組成的充放電電路，所述限流電阻R12與整流二極管D4串聯在信號放大電路的輸出端與過壓回差電路的輸入端之間，所述電阻R13與電容CS并聯在整流二極管D4的負極與地之間。
5.根據權利要求1所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述過壓回差電路包括比較器U2B以及電阻、穩壓管，電阻R15 —端連接比較器U2B的反相輸入端，另一端連接整流采樣電路的輸出端，電阻R14—端連接基準電壓電路的輸出端，另一端連接比較器U2B的同相輸入端、電阻R16—端，電阻R16的另一端連接穩壓管Z2的負極，穩壓管Z2的正極接地，電阻R17的一端連接比較器U2B的輸出端，電阻R17的另一端連接控制電路的輸入端、穩壓管Z2的負極。
6.根據權利要求5所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述基準電壓電路包括三端穩壓器及電阻，電阻R1、電阻R2和電阻R3依次串聯在供電電壓VCC與地之間，三端穩壓器的輸入端連接在電阻Rl與電阻R2之間，三端穩壓器的輸出端連接在電阻R2與電阻R3之間，三端穩壓器的接地端接地。
7.根據權利要求1所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述控制電路包括三極管Q1、二極管D1、D3、繼電器K以及電阻，二極管Dl的負極連接過壓回差電路的輸出端，二極管Dl的正極連接電阻R5的一端、電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接供電電壓VCC，電阻R5的另一端連接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極接地，三極管Ql的發射極連接繼電器K的線圈的一端，繼電器K的線圈的另一端連接供電電壓VCC，二極管D3并聯在繼電器K的線圈兩端，繼電器K的常閉觸點一端連接交流輸入的L端，另一端連接LED驅動電源的第I腳。
8.根據權利要求1所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述電源電路包括AC-DC電源模塊，AC-DC電源模塊的第一、二、三輸入端分別連接交流輸入的L端、N端、EARTH端，交流輸入的L端與AC-DC電源模塊的第一輸入端之間串聯有保險絲Fl。
9.根據權利要求8所述的LED驅動電源輸入過壓保護電路，其特征在于:所述電源電路還包括一個抗干擾濾波電路，該抗干擾濾波電路的輸出端與AC-DC電源模塊的第一、二輸入端連接，該抗干擾濾波電路的輸入端與保險絲Fl —端 、交流輸入的N端連接。
全文摘要
本發明涉及一種LED驅動電源輸入過壓保護電路，包括交流輸入電壓、電源電路、交流隔離檢測電路、信號放大電路、整流采樣電路、過壓回差電路和控制電路，電源電路將交流輸入電壓轉換成第一直流電壓分別輸出給信號放大電路、過壓回差電路和控制電路供電；交流隔離檢測電路將接收到的交流輸入電壓轉換成低電壓傳遞給信號放大電路；信號放大電路將低電壓信號放大后輸出給整流采樣電路；整流采樣電路將放大后的電壓信號整流后輸出給過壓回差電路；過壓回差電路將整流后的第二直流電壓與預設電壓進行比較，輸出電平信號給控制電路控制LED驅動電源的上電、斷電。本發明保護LED驅動電源免受電網過壓電壓的沖擊，且成本低、可靠性高。
文檔編號H02H3/20GK103166175SQ201310121888
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者耿曉明, 彭智利, 李向林, 胡玄, 陳建 申請人:重慶四聯光電科技有限公司