专利名称：输入过压迟滞保护电路及led控制电路、led灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明技术领域，更具体地说，涉及一种输入过压迟滞保护电路、LED控 制电路及LED灯具。
背景技术：
LED光源具有高效节能、寿命长、低压可控等优点，因此被广泛应用于各个照明领 域。目前，在LED控制电路的输入侧一般不设置输入过压保护电路，即使设计过压保护电 路，也是采用比较器构成一个迟滞比较电路从而实现过压保护控制，于是，保护电压的精度 将不好控制，且迟滞电压范围也不便设置，尤其采用集成运算放大器实现上述过压保护电 路时，成本较高、且占用空间较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中采用比较器构成的迟滞比较电路 的保护电压的精度不好控制、且迟滞电压范围不便设置，尤其采用集成运算放大器时成本 较高、且占用空间较大的缺陷，提供一种输入过压迟滞保护电路、LED控制电路及LED灯。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是一种输入过压迟滞保护电路， 包括电压采样单元，用于对待检测直流电压进行采样，获得采样电压；含有三端可调分流基准源的保护信号产生单元，用于将采样电压与三端可调分流 基准源参考端的电压进行比较，产生保护控制信号；迟滞产生单元，用于依据所述待检测直流电压的变化，在采样电压与三端可调分 流基准源参考端的比较侧加入正反馈，使得采样电压依据待检测直流电压的变化而变化。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是一种LED控制电路，包括EMI滤 波及整流电路、PFC电路、DC隔离恒流驱动电路，还包括输入端连接EMI滤波及整流电路 的输出、输出端连接DC隔离恒流驱动电路的输入过压迟滞保护电路，此输入过压迟滞保护 电路包括电压采样单元，用于对待检测直流电压进行采样，获得采样电压；含有三端可调分流基准源的保护信号产生单元，用于将采样电压与三端可调分流 基准源参考端的电压进行比较，产生保护控制信号；迟滞产生单元，用于依据所述待检测直流电压的变化，在采样电压与三端可调分 流基准源参考端的比较侧加入正反馈，使得采样电压依据待检测直流电压的变化而变化。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是应用上述输入过压迟滞保护电 路的LED灯具。实施本发明的输入过压迟滞保护电路、LED控制电路及LED灯，具有以下有益效 果采用三端可调分流基准源构成输入过压迟滞保护电路从而实现过压迟滞保护控制，保 护电压的精度较好控制，且迟滞电压范围也较好设置，成本较低、且占用空间较小。另外，本发明可实现宽范围的电压输入。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明输入过压迟滞保护电路的电路原理图；图2是本发明LED控制电路的结构框图；图3是本发明LED控制电路的部分电路原理图。
具体实施例方式如图1所示，是本发明输入过压迟滞保护电路的电路原理图。本发明的输入过压迟滞保护电路包括以下几个部分电压采样单元1，用于对待检测直流电压进行采样，获得采样电压；含有三端可调分流基准源的保护信号产生单元3，用于将采样电压与三端可调分 流基准源参考端的电压进行比较，产生保护控制信号；迟滞产生单元2，用于依据所述待检测直流电压的变化，在采样电压与三端可调分 流基准源参考端的比较侧加入正反馈，使得采样电压依据待检测直流电压的变化而变化。从上述原理可以看出，本发明实施例利用三端可调分流基准源可替代比较器或集 成运算放大器等，使得电路结构简单，降低了电路成本，并且此电路的可扩展性更强。更进一步地，上述电压采样单元1包括电阻Rl、电阻R2、电阻R3和电容Cl ；在待 检测直流电压的输入端VIN和地之间依次串联电阻R1、电阻R2、及电阻R3，电容Cl并联在 电阻R2和电阻R3相串联的电路结构两端，此电路从电阻Rl与电阻R2相连的结点处得到 所述采样电压。更进一步地，上述保护信号产生单元3包括三端可调分流基准源Ul、电阻R4、电阻 R5、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和三极管Q2 ；三端可调分流基准源Ul的参考端连 接电阻Rl与电阻R2相连的结点，三端可调分流基准源Ul的阳极连接至地，三端可调分流 基准源Ul的阴极通过电阻R4连接直流供电电压VCC的输出，三端可调分流基准源Ul的阴 极连接电阻R5的一端，利用电阻R5和电阻R4从直流供电电压VCC获得上述偏置电压，即 电阻R5的另一端连接迟滞产生单元2中电阻R6的一端，直流供电电压VCC的输出通过电 阻R8连接三极管Q2的集电极，三极管的集电极和发射极之间连接电阻Rl 1，三极管Q2的发 射极接地，三极管Q2的基极通过电阻RlO接地，且三极管Q2的基极还通过电阻R9连接上 述偏置电压的输入，即三极管Q2的基极通过电阻R9连接电阻R5的另一端。上述三端可调 分流基准源Ul优选地采用TL431芯片。更进一步地，上述迟滞产生单元2包括电阻R6、电阻R7、三极管Ql ；三极管Ql的 集电极连接到电阻R2与电阻R3相连的结点，三极管Ql的发射极连接至地，三极管Ql的基 极与发射极之间连接电阻R7，三极管Ql的基极通过电阻R6连接一偏置电压的输入，即电阻 R5的另一端。在图1中，端口 VIN用于输入待检测直流电压；端口 CTRL，即电阻R5与电阻R6相 连的一端，是低电平保护信号输出端，低电平保护信号为低电平时有效；端口 CTRL1，即三 极管Q2的集电极，是高电平保护信号输出端，高电平保护信号为高电平时有效。当端口 VIN输入的待检测直流电压Uvin从正常电压逐渐上升时，三端可调分流基准源Ul的参考端电压 U Vref小于2. 5V，Ul不导通，端口 CTRL是高电平，端口 CTRLl处是低电平，三极管Ql导通， Uvref = UvraXR2/(R1+R2) <2. 5V，此时不属于过压状态，LED设备不需受到保护。当端口 VIN 输入的待检测直流电压Uvin上升到一定阈值时，三端可调分流基准源Ul导通，端口 CTRL是 低电平，端口 CTRLl 处是高电平，三极管 Ql 关断，Uvref = UvinX (R2+R3) / (R1+R2+R3) >2. 5V, 此时属于过压状态，LED设备需要受到保护。当端口 VIN输入的待检测直流电压Uvin从高电 压降到一定阈值时，Uvref = UvinX (R2+R3) (/R1+R2+R3)接近2. 5V，Ul近似关断，CTRL端是 高电平，端口 CTRLl处是低电平，Ql导通，Vref = VINXR2/(R1+R2) < 2. 5V，此时应当取消 LED设备的保护。当CTRL端是低电平时，三极管Q2关断，CTRLl端是高电平，当CTRL端是 高电平时，三极管Q2开通，CTRLl端是低电平。CTRL和CTRLl不同时为高电平和低电平，于 是通过检测CTRL和CTRLl的电平情况即可随时控制LED设备的过压保护状态。
如图2所示，通常LED控制电路依次包括以下几个部分EMI滤波及整流电路10、 PFC电路20与DC隔离恒流驱动电路30。这里的DC隔离恒流驱动电路30通常包括PWM 发生控制器、半桥驱动电路、隔离变压器、功率输出电路、电流检测电路。上述PFC电路20 的输出电压提供给半桥驱动电路和功率输出电路作为供电电压，半桥驱动电路主要由两个 MOS管构成，PWM发生控制器输出PWM脉冲波用于驱动半桥驱动电路，半桥驱动电路输出的 电压依次经过隔离变压器、功率输出电路后输出给LED光源设备，通常LED是恒流驱动，所 以还要通过电流检测电路检测功率输出电路输出的电流信号，并将其转化为输入PWM发生 控制器的检测信号，用以指导PWM发生控制器调整PWM脉冲波的输出参数。此处，图1所示 的本发明的输入过压迟滞保护电路40可应用于上述LED控制电路中。其中，输入过压迟滞 保护电路40的输入连接EMI滤波及整流电路10的输出，输入过压迟滞保护电路40的输出 连接DC隔离恒流驱动电路30中PWM发生控制器的过压信号检测端。这里的输入过压迟滞 保护电路40的电路原理，以及电路结构均与上述关于图1的描述相同，在此不再重复说明。另外，PFC电路20即为功率因数校正电路，PFC的英文全称为PowerFactor Correction。图3是本发明LED控制电路的电路图。本发明的LED控制电路包括EMI滤波及整 流电路10、PFC电路20、DC隔离恒流驱动电路30和输入过压迟滞保护电路40。EMI滤波及整流电路10包括EMI滤波电路及整流电路两部分，其中，EMI滤波电路 包括保险管F1、压敏电阻VR1、电阻R33、电容CX1、电容CX2、电容CY1、电容CY2、电容CY3、 电容CY4、第一共模扼流线圈Li、第二共模扼流线圈L2、电感L3和电感L4。保险管Fl的第 一端连接到电源输入的火线端J1，保险管Fl的第二端连接到第一共模扼流线圈Ll的第一 线圈的末端，第一共模扼流线圈Ll的第一线圈的首端连接到第二共模扼流线圈L2的第一 线圈的首端，第二共模扼流线圈L2的第一线圈的末端连接到电感L3的第一端，电感L3的 第二端连接到整流桥的输入端正极；第一共模扼流线圈Ll的第二线圈的末端连接到电源 输入的零线端J2，第一共模扼流线圈Ll的第二线圈的首端连接到第二共模扼流线圈L2的 第二线圈的首端，第二共模扼流线圈L2的第二线圈的末端连接到电感L4的第一端，电感L4 的第二端连接到整流桥的输入端负极；压敏电阻VRl连接在第一共模扼流线圈Ll的第一线 圈的末端与第一共模扼流线圈Ll的第二线圈的末端之间；电阻R33连接在第一共模扼流线 圈Ll的第一线圈的末端与第一共模扼流线圈Ll的第二线圈的末端之间；电容CXl连接在第一共模扼流线圈Ll的第一线圈的末端与第一共模扼流线圈Ll的第二线圈的末端之间； 电容CYl和电容CY2串联后连接在第一共模扼流线圈Ll的第一线圈的末端与第一共模扼 流线圈Ll的第二线圈的末端之间，电容CYl和电容CY2的连接点接地保护；电容CY3和电 容CY4串联后连接在第一共模扼流线圈的第一线圈的首端与第一共模扼流线圈的第二线 圈的首端之间，电容CY3和电容CY4的连接点接地保护；电容CX2连接到第二共模扼流线圈 L2的第一线圈的末端与第二共模扼流线圈L2的第二线圈的末端之间。整流电路主要由二 极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成的整流桥构成。二极管Dl的正极为整流桥 的输入端正极，二极管D3的正极为整流桥的输入端负极。 输入过压迟滞保护电路40的输出直接连接PWM发生控制器，输入过压迟滞保护电 路40的输入通过电阻R102、电阻101、电阻R100、二极管D25、二极管D26以及电容ClOO连 接整流桥。整流桥的输入端正极连接连接到二极管D25的正极、二极管D25的负极连接到 电阻RlOO的第一端，电阻RlOO的第二端通过电容ClOO连接至地，整流桥的输入端负极连 接连接到二极管D26的正极、二极管D26的负极连接到电阻RlOl的第一端、电阻RlOl的第 二端通过电阻R102连接到端口 VIN，并且，电阻RlOO的第二端与电阻RlOl的第二端相连。 输入过压迟滞保护电路40中的供电电压VCC由整流电路10的输出来提供。本发明实施例中，PFC电路20主要采用型号为0B6563的脉冲频率调制芯片来实 现，其利用临界电流断续工作模式，通过调节频率和占空比，保证输出电压395V稳定，减小 整流管的反向恢复功耗和噪音，在纠正功率因素的同时提高了效率。进一步地，还可采用其 它型号的脉冲频率调节器来实现，如采用型号为L6561的带乘法器的脉冲频率调制芯片， 用于进行功率因素校正，其频率范围可从几十KHZ到几百KHZ。DC隔离恒流驱动电路30主要为LED光源正常工作提供恒定输出电流。将输入过压迟滞保护电路40中端口 CTRL处产生的高电平保护信号和端口 CTRLl 处产生的低电平保护信号作为DC隔离恒流驱动电路30的控制信号，从而控制打开或关断 DC隔离恒流驱动电路30，DC隔离恒流驱动电路30在打开时输出一用于LED光源工作的恒 定输出电流。上述LED驱动控制电路应用于LED灯具上即可实现具有输入过压迟滞保护的LED 灯具，此灯具包括LED控制电路及与其连接的LED光源，LED控制电路包括EMI滤波及整流 电路，PFC电路，DC隔离恒流驱动电路，以及输入端连接EMI滤波及整流电路的输出、输出端 连接DC隔离恒流驱动电路的输入过压迟滞保护电路，此处相关电路原理参照上述相关说 明，在此不再重复描述。 以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则 内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
一种输入过压迟滞保护电路，其特征在于，包括电压采样单元，用于对待检测直流电压进行采样，获得采样电压；含有三端可调分流基准源的保护信号产生单元，用于将采样电压与三端可调分流基准源参考端的电压进行比较，产生保护控制信号；迟滞产生单元，用于依据所述待检测直流电压的变化，在采样电压与三端可调分流基准源参考端的比较侧加入正反馈，使得采样电压依据待检测直流电压的变化而变化。
2.根据权利要求1所述的输入过压迟滞保护电路，其特征在于，所述电压采样单元包 括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电容Cl ；在待检测直流电压的输入端VIN和地之间依次串联 电阻Rl、电阻R2、及电阻R3，电容Cl并联在电阻R2和电阻R3相串联的电路结构两端，此电 路从电阻Rl与电阻R2相连的结点处得到所述采样电压。
3.根据权利要求2所述的输入过压迟滞保护电路，其特征在于，所述保护信号产生单 元包括三端可调分流基准源U1、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和三 极管Q2 ；三端可调分流基准源Ul的参考端连接电阻Rl与电阻R2相连的结点，三端可调分 流基准源Ul的阳极连接至地，三端可调分流基准源Ul的阴极通过电阻R4连接直流供电电 压VCC的输出，三端可调分流基准源Ul的阴极连接电阻R5的一端，直流供电电压VCC的输 出通过电阻R8连接三极管Q2的集电极，三极管的集电极和发射极之间连接电阻R11，三极 管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻RlO接地，且三极管Q2的基极还通过电阻 R9连接电阻R5的另一端。
4.根据权利要求3所述的输入过压迟滞保护电路，其特征在于，所述迟滞产生单元包 括电阻R6、电阻R7、三极管Ql ；三极管Ql的集电极连接到电阻R2与电阻R3相连的结点， 三极管Ql的发射极连接至地，三极管Ql的基极与发射极之间连接电阻R7，三极管Ql的基 极通过电阻R6连接电阻R5的另一端。
5.一种LED控制电路，包括EMI滤波及整流电路、PFC电路、DC隔离恒流驱动电路，其 特征在于，还包括输入端连接EMI滤波及整流电路的输出、输出端连接DC隔离恒流驱动电 路的输入过压迟滞保护电路，此输入过压迟滞保护电路包括电压采样单元，用于对待检测直流电压进行采样，获得采样电压；含有三端可调分流基准源的保护信号产生单元，用于将采样电压与三端可调分流基准 源参考端的电压进行比较，产生保护控制信号；迟滞产生单元，用于依据所述待检测直流电压的变化，在采样电压与三端可调分流基 准源参考端的比较侧加入正反馈，使得采样电压依据待检测直流电压的变化而变化。
6.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于，所述电压采样单元包括电阻R1、 电阻R2、电阻R3和电容Cl ；在待检测直流电压的输入端VIN和地之间依次串联电阻R1、电 阻R2、及电阻R3，电容Cl并联在电阻R2和电阻R3相串联的电路结构两端，此电路从电阻 Rl与电阻R2相连的结点处得到所述采样电压。
7.根据权利要求6所述的LED控制电路，其特征在于，所述保护信号产生单元包括三 端可调分流基准源U1、电阻R4、电阻R5、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻Rll和三极管Q2 ； 三端可调分流基准源Ul的参考端连接电阻Rl与电阻R2相连的结点，三端可调分流基准源 Ul的阳极连接至地，三端可调分流基准源Ul的阴极通过电阻R4连接直流供电电压VCC的 输出，三端可调分流基准源Ul的阴极连接电阻R5的一端，直流供电电压VCC的输出通过电阻R8连接三极管Q2的集电极，三极管的集电极和发射极之间连接电阻Rl 1，三极管Q2的发 射极接地，三极管Q2的基极通过电阻RlO接地，且三极管Q2的基极还通过电阻R9连接电 阻R5的另一端。
8.根据权利要求7所述的LED控制电路，其特征在于，所述迟滞产生单元包括电阻 R6、电阻R7、三极管Ql ；三极管Ql的集电极连接到电阻R2与电阻R3相连的结点，三极管 Ql的发射极连接至地，三极管Ql的基极与发射极之间连接电阻R7，三极管Ql的基极通过 电阻R6连接电阻R5的另一端。
9.一种LED灯具，包括LED控制电路及与其连接的LED光源，所述LED控制电路包括 EMI滤波及整流电路、PFC电路、DC隔离恒流驱动电路，其特征在于，所述LED控制电路还包 括输入端连接EMI滤波及整流电路的输出、输出端连接DC隔离恒流驱动电路的输入过压 迟滞保护电路，此输入过压迟滞保护电路包括电压采样单元，用于对待检测直流电压进行采样，获得采样电压；含有三端可调分流基准源的保护信号产生单元，用于将采样电压与三端可调分流基准 源参考端的电压进行比较，产生保护控制信号；迟滞产生单元，用于依据所述待检测直流电压的变化，在采样电压与三端可调分流基 准源参考端的比较侧加入正反馈，使得采样电压依据待检测直流电压的变化而变化。
全文摘要
本发明涉及一种输入过压迟滞保护电路、LED控制电路及LED灯具。所述输入过压迟滞保护电路包括电压采样单元，用于对待检测直流电压进行采样，获得采样电压；含有三端可调分流基准源的保护信号产生单元，用于将采样电压与三端可调分流基准源参考端的电压进行比较，产生保护控制信号；迟滞产生单元，用于依据所述待检测直流电压的变化，在采样电压与三端可调分流基准源参考端的比较侧加入正反馈，使得采样电压依据待检测直流电压的变化而变化。本发明采用三端可调分流基准源构成输入过压迟滞保护电路从而实现过压保护控制，保护电压的精度较好控制，且迟滞电压范围也较好设置，成本较低、且占用空间较小。
文档编号F21Y101/02GK101808447SQ20101010535
公开日2010年8月18日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者周明杰, 李勇 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司