一种具有短路保护的LED电源的制作方法

本发明涉及一种LED电源，特别是一种具有短路保护的LED电源。

背景技术：

由于LED（Light Emitting Diode，发光二极管）具有光效高、聚光性好等优点，因而LED照明得以迅速推广应用。同时，LED具有单向导通性，且只能直流驱动而需要相应能产生直流的电源进行驱动。因而，LED电源也获得了相应地快速发展。由于LED具有的正向伏安特性曲线非常陡，即当电压改变非常小时相应电流变化会非常大而影响LED正常工作，因而现有技术中一般采用恒压输入转化为恒流输出的DC/DC芯片单元以实现对输出电流的控制而保障LED正常工作。而当DC/DC芯片单元失效时，譬如该DC/DC发生短路时，该DC/DC芯片单元不能正常控制输出电流，而导致输入电压直接加载在LED负载上而造成LED负载升温烧毁。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种在DC/DC模块短路时提供保护以避免输入电压直接加载在LED上的具有短路保护的LED电源，以解决上述技术问题。

一种具有短路保护的LED电源，包括一个恒压源，以及一个与该恒压源耦合的DC/DC模块。该DC/DC模块包括一个将恒压输入转变为恒流输出的DC/DC芯片单元。所述具有短路保护的LED电源还包括一个与所述恒压源耦合以通断该恒压源的输出的第一开关管，以及一个电性连接在所述恒压源和所述第一开关管之间以用于控制该第一开关管通断的开关控制模块。所述DC/DC模块还包括一个与所述DC/DC芯片单元电性连接的采样电阻单元，以及一个与该采样电阻单元电性连接的第二开关管。所述采样电阻单元在所述DC/DC芯片单元短路时输出低电平信号。所述第二开关管在接收到所述低电平信号时截止。所述开关控制模块在所述第二开关管截止时关断所述第一开关管以关闭所述恒压源的恒压输出。

与现有技术相比，本发明具有短路保护的LED电源在DC/DC芯片单元短路时，所述开关控制模块使得与所述DC/DC模块电性连接的第一开关管断开，从而关闭所述恒压源的恒压输出以避免恒压源输出的电压直接加载在LED上而造成LED过热甚至烧毁。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为本发明提供的一种具有短路保护的LED电源的原理图。

图2为图1所示的具有短路保护的LED电源的电路图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1，其为本发明提供的一种具有短路保护的LED电源100的原理图。所述具有短路保护的LED电源100包括一个恒压源10，一个与该恒压源10耦合的DC/DC模块20，一个与所述DC/DC模块20电性连接以通断该DC/DC模块20的恒压输入的第一开关管30，以及一个电性连接在所述恒压源10和所述第一开关管30之间以用于控制该第一开关管30的开关控制模块40。

所述恒压源10作为稳定电力来源用于给整个具有短路保护的LED电源100供电。所述恒压源10可以为任意输出恒压的电源，甚至可以为干电池。在本实施例中，所述恒压源10输出24V的恒压。所述恒压源10的种类、参数等都为本领域技术人员所习知的技术，在此就不再赘述。

请一并参阅图2，所述DC/DC模块20包括一个将恒压输入转变为恒流输出的DC/DC芯片单元21，一个与所述DC/DC芯片单元21电性连接的采样电阻单元22，以及一个与该采样电阻单元22电性连接的第二开关管23。可以想到的是，所述DC/DC芯片单元21包括一个DC/DC芯片以及与该DC/DC芯片匹配的外围电路，从而输出稳定的直流电流以驱动LED负载。当DC/DC芯片的型号不同时，使得该DC/DC芯片正常工作的外围电路也相应不同。所述DC/DC芯片的型号、工作原理都为本领域技术人员所习知的技术。在本实施例中，所述DC/DC芯片N1的型号为AL8807。可以想到的是，所述DC/DC芯片单元21短路的原因有多种，有可能由于DC/DC芯片本身短路，也可能是DC/DC芯片的外围电路短路等。在本实施例中，所述DC/DC芯片单元21短路的原因可能是DC/DC芯片单元N1内部电路短路而造成用于输出的芯片脚1和芯片脚2短接或电源脚5与接地脚2短接，也有可能是DC/DC芯片N1自身用于采样以控制输出电流的电阻R9和/或R10短路而造成该DC/DC芯片N1芯片脚4与芯片脚5短接，还有可能是外围电路中用于稳压、滤波的电容C2和/或电容C3短路等。所述DC/DC芯片单元21短路的原因不是本发明重点，在此就不再赘述。所述采样电阻单元22在所述DC/DC芯片单元21短路时输出低电平以使得所述第二开关管23截止。在本实施例中，所述采样电阻单元22包括一个第一采样电阻221，以及一个与该第一采样电阻221串联的第二采样电阻222。如图2所示，所述第一采样电阻221为一个电阻R11，所述第二采样电阻222为一个电阻R12。可以想到的是，所述电阻R11和电阻R12的阻值大小根据采样信号的大小而设置。所述第二开关管23与所述DC/DC芯片单元21耦合且在该DC/DC芯片单元21短路时截止。所述第二开关管23电性连接在所述第一采样电阻R11和所述第二采样电阻R12之间。所述第二开关管23可以为一个三极管，也可以为一个MOS管（Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体场效应管）等。出于精简布图设计及降低功耗等因素的考虑，在本实施例中，所述第二开关管23为一个N型MOS管Q2。该N型MOS管Q2的栅极与所述DC/DC芯片单元21耦合，漏极与所述开关控制模块40电性连接，源极接地。本领域技术人员可以想到的是，只要相应电路布图匹配设计，所述第二开关管23可以是P型MOS管。

所述第一开关管30与所述DC/DC模块20电性连接以通断该DC/DC模块20的恒压输入。所述第一开关管30受到所述开关控制模块40的控制而在所述DC/DC芯片单元21短路时关断以关闭所述恒压源10的恒压输出。出于精简布图设计的考虑，在本实施例中，所述第一开关管30为一个P型MOS管Q1。该P型MOS管Q1的源极、漏极串联在所述恒压源10的输出端，栅极与所述开关控制模块40电性连接。可以想到的是，只要相应电路布图匹配设计，所述第一开关管30可以为N型MOS管。

所述开关控制模块40电性连接在所述恒压源10和所述第一开关管30之间。所述开关控制模块40在所述第二开关管23截止时关断所述第一开关管30而降低所述DC/DC模块20的恒压输入。在本实施例中，所述开关控制模块40包括一个并联在所述恒压源10的输出端正极的第一充电电阻41，一个与该第一充电电阻41串联再与所述恒压源10的负极串联的电容42。该电容42的正极电性连接在所述第一开关管30和所述第二开关管23之间。所述第一充电电阻41用于给所述电容42充电。所述电容42在所述DC/DC芯片单元21短路而使得所述第二开关管23截止时充电至该电容42正极电压大于所述第一开关管30的阈值电压。即在所述DC/DC芯片单元21短路而使得所述第二开关管23截止时，所述电容42通过所述第一充电电阻41进行充电。该电容42在充电至该电容42的正极电压大于所述第一开关管30的阈值电压时，使得所述第一开关管30关断以降低所述DC/DC模块20的输入电压。所述电容42在所述第二开关管23导通时与该第二开关管23形成回路以放电而降低该电容42正极电压以始终低于所述第一开关管30的阈值电压。可以想到的是，所述开关控制模块40也可以采用单片机等器件实现对所述第一开关管30的控制。在本实施例中，所述电容42为一个电容C1。

请继续参阅图2，进一步地，所述开关控制模块40还包括一个电性连接在所述电容42和所述第二开关管23之间的第二放电电阻43。该第二放电电阻43用于供所述电容42放电。所述第二放电电阻43在所述第二开关管23导通时与所述电容42形成回路以供该电容42放电，从而在所述DC/DC芯片单元21正常工作时使得所述电容42加载所述第一开关管30上的电压始终低于该第一开关管30的阈值电压。

另外，所述开关控制模块40还包括一个与所述第一开关管30电性连接的第三限流电阻44。在本实施例中，所述第三限流电阻44与所述第一开关管30的P型MOS管的栅极电性连接。所述第三限流电阻44用于限流以使得所述第一开关管30正常工作。

进一步地，所述开关控制模块40还包括一个第一保护电阻45。该第一保护电阻45的一端与所述电容42正极电性连接，而另一端电性连接在所述第一开关管30和所述第二开关管23之间。所述第一保护电阻45用于防止所述恒压源10产生瞬间高压而损坏所述第一开关管30。当所述恒流源10导通瞬间，所述电容42还没有充电而相当于短路从而使得第一开关管30与恒流源10负极电性连接，从而使得加载在该第一开关管30上的电压降过大而超出安全范围。所述第一保护电阻45能够与所述第一充电电阻41串联分压。因而，在所述第一开关管30的P型MOS管Q1的栅极连接在所述第一充电电阻41和所述第一保护电阻45之间时能降低该P型MOS管Q1栅极与源极之间的电势差，从而使得该P型MOS管Q1能够在恒压源10导通瞬间免受高压冲击。

另外，所述开关控制模块40还包括一个第二保护电阻46。该第二保护电阻46串联在所述恒压源10的输出端正极以在所述DC/DC芯片单元21的电源脚短路而接地时保护所述第一开关管30。在所述DC/DC芯片单元21的电源脚短路而接地时，会使得通过所述第一开关管30的电流急剧增大。因而，所述第二保护电阻46能够在大电流经过时烧断而断路，从而避免所述第一开关管30烧毁。

需要说明的是，如图2所示，在本实施例中，所述第一充电电阻41为一个电阻R2，所述第二放电电阻43为一个电阻R5，所述第三限流电阻44为一个电阻R4，所述第一保护电阻45为一个电阻R3，所述第二保护电阻46为一个电阻R1。为了精简布图设计，上述实现不同功能的电阻均仅采用一个电阻。可以想到的是，上述电阻也可以采用多个电阻通过串并联的方式获得特定阻值以实现相应功能。

进一步地，所述具有短路保护的LED电源100为一个调光电源。在本实施例中，所述具有短路保护的LED电源100包括一个电性连接在所述DC/DC芯片单元21的调光脚以用于实现调光的调光模块50。如图2所示，在本实施例中，所述调光模块50包括一个与DC/DC芯片N1的调光脚3电性连接的MOS管Q3，一个与该MOS管Q3电性连接以软启动该MOS管Q3的电容C4，一个用于防反的二极管D1，以及三个用于分压的电阻R6、R7和R8。

在本实施例中，所述具有短路保护的LED电源100的工作原理如下：所述DC/DC芯片单元21短路时，与该DC/DC芯片单元21并联的采样电阻单元22短路而输出低电平信号，从而使得所述第二开关管23截止而使得所述电容42与所述第一开关管30形成回路。所述第一充电电阻41给所述电容42充电直至该电容42正极的电压大于所述第一开关管30的P型MOS管Q1的栅极与源极电压差时，该第一开关管30关断而关闭所述恒压源10的恒压输出，从而降低所述具有短路保护的LED电源100的输出电流以避免烧毁LED负载。所述DC/DC芯片单元21正常工作时而输出方波电压时，所述采样电阻单元22跟随所述方波电压而交替输出高、低电平信号，从而使得所述第二开关管23跟随该高、低电平信号而导通、关断。所述电容42在所述第二开关管23导通时与所述第二放电电阻43形成回路而放电，而在第二开关管23关断时通过所述第一充电电阻41充电。因而，该电容42始终处于充、放电交替过程中而不能充电至该电容42的正极电压大于所述第一开关管30的阈值电压，从而使得所述第一开关管30处于导通状态而满足所述具有短路保护的LED电源100正常工作需求。

与现有技术相比，本发明具有短路保护的LED电源100在DC/DC芯片单元21短路时，所述开关控制模块40使得与所述DC/DC模块20电性连接的第一开关管30断开，从而关闭所述恒压源10的恒压输出以避免该恒压源10输出的电压直接加载在LED上而造成LED过热甚至烧毁。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。