开机瞬间冲击过压的保护电路的制作方法

本实用新型涉及技术LED驱动技术领域，具体地，涉及一种开机瞬间冲击过压的保护电路。

背景技术：

MP4001驱动芯片通常与连接在其外围的驱动电路一起驱动负载LED，使LED正常工作。根据驱动芯片规格书记载，MP4001驱动芯片的AC(Alternating Current交变电流)输入电压范围为85V-305V，但当AC输入电压为305V时，开机瞬间尖峰电压高于500V，电压过高很容易烧毁MP4001驱动芯片内部高压LDO(Low Dropout Regulator，低压差线性稳压器)组件，因此，有必要提供一种保护电路，防止开机瞬间电压过高时烧毁驱动芯片内部LDO组件。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种开机瞬间冲击过压的保护电路。

本实用新型公开的一种机瞬间冲击过压的保护电路，包括：

整流滤波支路，其被配置为接收第一电压信号，并对第一电压信号整流滤波输出第二电压信号；

无源功率因数校正支路，其上设置有一取电点，其被配置为接收第二电压在信号，将第二电压信号调整为第三电压信号，第三电压信号由取电点输出，第三电压信号电压值为第二电压信号电压值的一半；以及

驱动支路，其包括驱动芯片以及连接于驱动芯片的外围驱动子支路；驱动芯片的电源引脚连接取电点以接收第三电压信号；外围驱动子支路于驱动芯片的控制下驱动与其连接的负载工作。

根据本实用新型的一实施方式，整流滤波支路包括保险丝、滤波子支路以及整流子支路；保险丝、滤波子支路以及整流子支路顺次串联；整流子支路串联无源功率因数校正支路；第一电压信号由保险丝输入，依次经滤波子支路滤波以及整流子支路整流，整流子支路输出第二电压信号至无源功率因数校正支路。

根据本实用新型的一实施方式，滤波子支路包括可调电阻、第一电容、第一电阻、第一电感、第二电阻、第二电感以及第二电容；整流子支路包括全桥整流二极管；

保险丝分别连接可调电阻、第一电容、第一电阻以及第一电感的其中一端；可调电阻以及第一电容的另一端分别连接第二电感及第二电阻的其中一端；第一电阻以及第一电感的另一端分别连接第二电容的其中一端以及全桥整流二极管；第二电感、第二电阻及第二电容的另一端分别连接全桥整流二极管；全桥整流二极管连接无源功率因数校正支路。

根据本实用新型的一实施方式，无源功率因数校正支路包括第三电容、第一二极管、第三电阻、第四电容、第二二极管以及第三二极管；第三电容的正极连接整流滤波支路，负极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接第三电阻的输入端，第三电阻的输出端分别连接第二二极管的正极及第四电容的正极；第四电容的负极连接第三二极管的正极并接地；第三二极管的负极连接第一二极管的正极；其中，取电点设置于第三电阻的输出端与第四电容的输入端之间。

根据本实用新型的一实施方式，其还包括整流支路；整流支路串联于取电点与驱动芯片的电源引脚之间。

根据本实用新型的一实施方式，其还包括滤波支路；滤波支路的其中一端分别与取电点及驱动芯片的电源引脚连接，另一端与驱动芯片的测试引脚连接并接地。

根据本实用新型的一实施方式，外围驱动子支路包括第七电容、场效应管、第五二极管、第三电感、第八电容、第九电容、第四电阻、第五电阻以及第六二极管；驱动芯片的驱动引脚分别连接第七电容的一端及场效应管的栅极；第七电容的另一端以及场效应管的漏极分别连接第三电感的其中一端及第五二极管的正极；第五二极管的负极连接负载的正极；第三电感的另一端连接负载的负极；第八电容的其中一端连接负载的正极，另一端接地；第九电容的一端连接负载的正极，另一端连接负载的负极；驱动芯片的电流引脚分别连接场效应管的源极、第四电阻的其中一端以及第五电阻的其中一端；第四电阻及第五电阻的另一端同时接地；第六二极管并联于场效应管的漏极与源极之间。

根据本实用新型的一实施方式，整流支路包括第四二极管，第四二极管的正极连接取电点，负极连接驱动芯片的电源引脚。

根据本实用新型的一实施方式，滤波支路包括第六电容，第六电容的其中一端分别与取电点及驱动芯片的电源引脚连接，另一端与驱动芯片的测试引脚连接并接地。

通过无源功率因数校正支路，当驱动芯片输入第一电压信号，先经过整流滤波支路整流滤波为第二电压信号，无源功率因数校正支路调整第二电压信号为第三电压信号，使得第三电压信号的电压值降低为第二电压信号的电压值的一半，第三电压信号由取电点输入驱动芯片中，不会烧毁驱动芯片中LDO组件。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实施例中整流滤波支路的电路结构示意图；

图2为实施例中无源功率因数校正支路及驱动支路的结构示意图；

图3为实施例中双通道示波器采集开机瞬间冲击电压信号波形对比图。

附图标记说明：

1、整流滤波支路；2、无源功率因数校正支路；3、驱动支路；4、整流支路；5、滤波支路；11、滤波子支路；12、整流子支路；31、驱动芯片；32、外围驱动子支路；F1、保险丝；RV1、可调电阻；C1、第一电容；R1、第一电阻；L1、第一电感；R2、第二电阻；L2、第二电感；C2、第二电容；D1、全桥整流二极管；C3、第三电容；D2、第一二极管；R3、第三电阻；C4、第四电容；D3、第二二极管；D4、第三二极管；D5、第四二极管；C6、第六电容；C7、第七电容；M1、场效应管；D6、第五二极管；L3、第三电感；C8、第八电容；C9、第九电容；C10、第十电容；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；D7、第六二极管；E、取电点；F、现有技术波形图；G、本申请波形图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实施例提供一种开机瞬间冲击过压的保护电路。保护电路包括整流滤波支路1、无源功率因数校正支路2以及驱动支路3。整流滤波支路1的输入端连接外部交流电源以接收第一电压信号，再对第一电压信号整流滤波后输出第二电压信号，第二电压信号由整流滤波支路1的输出端输出。无源功率因数校正支路2设置有一取电点E，其输入端接收第二电压信号，并对第二电压信号进行调整，调整后以第三电压信号从取电点E输出至驱动支路3，第三电压信号的电压值为第二电压信号电压值的一半。驱动支路3包括驱动芯片31以及连接于驱动芯片31的外围驱动子支路32，驱动芯片31的电源引脚VIN连接取电点E，用以接收第三电压信号，外围驱动子支路32于驱动芯片31的控制下驱动与其连接的负载工作，负载通常为LED。

第一电压信号经过整流滤波支路1整流滤波为第二电压信号，无源功率因数校正支路2调整第二电压信号为第三电压信号，第三电压信号从取电点E输入驱动芯片31中，使得第三电压信号的电压值降低为第二电压信号的电压值的一半，不会烧毁驱动芯片31中LDO组件。

请参考图1所示，为整流滤波支路1的结构示意图。整流滤波支路1包括保险丝F1、滤波子支路11以及整流子支路12；保险丝F1、滤波子支路11以及整流子支路12顺次串联；整流子支路12串联无源功率因数校正支路2；第一电压信号由保险丝F1输入，依次经滤波子支路11滤波以及整流子支路12整流，整流子支路12输出第二电压信号至无源功率因数校正支路2。保险丝F1防止大电流输入时线路被烧坏。一实施例中，滤波子支路11包括可调电阻RV1、第一电容C1、第一电阻R1、第一电感L1、第二电阻R2、第二电感L2以及第二电容C2；整流子支路12包括全桥整流二极管D1；保险丝F1分别连接可调电阻RV1、第一电容C1、第一电阻R1以及第一电感L1的其中一端；可调电阻RV1以及第一电容C1的另一端分别连接第二电感L2及第二电阻R2的其中一端；第一电阻R1以及第一电感L1的另一端分别连接第二电容C2的其中一端以及全桥整流二极管D1；第二电感L2、第二电阻R2及第二电容C2的另一端分别连接全桥整流二极管D1；全桥整流二极管D1连接无源功率因数校正支路2。

请参考图2，为无源功率因数校正支路2以及驱动支路3的结构示意图。整流滤波支路1的输出端A端与无源功率因数校正支路2输入端C端电性连接，整流滤波支路1的输出端B端与无源功率因数校正支路2输入端D端电性连接。无源功率因数校正支路2包括第三电容C3、第一二极管D2、第三电阻R3、第四电容C4、第二二极管D3以及第三二极管D4；第三电容C3的正极连接整流滤波支路1，负极连接第一二极管D2的正极，第一二极管D2的负极连接第三电阻R3的输入端，第三电阻R3的输出端分别连接第二二极管D3的正极及第四电容C4的正极；第四电容C4的负极连接第三二极管D4的正极并接地；第三二极管D4的负极连接第一二极管D2的正极；其中，第二电压信号由第三电容C3的正极输入，经第一二极管D2以及第三电阻R3调整后由取电点E输出第三电压信号至驱动芯片31的电源引脚VIN，取电点E设置于第三电阻R3的输出端与第四电容C4的输入端之间。外围驱动子支路32包括第七电容C7、场效应管M1、第五二极管D6、第三电感L3、第八电容C8、第九电容C9、第四电阻R4、第五电阻R5以及第六二极管D7；驱动芯片31的驱动引脚DRV分别连接第七电容C7的一端及场效应管M1的栅极；第七电容C7的另一端以及场效应管M1的漏极分别连接第三电感L3的其中一端及第五二极管D6的正极；第五二极管D6的负极连接负载的正极；第三电感L3的另一端连接负载的负极；第八电容C8的其中一端连接负载的正极，另一端接地；第九电容C9的一端连接负载的正极，另一端连接负载的负极；驱动芯片31的电流引脚CS分别连接场效应管M1的源极、第四电阻R4的其中一端以及第五电阻R5的其中一端；第四电阻R4及第五电阻R5的另一端同时接地；第六二极管D7并联于场效应管M1的漏极与源极之间。另外，驱动芯片31的电压引脚VCC串联第十电容C10，驱动芯片31的振荡引脚BOS与驱动芯片31的接地引脚GND之间串联第六电阻R6，驱动芯片31的接地引脚GND还接地。

另一实施方式中，保护电路还包括整流支路4；整流支路4串联于取电点E与驱动芯片31的电源引脚VIN之间。整流电路对第三电压信号进行整流后通过驱动芯片31的电源引脚VIN输入驱动芯片31中。具体地，整流支路4包括第四二极管D5，第四二极管D5的正极连接取电点E，负极连接驱动芯片31的电源引脚VIN。

优选地，保护电路还包括滤波支路5；滤波支路5的其中一端分别与取电点E及驱动芯片的电源引脚VIN连接，另一端与驱动芯片的测试引脚VS连接并接地。更进一步地，第三电压信号由取电点E输出后，先经过整流支路4整流，再输入滤波支路5中。滤波支路5的其中一端通过整流支路4连接取电点E。滤波支路5包括第六电容C6，第六电容C6的其中一端分别与取电点E及驱动芯片31的电源引脚VIN连接，另一端与驱动芯片31的测试引脚VS连接并接地，更进一步地，第六电容C6的其中一端通过整流支路4连接取电点E。第四二极管D5以及第六电容C6使输入驱动芯片中的第三电压信号纯净无干扰杂波。

保护电路工作时，第一电压信号经整流滤波后以第二电压信号输出，第二电压信号输入无源功率因数校正支路2，无源功率因数校正支路2将第二电压信号调整为第三电压信号，第三电压信号由取电点E输出至驱动芯片31电源引脚VIN，由于驱动芯片31电源引脚VIN通过取电点E接收第三电压信号，第三电压信号的电压值刚好为整流滤波输入的第二电压信号电压值的一半，于是将此电压作为驱动芯片31供电电压，就不会再因开机瞬间尖峰电压高于500V而烧毁芯片内部高压LDO组件。复阅图2，驱动芯片31MP4001供电接在第四电容C4上，此点正常工作电压约为240V，远远低于500V，在保护电路中增加第四二极管D5和第六电容C6，使输入到驱动芯片31的第三电压信号纯净无干扰杂波。经大量实验验证，保护电路工作正常稳定。

本例中，保护电路用于输入电压承受范围高达直流500V宽范围供电的驱动芯片31MP4001而设计的防过压保护电路，用于防止输入电压AC277V时，开机瞬间尖峰电压高于500V而烧毁驱动芯片31内部高压LDO组件，此保护电路利用无源功率因数校正支路2中间点的电压给驱动芯片31提供供电电压。电路简单明了并具有明显改善保护作用，如图3所示，其中F所示为现有技术中利用双通道示波器测得的波形图，其对应通道1所示电压值，开机瞬间的冲击电压为518V；G所示为本申请中采用双通道示波器测得的波形图，其对应通道2所示电压值，抓到第四电容C4上开机瞬间的冲击电压值为243V，在驱动芯片31的输入电压要求范围内。

上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。