一种过载无输出的驱动电源电路的制作方法

[0001]
本实用新型涉及led灯具驱动电路技术领域，特别是一种过载无输出的驱动电源电路。


背景技术：

[0002]
目前的led驱动电路，当其驱动电路出现输出过载的现象时，缺少保护电路，驱动电路依然保持电压输出，容易造成电路的安全隐患。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种过载无输出的驱动电源电路，为防止负载异常时，给电路提供更加安全的保障，防止意外事故的发生。。
[0004]
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种过载无输出的驱动电源电路，其包括emi电路、整流滤波电路、pfc升压电路、pwm脉宽调制电路、变压电路、输出同步整流电路、恒流恒压环路、调光控制电路、温控保护电路以及过载/短路保护电路；市电经emi电路、整流滤波电路输出直流脉冲电压vin+，直流脉冲电压vin+经pfc升压电路校正功率因数后输出升压后的直流电压hv，直流电压hv经温控保护电路后从变压电路的主原边向主副边变压输出，变压电路的主副边通过输出同步整流电路向负载输出负载工作电压，pwm脉宽调制电路通过开关管q2控制变压电路的主原边回路的通断，变压电路的次原边回路向pwm脉宽调制电路提供启动电压，pwm脉宽调制电路向pfc升压电路中的pfc芯片提供启动电压pfc vcc；恒流恒压环路通过对输出同步整流电路中的负载回路取样比较并通过光耦合器反馈至pwm脉宽调制电路，pwm脉宽调制电路根据反馈控制变压电路、输出同步整流电路的输出并通过基于开关管组的开关电路调制负载；过载/短路保护电路对负载回路的电流取样检测并通过所述开关电路控制输出同步整流电路对负载输出的通断，以及该过载/短路保护电路通过所述光耦合器反馈对负载输出的通断信息至所述pwm脉宽调制电路以控制变压电路的输出。
[0005]
上述技术方案中，所述恒流恒压环路包括运算放大器u6a和运算放大器u6b分别实现对负载回路的电压反馈和电流反馈。
[0006]
上述技术方案中，所述运算放大器u6a的输出端反接有二极管d21和上拉电阻r61，运算放大器u6b的输出端反接有二极管d22和上拉电阻r59，分别构成电压跟随器和电流跟随器。
[0007]
上述技术方案中，所述过载/短路保护电路包括比较器，比较器通过对负载回路进行电流取样并与基准电流进行比较，比较器的输出端hp输出负载回路是否过载/短路的检测电压，检测电压控制所述开关电路的通断，同时，检测电压经光电耦合器反馈至pwm脉宽调制电路。
[0008]
上述技术方案中，所述开关电路包括开关管q10、开关管q9、开关管q7、开关管q6以及开关管q4，开关电路向所述变压电路的输出端获取工作电压aux，该工作电压aux串联电
阻r100、电阻r63后一路串联电阻r101与负载负极电连接，另一路与开关管q7的控制端电连接，开关管q7的输入端与开关管q6的控制端电连接，开关管q6的输出端与开关管q4的控制端电连接，开关管q4的输出端作为负载的电压输出端vcom+，开关管q7、开关管q6、开关管q4的输入端均与输出同步整流电路的输出端op+电连接；开关管q10的控制端于所述比较器的输出端hp电连接，开关管q10的输入端一路与电阻r100与电阻r63之间的节点ct电连接，另一路与开关管q9的控制端电连接，开关管q9的输入端与节点ct电连接。
[0009]
上述技术方案中，所述比较器的输出端hp通过控制开关管q8的通断以改变所述光耦合器的通断回路以实现将输出端hp的检测电压情况反馈至所述pwm脉宽调制电路。
[0010]
上述技术方案中，所述调光控制电路输出pwm控制信号经开关管q5控制所述开关电路以实现调光。
[0011]
上述技术方案中，所述输出同步整流电路包括同步整流芯片u4和开关管q3，开关管q3的输入端vs与变压电压的输出端电连接，开关管q3的输出端vd作为输出同步整流电路的输出端op+，同步整流芯片u4以开关管q3的输入端vs以及输出端vd作为取样点进行输出整流。
[0012]
上述技术方案中，在所述emi电路中提供有一连接端vstart与所述pwm脉宽调制电路的控制芯片u2的启动端电连接。
[0013]
上述技术方案中，所述pfc升压电路包括pfc芯片u1、电感t1和开关管q1，所述电感t1的一路输入端与直流脉冲电压vin+电连接，另一路输入端与pfc芯片u1的输出端电连接，直流脉冲电压vin+与pfc芯片u1的输入端电连接，开关管q1的控制端与pfc芯片u1的控制输出端电连接，开关管q1的输出端与pfc芯片u1的控制端电连接；电感t1的输出端一路接地，另一路串联二极管d4、磁珠fb3后输出所述直流电压hv。
[0014]
本实用新型的有益效果是：
[0015]
1．电路简单，性能可靠，适用性广。
[0016]
2．超低安全低电压，更安全，多重敏感保护电路，用户使用更安全，更放心。
[0017]
3．具有输出过载和短路保护，过载和短路后关断输出设计。
附图说明
[0018]
图1是本实用新型的驱动电源电路的电路原理示意图。
[0019]
图2是本实用新型的emi电路、整流滤波电路、温控保护电路的电路原理图。
[0020]
图3是本实用新型的pfc升压电路、pwm脉宽调制电路的电路原理示意图。
[0021]
图4是本实用新型的变压电路、输出同步整流电路、恒流恒压环路、开关电路的电路原理示意图。
[0022]
图5是本实用新型的过载/短路保护电路的电路原理示意图。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
[0024]
如图1-5所示，一种过载无输出的驱动电源电路，其包括emi电路1、整流滤波电路2、pfc升压电路3、pwm脉宽调制电路4、变压电路5、输出同步整流电路6、恒流恒压环路7、调光控制电路10、温控保护电路8以及过载/短路保护电路9。市电经emi电路、整流滤波电路输
出直流脉冲电压vin+，直流脉冲电压vin+经pfc升压电路校正功率因数后输出升压后的直流电压hv，直流电压hv经温控保护电路后从变压电路的主原边向主副边变压输出，变压电路的主副边通过输出同步整流电路向负载输出负载工作电压，pwm脉宽调制电路通过开关管q2控制变压电路的主原边回路的通断，变压电路的次原边回路向pwm脉宽调制电路提供启动电压，pwm脉宽调制电路向pfc升压电路中的pfc芯片提供启动电压pfc vcc；恒流恒压环路通过对输出同步整流电路中的负载回路取样比较并通过光耦合器反馈至pwm脉宽调制电路，pwm脉宽调制电路根据反馈控制变压电路、输出同步整流电路的输出并通过基于开关管组的开关电路10调制负载；过载/短路保护电路对负载回路的电流取样检测并通过所述开关电路控制输出同步整流电路对负载输出的通断，以及该过载/短路保护电路通过所述光耦合器反馈对负载输出的通断信息至所述pwm脉宽调制电路以控制变压电路的输出。
[0025]
具体的，emi电路1用于滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰。emi电路包括串联的保险丝f1、并联的压敏电阻vr1、并联的电容c3、串联的共模电感lf1和共模电感lf2、并联的电阻r10和电阻r11、串联的共模电感lf4，电阻r10正向并联二极管d2，电阻r11反向并联二极管d3，电阻r10与电阻r11之间的节点作为连接端vstsrt。在所述emi电路中提供有一连接端vstart与所述pwm脉宽调制电路的控制芯片u2的启动端电连接。
[0026]
具体的，整流滤波电路2用于将交流电源降压、整流、滤波为合适的直流电压。整流滤波电路包括整流器bd1、电感l1、电容c10、电容c11和电阻r9，整流器bd1输出端串联电感l1后输出直流脉冲电压vin+，电感l1的输入端串联电容c10后接地，电感l1的输出端串联电容c11后接地，电感l1的两端并联电阻r9。
[0027]
具体的，pfc升压电路3用于对整流滤波电路输出的直流脉冲电压vin+进行功率因数校正升压输出稳定可靠的直流电压hv。pfc升压电路包括pfc芯片u1、电感t1和开关管q1，所述电感t1的一路输入端与直流脉冲电压vin+电连接，另一路输入端与pfc芯片u1的输出端电连接，直流脉冲电压vin+与pfc芯片u1的输入端电连接，开关管q1的控制端与pfc芯片u1的控制输出端电连接，开关管q1的输出端与pfc芯片u1的控制端电连接；电感t1的输出端一路接地，另一路串联二极管d4、磁珠fb3后输出所述直流电压hv。直流脉冲电压vin+串联电阻r2、电阻r4与pfc芯片u1的mult端电连接。开关管q1的为mos管，开关管q1的控制端串联电阻r3、电阻r49后与pfc芯片u1的控制输出端电连接，电阻r3并联有二极管d1，开关管q1的输出端串联磁珠fb1后串联电阻r20、r21、r22后接地，电阻r20、r21、r22为并联关系，电阻r20、r21、r22并联有二极管d16和二极管d19。
[0028]
具体的，pwm脉宽调制电路4用于根据反馈端收集的反馈信号控制变压电路的输入和输出。pwm脉宽调制电路包括控制芯片u2，控制芯片u2的控制输出端与串联电阻r27、电阻r39后与开关管q2的控制端电连接，电阻r27反向并联有二极管d6，开关管q2的输出端串联磁珠fb2后串联电阻r47、r46、r99、r45、r44后接地，电阻r47、r46、r99、r45、r44为并联关系，电阻r47、r46、r99、r45、r44还并联有串联的二极管d17和二极管d20；开关管q2的控制端与输出端并联有电阻r40。控制芯片u2的反馈端与光耦合器的光耦接收端u3b电连接，光耦接收端u3b的输入输出两端并联有电容c24。变压电路的次原边回路串联二极管d7、电阻r13、二极管d5、极性电容c15后接地，二极管d5的负极端与控制芯片u2的启动端vcc电连接。
[0029]
具体的，变压电路5用于将pfc升压电路输出的直流电压hv变压为负载所需工作电
压输出。变压电路包括变压器t2，输入端具有主原边和次原边，输出端具有主副边和次副边。次原边回路并联有电容c12，次原边回路与主副边回路并联有电容c19。
[0030]
具体的，输出同步整流电路6用于通态电阻极低的功率mosfet来取代整流二极管，因此能大大降低整流器的损耗，提高dc/dc变换器的效率，满足低压、大电流整流的需要。输出同步整流电路包括开关管q3、极性电容c28、c20、c29、电容c26、共模电感lf3，共模电感lf3的输入端并联电阻r83并串联电阻r51作为同步整流芯片u4的输出电压取样点vd，共模电感lf3的输出点并联点从c1、并联有串联的电阻r78和发光二极管led1，共模电感lf3的输出端作为输出同步整流电路的输出端op+。开关管q3的输入端与输出端之间并联有串联电容c27和电阻r37，电阻r37并联有电阻r38。开关管q3的输入端vs与变压电压的输出端电连接，开关管q3的输出端vd作为输出同步整流电路的输出端op+，同步整流芯片u4以开关管q3的输入端vs以及输出端vd作为取样点进行输出整流。同步整流芯片u4由变压电路的次副边sb串联二极管d8提供启动电压。
[0031]
具体的，恒流恒压环路7用于对输出同步整理电路的电流和电压信号进行取样并反馈至pwm脉宽调制电路以便于做出恒流恒压的调节。所述恒流恒压环路包括运算放大器u6a和运算放大器u6b分别实现对负载回路的电压反馈和电流反馈。所述运算放大器u6a的输出端反接有二极管d21和上拉电阻r61，运算放大器u6b的输出端反接有二极管d22和上拉电阻r59，分别构成电压跟随器和电流跟随器。输出同步整流电路的v0端串联电阻58、电阻r67、电阻r42后接地，电阻r58和电阻r67之间的节点电压作为后续比较器使用的基准电压源2.5v。
[0032]
具体的，温控保护电路8用于对变压器输入端的温度保护。温控保护电路电连接在变压器的主原边回路，包括电阻r24、r23、r25、r32、r33、r34、r35、r36，以及保险丝f2、二极管d9和电容c21。具有输出过载和短路保护，过载和短路后关断输出设计，过载或短路后，断开市电并解除故障后，期间等待10秒左右，然后重新开启市电即可正常输出，超低的短路功率。当f2的工作温度达到110
±
5℃时，电路立即切断输出；当f2的工作温度下降75
±
15℃时，电路自动恢复输出。从此，实现了过温保护的目的。
[0033]
具体的，过载/短路保护电路9用于对输出发生过载/短路现象时对电路进行保护。所述过载/短路保护电路包括比较器，比较器通过对负载回路进行电流取样并与基准电流进行比较，比较器的输出端hp输出负载回路是否过载/短路的检测电压，检测电压控制所述开关电路的通断，同时，检测电压经光电耦合器反馈至pwm脉宽调制电路。所述开关电路10包括开关管q10、开关管q9、开关管q7、开关管q6以及开关管q4，开关电路向所述变压电路的输出端获取工作电压aux，该工作电压aux串联电阻r100、电阻r63后一路串联电阻r101与负载负极电连接，另一路与开关管q7的控制端电连接，开关管q7的输入端与开关管q6的控制端电连接，开关管q6的输出端与开关管q4的控制端电连接，开关管q4的输出端作为负载的电压输出端vcom+，开关管q7、开关管q6、开关管q4的输入端均与输出同步整流电路的输出端op+电连接；开关管q10的控制端于所述比较器的输出端hp电连接，开关管q10的输入端一路与电阻r100与电阻r63之间的节点ct电连接，另一路与开关管q9的控制端电连接，开关管q9的输入端与节点ct电连接。所述比较器的输出端hp通过控制开关管q8的通断以改变所述光耦合器的通断回路以实现将输出端hp的检测电压情况反馈至所述pwm脉宽调制电路。
[0034]
具体的，调光控制电路10为输出调光信号pwm的控制电路。所述调光控制电路输出
pwm控制信号经开关管q5控制所述开关电路以实现调光。
[0035]
本实用新型的工作原理：重点在于过载保护。当输出端过载或短路时，电路分别通过采样电阻r66、r70、r72、r74、r82使比较器u8、u9的3、5、10、12脚的电位拉为0电位，此时，比较器u8、u9的1、7、8、14脚输出0.7v左右的高电平，同时通过电容c34经电阻r100持续给开关管q9基极和开关管q10集电极提供高电平，这时开关管q9、q10导通，开关管q9输出高电平，经电阻r63与电阻r101分压后开关管q7基极得到高电平，使开关管q7导通，开关管q7导通后电阻r64给开关管q6基极提供高电平，使开关管q6导通，开关管q6导通后，开关管q4栅极得到高电平qp点电压，致使开关管q4截止，关断输出，从而实现了过载和短路保护的目的。。
[0036]
以上的实施例只是在于说明而不是限制本实用新型，故凡依本实用新型专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。