专利名称：用于有源pfc电路输出端的短路保护电路及led电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子电路技术领域，特指用于有源PFC电路输出端的短路保护电路及LED电源电路。
背景技术：
LED，一种全新概念的固态光源，以其无与伦比的节能、环保、长寿命、可控性高等技术优势，成为近年来全球最具发展前景的高新技术之一，正式拉开全面替代传统照明的序幕，半导体照明技术革新正在改变百年传统照明历史。随着LED技术在照明领域的应用，LED产品在全球掀起了一场节能环保的绿色风暴，被业界誉为“绿色照明”产品。现有技术中，有源PFC电路由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数，有源PFC电路中往往采用高集成度的1C，采用有源PFC电路的PC电源，至少具 有以下特点I)输入电压可以从90V到270V ；2)闻于0. 99的线路功率因数,并具有低损耗和闻可罪等优点；3) IC的PFC还可用作辅助电源，因此在使用有源PFC电路中，往往不需要待机变压器；4)输出不随输入电压波动变化，因此可获得高度稳定的输出电压；5)有源PFC输出DC电压纹波很小，且呈100Hz/120Hz (工频2倍)的正弦波，因此采用有源PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。带有有源PFC电路的LED电源电路，一般不直接对负载供电，主要是由于当负载出现短路时，其无法实现对自身进行防短路保护，因此现有的带有有源PFC电路的LED电源电路一般采用图I所示的电源电路，包括依次连接的交流输入端、整流滤波电路、有源PFC电路、PWM电路及直流输出端。用于调节和平衡电压和电流之间的相位差，提高LED电源电路的功率因数的有源PFC电路通过PWM电路进行防短路保护，以防止在负载LED光源出现短路时，对有源PFC电路的保护。如图2所示，为现有技术的LED电源PWM电路原理图，不难看出P丽电路由于需要构成的元件较多，线路复杂且成本较高。其次PWM电路还需要LED电源电路为之提供电能以维持其正常的工作，同时又增加了 LED电源电路的功耗，降低了 LED电源电路的效率。因此能否去掉PWM电路，利用有源PFC电路的LED电源直接为LED负载供电，实现电源电路简化、成本低廉、而且还能提高电源效率成为人们亟待解决的一个重要课题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种用于有源PFC电路输出端的短路保护电路及LED电源电路，能够实现LED电源电路上的有源PFC电路直接与输出端连接，更重要的是还能实现对有源PFC电路进行防短路保护，电源电路得到简化、节约成本。本实用新型是通过以下技术方案来实现的[0013]用于有源PFC电路输出端的短路保护电路,包括有一单向可控娃Q、一光电藕合器U及电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4 ;光电藕合器U包括有光敏兀件D2和发光二极管Dl ；所述电阻Rl的两端分别与所述单向可控硅Q的阳极A和控制极G相连接；所述电阻R2的一端与所述单向可控硅Q的阳极A相连接，另一端通过所述光电耦合器内的光敏元件与所述单向可控硅Q的控制极G连接；所述电阻R3的两端分别与所述单向可控硅Q的阴极K和控制极G连接，所述电阻R4的两端分别与所述可控硅Q的阴极K和所述光电耦合器U内的发光二极管Dl相连接；所述光电耦合器U内的发光二极管Dl —端连接电阻R4，另一端连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的负极输入端和负极输出端；所述单向可控硅Q的阳极A连接所述用于有 源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输入端，所述单向可控硅Q的阴极K连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输出端。LED电源电路，包括依次连接的交流输入端10、整流滤波电路11、有源PFC电路12、短路保护电路13及直流输出端14，其中，所述短路保护电路13采用上述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输入端、负极输入端分别连接有源PFC电路12的输出端。本实用新型的有益效果如下本实用新型的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，有别与现有的PWM电路，不但能够实现LED电源电路上的有源PFC电路直接与输出端连接，更重要的是还能实现对有源PFC电路进行防短路保护。本实用新型的LED电源电路，由于主要采用单向可控硅与光电耦合器组成的一种防短路电路，用于与有源PFC电路输出端相连，来实现对LED电源电路上的有源PFC电路进行防短路保护。其电路组成简单、构成原件少，成本低廉；功率消耗少且安全可靠，适合于为各种不同类型的有源PFC电路的LED电源提供防短路保护。
图I是现有技术中带有PWM电路的有源PFC电路的LED电源电路原理框图；图2是现有技术中LED电源PWM电路原理图；图3是本实用新型的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的电路原理图；图4是本实用新型LED电源电路的原理框图。附图标记说明10、交流输入端，11、整流滤波电路，12、有源PFC电路，13、短路保护电路，14、直流
输出端。
具体实施方式
请见图3至图4，本实用新型公开了一种用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，包括有一单向可控娃Q、一光电藕合器U及电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4 ;光电藕合器U包括有光敏元件D2和发光二极管Dl ;所述电阻Rl的两端分别与所述单向可控硅Q的阳极A和控制极G相连接；所述电阻R2的一端与所述单向可控硅Q的阳极A相连接，另一端通过所述光电耦合器U内的光敏元件D2与所述单向可控硅Q的控制极G连接；所述电阻R3的两端分别与所述单向可控硅Q的阴极K和控制极G连接，所述电阻R4的两端分别与所述可控硅Q的阴极K和所述光电耦合器U内的发光二极管Dl相连接；所述光电耦合器U内的发光二极管Dl —端连接电阻R4，另一端连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的负极输入端和负极输出端；所述单向可控硅Q的阳极A连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输入端，所述单向可控硅Q的阴极K连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输出端。进一步地，所述电阻R4与所述光电耦合器U内的发光二极管Dl之间还串联一用于起指示作用的发光二极管D3。进一步地，所述光电耦合器U内的发光二极管Dl上还并联一用于防止所述发光二极管Dl电压波动的稳压二极管D4，所述稳压二极管D4—端与所述发光二极管D3的输入端相连，一端与所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的负极输入端和负极输出端相连接。所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值大小顺序为电阻Rl >电阻R2且电阻Rl >电阻R3。LED电源电路，包括依次连接的交流输入端10、整流滤波电路11、有源PFC电路12、短路保护电路13及直流输出端14，其中，所述短路保护电路13采用上述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输入端、负极输入端分别连接有源PFC电路12的输出端。实施例如图4所示，本实用新型的一种用于有源PFC电路输出端的短路保护电路在有源PFC电路的LED电源电路上使用时的电路原理框图，包括依次连接的交流输入端10、整流滤波电路11、有源PFC电路12、短路保护电路13及直流输出端14。所述短路保护电路13用于与有源PFC电路12输出端相连，用于在所述直流输出端14的负载出现短路时，对所述有源PFC电路12起到保护作用。如图3所示，所述短路保护电路13包括一单向可控硅Q、一光电耦合器U及电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4组成。所述电阻Rl的两端分别与所述单向可控硅Q的阳极A和控制极G相连接；所述电阻R2的一端与所述单向可控硅Q的阳极A相连接，另一端通过所述光电耦合器U上的光敏原件D2与所述单向可控硅Q的控制极G连接；所述电阻R3的两端分别与所述单向可控硅Q的阴极K和控制极G连接，所述电阻R4的两端分别与所述阴极K和所述光电耦合器U内的发光二极管Dl相连接。所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值大小顺序为电阻Rl >电阻R2且电阻Rl >电阻R3，当来自所述有源PFC电路的直流电压施加于所述单向可控硅Q的阳极A上时，由于此时光电耦合器U内的光敏元件D2还未被激发，属于断路状态，所以上述直流电压只能施加在所述电阻Rl、电阻R3及发光二极管D3所组成的串联电路上，形成并建立起初始导通电流通过电阻R3，因为所述电阻Rl大于电阻R3，故使得所述控制极G与阴极K之间建立起正向电压，由于预先设定所述电阻Rl与电阻R3之间的比值较大，所述控制极G与阴极K之间的正向电压不足以激发所述单向可控硅Q导通。而当初始电流通过R4并导通所述发光二极管Dl后，所述光电耦合器U内的所述光敏元件D2将被激发而接通，从而得以使得所述电阻R2导通，由于所述电阻Rl的阻值大于电阻R2的阻值，而电阻R3的阻值又接近电阻R2，故使得所述控制极G与所述阴极K之间的正向电压升高并达到使所述阳极A与阴极K导通的电压值，即所述单向可控硅Q导通，并将电压传输给所述的直流输出端14，以供给LED光源负载使用。当其输出端的直流负载短路时，由于所述发光二极管Dl两端被短路将无法被导通，所述光敏元件D2将停止工作，即光电耦合器停止工作，造成所述电阻R2与电阻R3所在的回路将无法导通，使得维持所述单向可控硅Q导通的所述控制极G与所述阴极K之间的正向电压无法到达预定值，所述单向可控硅Q进入截至状态，来自所述有源PFC电路的电压将会施加在所述电阻R1、电阻R3与负极V之间维持上述初始电流，有效地防止了所述有源PFC电路出现短路而造成本实用新型的LED 电源电路的损坏。所述短路电路13在所述电阻R4与所述光电耦合器U内的发光二极管Dl之间还串联一用于起指示作用的发光二极管D3，以便于显示本实用新型的LED电源电路是否处于工作状态。由于负载电压存在不可避免的异常，造成所述光电耦合器U内的发光二极管Dl上随之出现波动，从而使得所述单向可控硅Q输出的电压出现异常，最终影响到供给负载的电压出现波动而造成负载不能正常工作，为此本实用新型在所述短路电路13在所述光电耦合器U内的发光二极管Dl上还并联一用于防止所述发光二极管Dl电压波动的所述稳压二极管D4，所述稳压二极管D4 —端与所述发光二极管D3的输入端相连，一端与负极V相连接。本实用新型只对本实用新型的实施案例做了详述和说明，虽然其在形式和结构上具有一定的特殊性，但是这些特殊仅仅是为了描述和说明本实用新型，并不会影响到对本实用新型的任何限制。上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本实用新型的范围内，进行的各种改进和变化，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，其特征在于包括有一单向可控硅Q、一光电藕合器U及电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4 ;光电藕合器U包括有光敏兀件D2和发光二极管Dl ;所述电阻Rl的两端分别与所述单向可控硅Q的阳极A和控制极G相连接；所述电阻R2的一端与所述单向可控硅Q的阳极A相连接，另一端通过所述光电耦合器U内的光敏元件D2与所述单向可控硅Q的控制极G连接；所述电阻R3的两端分别与所述单向可控硅Q的阴极K和控制极G连接，所述电阻R4的两端分别与所述可控硅Q的阴极K和所述光电I禹合器U内的发光二极管Dl相连接；所述光电I禹合器U内的发光二极管Dl —端连接电阻R4，另一端连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的负极输入端和负极输出端；所述单向可控硅Q的阳极A连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输入端，所述单向可控硅Q的阴极K连接所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输出端。
2.如权利要求I所述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，其特征在于所述电阻R4与所述光电耦合器U内的发光二极管Dl之间还串联一用于起指示作用的发光二极管D3。
3.如权利要求2所述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，其特征在于所述光电稱合器U内的发光二极管Dl上还并联一用于防止所述发光二极管Dl电压波动的稳压二极管D4，所述稳压二极管D4 —端与所述发光二极管D3的输入端相连，一端与所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的负极输入端和负极输出端相连接。
4.如权利要求I所述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，其特征在于所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值大小顺序为电阻Rl >电阻R2且电阻Rl >电阻R3。
5.如权利要求2所述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，其特征在于所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值大小顺序为电阻Rl >电阻R2且电阻Rl >电阻R3。
6.如权利要求3所述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，其特征在于所述电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值大小顺序为电阻Rl >电阻R2且电阻Rl >电阻R3。
7.LED电源电路，包括依次连接的交流输入端(10)、整流滤波电路(11)、有源PFC电路(12)、短路保护电路(13)及直流输出端(14)，其特征在于所述短路保护电路(13)采用如权利要求I至6中任何一项所述的用于有源PFC电路输出端的短路保护电路，所述用于有源PFC电路输出端的短路保护电路的正极输入端、负极输入端分别连接有源PFC电路(12)的输出端。
专利摘要本实用新型提供一种用于有源PFC电路输出端的短路保护电路及LED电源电路，能够实现LED电源电路上的有源PFC电路直接与输出端连接、实现对有源PFC电路进行防短路保护，电源电路得到简化、成本大幅度降低。包括有单向可控硅Q、光电藕合器U及电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；光电藕合器U包括有光敏元件D2和发光二极管D1；电阻R1的两端分别与单向可控硅Q的阳极A和控制极G相连接；电阻R2的一端与所述单向可控硅Q的阳极A相连接，另一端通过光电耦合器U内的光敏元件D2与单向可控硅Q的控制极G连接；所述电阻R3的两端分别与单向可控硅Q的阴极K和控制极G连接，电阻R4的两端分别与所述可控硅Q的阴极K和所述光电耦合器U内的发光二极管D1相连接。
文档编号H05B37/00GK202474845SQ20112057494
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者王冬雷 申请人:广东德豪润达电气股份有限公司