短路保护电路的制作方法

本实用新型属于开关电源应用领域，具体涉及一种短路保护电路。

背景技术：

现有技术中一种模拟调光方式的升压式LED恒流驱动线路具有升压电路和LED灯条，升压电路提供对应驱动LED灯条的电压。在对该线路进行LED灯条短路测试时，线路中的升压电路提供给LED灯条的输入电压高达一百多伏，当LED灯条短路时由于整个升压驱动电路阻抗小，使得回路中产生瞬间几十安培的大电流；大电流经过回路中与LED灯条连接的二极管和电阻，并且由于电路中的驱动控制芯片的短路保护功能从检测到大电流到执行短路保护具有一定的延迟，不能有效抑制短路产生的瞬间大电流，当在该线路中反复进行多次LED灯条短路测试时，导致模拟调光方式的升压式LED恒流驱动线路中的元器件因短路产生的瞬间大电流冲击而损坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种短路保护电路，实现抑制电路中短路电流的增长，解决电路中元器件因短路产生的瞬间大电流冲击而损坏的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种短路保护电路，包括：驱动模块、升压模块和保护模块；其中，

所述驱动模块具有信号输入端和控制信号输出端；所述升压模块具有电压输入端、升压输出端和受控端；所述保护模块具有保护信号输入端和保护信号输出端；

所述驱动模块的控制信号输出端与所述升压模块的受控端连接，所述驱动模块的信号输入端用于接收PWM信号；所述驱动模块用于根据接收到的所述PWM信号控制所述升压模块将输入升压模块的电压升压；所述升压模块的升压输出端与所述保护模块的保护信号输入端连接；所述保护模块的保护信号输出端用于与背光负载的负载输入端连接。

进一步地，所述保护模块包括第一电感；

所述第一电感的第一端与所述保护模块的保护信号输入端连接，所述第一电感的第二端与所述保护模块的保护信号输出端连接。

进一步地，所述驱动模块还具有电流检测端和电压检测端；所述升压模块还具有受测端；其中，

所述电流检测端与所述受测端连接，所述电压检测端用于检测所述背光负载的负载输出端电压。

进一步地，所述升压模块包括：第一开关管、第一电阻、第二电感、二极管和电容；其中，

所述第一电阻的第一端与所述升压模块的受控端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关管的控制端连接；所述第二电感的第一端与所述升压模块的电压输入端连接，所述第二电感的第二端与所述二极管的正极连接；所述二极管的负极与所述升压模块的升压输出端连接；所述电容的第一端与所述二极管的负极连接，所述电容的第二端接地；所述第一开关管的输入端与所述第二电感的第二端连接，所述第一开关管的输出端与所述升压模块的受测端连接，并且所述第一开关管的输出端接地。

进一步地，所述驱动模块包括升压控制芯片；所述升压控制芯片具有驱动信号输入端、驱动信号输出端、电流反馈输入端和电压反馈输入端；其中，

所述驱动信号输入端与所述驱动模块的信号输入端连接，所述驱动信号输出端与所述驱动模块的控制信号输出端连接，所述电流反馈输入端与所述驱动模块的电流检测端连接，所述电压反馈输入端与所述驱动模块的电压检测端连接。

进一步地，所述短路保护电路还包括背光负载；其中，所述背光负载具有负载输入端和负载输出端；

所述背光负载的负载输入端与所述保护模块的保护信号输出端连接，所述背光负载的负载输出端接地。

进一步地，所述背光负载为包括N个LED灯串联而成的LED灯条；N＞1。

相比于现有技术，本实用新型的一种短路保护电路的有益效果在于：通过设置保护模块实现电路的保护，具体地，所述驱动模块、所述升压模块和所述保护模块组成恒流升压驱动电路，将电压升压后提供给与所述保护模块的保护信号输出端连接的背光负载；当所述背光负载发生短路时，电路回路中产生短路大电流，由于所述保护模块的保护信号输入端与所述升压模块连接，当短路大电流通过所述保护信号输入端流入所述保护模块时，所述保护模块扼制与所述背光负载组成的短路回路中的电流增长，实现抑制短路回路中短路瞬间大电流的产生的功能，从而使得当所述背光负载反复进行多次短路时，所述升压模块中的元器件经受的重复性冲击短路电流大幅度减小。通过在电路中设置所述保护模块，简单低成本解决电路中的元器件因短路产生的瞬间大电流冲击而损坏的问题，电路可靠性提高。

附图说明

图1是本实用新型提供的短路保护电路的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的短路保护电路的第二个实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，是本实用新型提供的短路保护电路的一个实施例的结构示意图，该短路保护电路包括：驱动模块10、升压模块20和保护模块30；其中，

所述驱动模块10具有信号输入端和控制信号输出端；所述升压模块20具有电压输入端、升压输出端和受控端；所述保护模块30具有保护信号输入端和保护信号输出端；

所述驱动模块10的控制信号输出端与所述升压模块20的受控端连接，所述驱动模块10的信号输入端用于接收PWM信号；所述驱动模块10用于根据接收到的所述PWM信号控制所述升压模块20将输入升压模块的电压升压；所述升压模块20的升压输出端与所述保护模块30的保护信号输入端连接；所述保护模块20的保护信号输出端用于与背光负载40的负载输入端连接。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的短路保护电路，所述驱动模块10的信号输入端输入外部提供的PWM信号，经过所述驱动模块10的隔离放大后在所述驱动模块10的控制信号输出端输出控制信号给所述升压模块20的受控端，所述升压模块20根据所述控制信号对输入所述升压模块20的电压输入端的几十伏电压进行升压后，在所述升压模块20的升压输出端输出一百多伏的电压。由于与所述保护模块30的保护信号输出端连接的所述背光负载40在正常工作时为电路提供一定的阻抗，使得电路中的电流为直流恒定值，此时，与所述升压模块20的升压输出端连接的所述保护模块30在电路中等效为一个小阻抗的电阻，并不影响恒流升压驱动电路对所述背光负载40的电压供给。当所述背光负载40发生短路时，电路回路中产生短路大电流，使得电路中的电流骤然增大；由于所述保护模块30的保护信号输入端与所述升压模块20连接，当短路大电流通过所述保护信号输入端流入所述保护模块30时，所述保护模块30扼制与所述背光负载40组成的短路回路中的电流增长，实现抑制短路回路中短路瞬间大电流的产生的功能。当所述背光负载40反复进行多次短路时，所述升压模块20中的元器件经受的重复性冲击短路电流大幅度减小，大大提高电路的可靠性。

如图2所示，是本实用新型提供的短路保护电路的第二个实施例的电路原理图。本实施例提供的短路保护电路在上述实施例的基础上，进一步优化了部分功能电路的结构，具体如下：

进一步地，所述保护模块30包括第一电感L1；

所述第一电感L1的第一端与所述保护模块30的保护信号输入端连接，所述第一电感L1的第二端与所述保护模块30的保护信号输出端连接。

进一步地，所述驱动模块10还具有电流检测端和电压检测端；所述升压模块20还具有受测端；其中，

所述电流检测端与所述受测端连接，所述电压检测端用于检测所述背光负载40的负载输出端电压。

进一步地，所述升压模块20包括：第一开关管Q1、第一电阻R1、第二电感L2、二极管D101和电容C1；其中，

所述第一电阻R1的第一端与所述升压模块20的受控端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第一开关管Q1的控制端连接；所述第二电感L2的第一端与所述升压模块20的电压输入端连接，所述第二电感L2的第二端与所述二极管D101的正极连接；所述二极管D101的负极与所述升压模块20的升压输出端连接；所述电容C1的第一端与所述二极管D101的负极连接，所述电容C1的第二端接地；所述第一开关管Q1的输入端与所述第二电感L2的第二端连接，所述第一开关管Q1的输出端与所述升压模块20的受测端连接，并且所述第一开关管Q1的输出端接地。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的短路保护电路，所述升压模块20还包括第二电阻R2和第三电阻R3；所述第二电阻R2的第一端与所述第一开关管Q1的控制端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第一开关管Q1的输出端连接；所述第三电阻R3设于所述第一开关管Q1与接地端之间。在所述升压模块20中所述第一电阻R1为驱动电阻、所述第三电阻R3为采样检测电阻；由于所述第一电阻R1的第二端与所述第一开关管Q1的控制端连接，当所述驱动模块10的控制信号输出端提供给所述升压模块20的受控端高电平信号时，使得加在所述第一电阻上的电压升高到达所述升压模块20的第一开关管Q1的导通阈值电压时，使得所述第一开关管Q1导通；当所述驱动模块10的控制信号输出端提供给所述升压模块20的受控端低电平信号时，使得加在所述第一电阻R1上的电压低于所述升压模块20的第一开关管Q1的导通阈值电压时，使得所述第一开关管Q1关断。由于所述第三电阻R3的第一端与所述第一开关管Q1的输出端连接，当所述第一开关管Q1导通时，流经所述第一开关管Q1的电流流过所述第三电阻R3并在所述第三电阻R3上产生电压降，并且在第三电阻R3上产生的电压降与流经所述第一开关管Q1的电流成比例，能够通过检测所述第三电阻R3上的电压降判断流经所述第一开关管Q1的电流的大小。

进一步地，所述驱动模块10包括升压控制芯片U1；所述升压控制芯片U1具有驱动信号输入端、驱动信号输出端GATE、电流反馈输入端CS和电压反馈输入端LED＿FB；其中，

所述驱动信号输入端与所述驱动模块10的信号输入端连接，所述驱动信号输出端GATE与所述驱动模块10的控制信号输出端连接，所述电流反馈输入端CS与所述驱动模块10的电流检测端连接，所述电压反馈输入端LED＿FB与所述驱动模块10的电压检测端连接。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的短路保护电路，外部提供的PWM信号控制所述驱动模块10中的升压控制芯片U1，使得由驱动模块10、升压模块20、保护模块30和背光负载40组成模拟调光的升压式背光恒流驱动的电路。在所述升压模块30中第一电感L1为储能电感，第一电容C1为储能滤波电容；所述驱动模块10中的升压控制芯片U1接收到PWM信号并输出驱动信息给所述升压模块20中的第一开关管Q1。所述升压模块20的电压输入端输入十几伏的电压，当升压控制芯片U1控制所述第一开关管Q1导通时，电感L2对输入的电能进行储能，由电路中的储能滤波电容C1放电向与所述保护模块30连接的所述背光负载40供电，二极管D101设于电感L2和电容C1之间防止电流倒流；当升压控制芯片U1控制所述第三开关管Q3关断时，电感L2释放能量对背光负载供电，同时储能滤波电容C1进行充电过程，从而实现所述驱动模块10根据接收到的所述PWM信号控制所述升压模块20将输入升压模块20的电压升压，所述升压模块20升压后输出满足驱动背光负载的高电压。并且所述升压模块30还设有对第一开关管Q1检测采样的第三电阻R3，驱动模块10中的升压控制芯片U1的电流反馈输入端检测第三电阻R3上的电压降从而实现对流经所述第一开关管Q1的电流进行采样监控，当所述升压控制芯片U1通过电流反馈输入端CS检测到流经第一开关管Q1的电流超出阈值，则所述升压控制芯片U1启动过流保护，防止所述升压模块20中的第一开关管Q1因过流而被损坏。所述背光负载40的负载输出端与接地端连接之间设有对所述背光负载检测采样的第四电阻R4，驱动模块10中的升压控制芯片U1的电压反馈输入端检测与所述背光负载40的负载输出端连接的第四电阻R4上的电压降从而实现对流经所述背光负载40的电流进行采样监控，当所述升压控制芯片U1通过电压反馈输入端LED＿FB检测到流经所述背光负载40的电流超出阈值，则所述升压控制芯片U1启动过流保护，整个电路进入打隔式保护模式，电路会不断被重启。

进一步地，所述短路保护电路还包括背光负载40；其中，所述背光负载40具有负载输入端和负载输出端；

所述背光负载40的负载输入端与所述保护模块30的保护信号输出端连接，所述背光负载40的负载输出端接地。

进一步地，所述背光负载40为包括N个LED灯串联而成的LED灯条；N＞1。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的短路保护电路，所述驱动模块、所述升压模块和所述保护模块组成恒流升压驱动电路，所述电路提供足够大的电压驱动与所述保护模块30的保护信号输出端连接的所述背光负载40。当所述背光负载40短路后，由于所述升压模块20中的元器件阻抗小，并且加在所述背光负载40的负载输入端上的电压高达一百多伏，使得回路中将会产生几十安培的短路瞬间大电流流经所述升压模块20和所述保护模块30，当从所述保护模块30的保护信号输入端流入骤然增大的电流时，由于所述保护模块30中的第一电感L1的电感电流不能突变的物理特性，所述保护模块30扼制与所述背光负载40组成的短路回路中的电流增长；并且，电感上的感应电压方程为：在短路回路中短路电流为，其中R为短路电路中的总阻抗，可知在所述背光负载40短路时的极短时间内，短路电流是呈指数特性增长的，当设于所述升压模块20与所述背光负载40之间的保护模块30中的第一电感L1的电感越大则使得短路回路中的电流增长变得越缓慢，从而实现所述保护模块30扼制与所述背光负载40组成的短路回路中的电流增长。同时，电路中的升压控制芯片U1对所述升压模块20具有过流保护功能，但升压控制芯片U1从检测到短路大电流到执行短路保护具有一定的延时，所述升压控制芯片U1的过流保护功能只能在短路瞬间大电流后才能开始，无法有效抑制短路瞬间的大电流。通过在电路中设置所述保护模块30实现抑制短路回路中短路瞬间大电流的产生的功能，并使得当所述背光负载40反复进行多次短路时，所述升压模块20中的元器件经受的重复性冲击短路电流大幅度减小，解决电路中元器件因短路产生的瞬间大电流冲击而损坏的问题。并且所述保护模块30并不仅限于包括所述第一电感L1，还可以为多个电感元件并联组成的具有高电感系数的保护模块30。

综上所述，本实用新型实施例提供的短路保护电路的有益效果在于：通过设置保护模块实现电路的保护，具体地，所述驱动模块、所述升压模块和所述保护模块组成恒流升压驱动电路，将电压升压后提供给与所述保护模块的保护信号输出端连接的背光负载；当所述背光负载发生短路时，电路回路中产生短路大电流，由于所述保护模块的保护信号输入端与所述升压模块连接，当短路大电流通过所述保护信号输入端流入所述保护模块时，所述保护模块扼制与所述背光负载组成的短路回路中的电流增长，实现抑制短路回路中短路瞬间大电流的产生的功能，并且使得当所述背光负载反复进行多次短路时，所述升压模块中的元器件经受的重复性冲击短路电流大幅度减小。通过在电路中设置所述保护模块，简单低成本解决电路中的元器件因短路产生的瞬间大电流冲击而损坏的问题，电路可靠性提高。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。