一种过温保护电路和LED驱动电源的制作方法

一种过温保护电路和led驱动电源
技术领域
1.本技术涉及电源技术领域，特别是涉及一种过温保护电路和led驱动电源。


背景技术：

2.随着led照明设备越来越普及，需要应用到led驱动电源的场合也越来越多。然而，在led驱动电源工作时，经常会因为工作时间长或者电流过大使得电源电路在高温状态下工作，一旦温度过高，很容易损坏电源，甚至可能引发火灾。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种过温保护电路和led驱动电源，能够实现对驱动电源电路的过温保护，以保证驱动电源的安全性。
4.本技术的实施例第一方面提供了一种过温保护电路，包括第一三端稳压器、第一稳压二极管、光耦合器和热敏电阻；
5.第一三端稳压器的第一端连接热敏电阻的第一端，热敏电阻的第二端连接输出电压端；
6.第一三端稳压器的第二端连接第一稳压二极管的阳极，第一稳压二极管的阴极连接光耦合器的输入端的阴极，光耦合器的输入端的阳极连接输出电压端；
7.第一三端稳压器的第三端接地；
8.光耦合器的输出端连接控制芯片，控制芯片用于在接收到光耦合器的反馈信号时控制输出电压降低。
9.在其中一个实施例中，上述过温保护电路还包括第一电阻单元和第二电阻单元，热敏电阻的第二端依次通过第一电阻单元、第二电阻单元连接输出电压端。
10.在其中一个实施例中，上述过温保护电路还包括第三电阻单元，热敏电阻的第一端通过第三电阻单元接地。
11.在其中一个实施例中，上述过温保护电路还包括第四电阻单元，光耦合器的输入端的阳极通过第四电阻单元连接输出电压端。
12.在其中一个实施例中，上述过温保护电路还包括第一稳压电路，第一稳压电路的第一端通过第二电阻单元连接输出电压端，第一稳压电路的第二端接地。
13.在其中一个实施例中，上述过温保护电路还包括第二稳压电路和第五电阻单元，第二稳压电路的第一端连接光耦合器的输入端的阴极，第二稳压电路的第二端通过第五电阻单元连接输出电压端，第二稳压电路的第三端接地。
14.在其中一个实施例中，第一稳压电路包括第二三端稳压器、第六电阻单元和第七电阻单元，第二三端稳压器的第一端分别连接第六电阻单元的一端和第七电阻单元的一端，第六电阻单元的另一端通过第二电阻单元连接输出电压端，第七电阻单元的另一端接地。
15.第二稳压电路包括第三三端稳压器、第一电容、第八电阻单元和第九电阻单元，第
三三端稳压器的第一端通过第一电容和第八电阻单元连接光耦合器的输入端的阴极，且通过第五电阻单元连接输出电压端，第三三端稳压器的第一端还通过第九电阻单元接地。
16.本技术的实施例第二方面提供了一种led驱动电源，led驱动电源包括如上述各实施例中所述的过温保护电路。
17.在其中一个实施例中，上述led驱动电源还包括控制电路，控制电路连接过温保护电路；控制电路包括控制芯片u1，控制芯片u1连接光耦合器。
18.在其中一个实施例中，上述led驱动电源还包括滤波电路、整流电路、填谷电路、反激转换电路和输出电路，滤波电路分别连接电压输入端和整流电路，整流电路连接填谷电路，填谷电路连接反激转换电路，反激转换电路连接输出电路，输出电路连接输出电压端；输出电压端连接过温保护电路；控制电路分别连接滤波电路和反激转换电路。
19.上述实施例中提供的一种过温保护电路和led驱动电源，该过温保护电路通过设置热敏电阻实现对电路温度的检测，在温度逐渐升高时，热敏电阻的阻值会随之减少，当温度达到超温保护阈值时，过温保护电路中的第一三端稳压器就开始工作，第一稳压二极管导通，可以通过光耦合器将超温信号反馈给led驱动电源的控制芯片处理，控制芯片在接收到光耦合器反馈的超温信号时会控制输出电压降低，从而通过降低工作电压来达到降温的效果，能够实现对驱动电源电路的过温保护，保证驱动电源的安全。
附图说明
20.图1为一些实施例中过温保护电路的电路结构示例图；
21.图2为一些实施例中led驱动电源的电路结构框图；
22.图3为一些实施例中led驱动电源的整体电路结构示例图；
23.图4为一些实施例中控制电路的电路结构示例图；
24.图5为一些实施例中滤波电路的电路结构示例图；
25.图6为一些实施例中整流电路和填谷电路涉及的电路结构示例图；
26.图7为一些实施例中反激转换电路的电路结构示例图；
27.图8为一些实施例中输出电路的电路结构示例图。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.本技术的实施例第一方面提供了一种过温保护电路，如图1所示，该过温保护电路包括第一三端稳压器u4、第一稳压二极管d11、光耦合器和热敏电阻 rt2；其中，第一三端稳压器u4的第一端连接热敏电阻rt2的第一端，热敏电阻rt2的第二端连接输出电压端；第一三端稳压器u4的第二端连接第一稳压二极管d11的阳极，第一稳压二极管d11的阴极连接光耦合器的输入端u2b的阴极，光耦合器的输入端u2b的阳极连接输出电压端；第一三端稳压器u4的第三端接地。
30.光耦合器(optical coupler，英文缩写为oc)亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管led)与受光
器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当光耦合器的输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。在本实施例中，光耦合器的输出端u2a连接控制芯片u1，控制芯片u1用于在接收到光耦合器的反馈信号时控制输出电压降低。
31.具体地，驱动电源在正常工作时，输出电压为100％的vout。当温度逐渐升高时，热敏电阻rt2的阻值就会相应地减少，当温度达到超温保护阀值时，第一三端稳压器u4就会工作，第一稳压二极管d11导通，通过光耦合器将超温信号反馈给led驱动电源的控制芯片u1，控制芯片u1在接收到光耦合器的反馈信号(超温信号)时，可以控制输出电压降低至预设的安全电压，该安全电压可以取原输出电压的某个百分比，比如原输出电压为12v时，安全电压可取原输出电压的80％，即9.6v，也可以是一个固定电压值，比如5v、10v 等小于原输出电压的取值。
32.在具体实施时，现有驱动电源的反激转换电路中的反激电路部分往往采用稳压二极管实现，导致该位置升温快于其他电路部分，因此可以将上述过温保护电路的热敏电阻rt2设置在反激电路部分附近的位置，比如反激电路的稳压二极管所在电路板的背面或其他靠近位置。
33.在一些实施例中，当输出电压降到预设的安全电压时，温度再升高，可以设置输出电压维持不变。
34.因此，上述过温保护电路可以通过热敏电阻rt2、第一三端稳压器u4、第一稳压二极管d11和光耦合器对控制芯片u1进行信号反馈，而控制芯片u1在接收到光耦合器反馈的超温信号时会控制输出电压降低，从而通过降低工作电压实现降温，可以实现对驱动电源电路的过温保护，保证了驱动电源的安全性。
35.在一些实施例中，过温保护电路还包括第一电阻单元和第二电阻单元，热敏电阻rt2的第二端依次通过第一电阻单元、第二电阻单元连接输出电压端。
36.在一些实施例中，过温保护电路还包括第三电阻单元，热敏电阻rt2的第一端通过第三电阻单元接地。
37.在一些实施例中，过温保护电路还包括第四电阻单元，光耦合器的输入端u2b的阳极通过第四电阻单元连接输出电压端。
38.在上述各实施例中，第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元均起分压作用，在具体实施时，可根据实际需要设置上述各电阻单元的参数，比如包含的电阻数量和阻值等。
39.在一些实施例中，过温保护电路还包括第一稳压电路，第一稳压电路的第一端通过第二电阻单元连接输出电压端，第一稳压电路的第二端接地。
40.在一些实施例中，过温保护电路还包括第二稳压电路和第五电阻单元，第二稳压电路的第一端连接光耦合器的输入端u2b的阴极，第二稳压电路的第二端通过第五电阻单元连接输出电压端，第二稳压电路的第三端接地。
41.具体地，如图1所示的过温保护电路的一种示例中，第一稳压电路包括第二三端稳压器u5、第六电阻单元和第七电阻单元，第二三端稳压器u5的第一端分别连接第六电阻单元的一端和第七电阻单元的一端，第六电阻单元的另一端通过第二电阻单元连接输出电压端，第七电阻单元的另一端接地；第二稳压电路包括第三三端稳压器u3、第一电容c6、第八
电阻单元和第九电阻单元，第三三端稳压器u3的第一端通过第一电容c6和第八电阻单元连接光耦合器的输入端u2b的阴极，且通过第五电阻单元连接输出电压端，第三三端稳压器u3的第一端还通过第九电阻单元接地。
42.其中，第一电阻单元为电阻r14，第二电阻单元为电阻r30，第三电阻单元包括电阻r27和电阻r19，第四电阻单元为电阻r24，第五电阻单元为电阻r26，第六电阻单元为电阻r32，第七电阻单元为电阻r29，第八电阻单元为电阻r20，第九电阻单元为电阻r22。
43.本技术的实施例第二方面提供了一种led驱动电源，led驱动电源包括如上述各实施例中任意一实施例的过温保护电路101，该过温保护电路101 通过设置热敏电阻实现对电路温度的检测，在温度逐渐升高时，热敏电阻的阻值会随之减少，当温度达到超温保护阈值时，过温保护电路中的第一三端稳压器就开始工作，第一稳压二极管导通，可以通过光耦合器将超温信号反馈给led驱动电源的控制芯片处理，控制芯片在接收到光耦合器反馈的超温信号时会控制输出电压降低，从而通过降低工作电压来达到降温的效果，该 led驱动电源可实现对驱动电源电路的过温保护，保证安全性能。
44.如图2所示，该led驱动电源还包括控制电路102、滤波电路103、整流电路104、填谷电路105、反激转换电路106和输出电路107。
45.其中，控制电路102连接过温保护电路101；滤波电路103分别连接电压输入端和整流电路104，整流电路104连接填谷电路105，填谷电路105连接反激转换电路106，反激转换电路106连接输出电路107，输出电路107连接输出电压端；输出电压端连接过温保护电路101；控制电路102分别连接滤波电路103和反激转换电路106。
46.具体地，控制电路102包括控制芯片u1，控制芯片u1连接光耦合器。
47.在图3所示的led驱动电源的整体电路结构的一种示例中，在控制电路102中，如图3和图4所示，控制芯片u1的第1引脚通过稳压二极管d5 分别连接控制芯片u1的第6引脚和电解电容c7的正极，电解电容c7的负极接地；控制芯片u1的第1引脚还通过电阻r2连接热敏电阻rt1的一端，热敏电阻rt1的另一端通过并联的电阻r36和保险丝j1接地。其中，热敏电阻rt1用于检测控制芯片u1的温度，起到对控制芯片u1的超温保护作用。
48.控制芯片u1的第2引脚连接光耦合器的输出端u2a的一端，光耦合器的输出端u2a的另一端通过并联的电阻r36和保险丝j1接地。
49.在实际实施时，可以在光耦合器的输出端u2a的阳极和阴极之间设置一个并联的电容c9，该并联电容可以起到抗干扰作用。
50.控制芯片u1的第3引脚通过电容c10、并联的电阻r36和保险丝j1接地，还通过电阻r13连接并联的稳压二极管d14和电阻r15～r17接地。
51.控制芯片u1的第4引脚通过并联的电阻r36和保险丝j1接地。
52.控制芯片u1的第5引脚通过电阻r25和电阻r10连接二极管d4与电阻 r11组成的并联电路的一端，该并联电路的另一端通过电阻r13连接稳压二极管d14的一端，稳压二极管d14的另一端接地，该并联电路的另一端还连接开关元件q1的栅极，开关元件q1的源极通过保险丝fb1通过电阻r17接地，开关元件q1的漏极连接变压器t1的第一初级绕组(1-2脚)的2脚，开关元件q1为mos管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属—氧化物—半导体场效应晶体管)。
53.控制芯片u1的第6引脚依次通过电阻r8和二极管d2连接变压器t1的第二初级绕组
(4-5脚)的4脚，变压器t1的第二初级绕组(4-5脚)的5脚接地。控制芯片u1的第8引脚连接滤波电路，具体地，控制芯片u1的第8 引脚通过电阻r9连接在滤波电路中的二极管d3和二极管d7的阴极之间。
54.在一些实施例中，滤波电路103用于滤除电压输入端输入的原始电压的电磁干扰，向整流电路输入滤波后的交流电压，上述电压输入端可以连接市电的供电端口，此时输入的原始电压是市电。在具体实施时，滤波电路103可以采用现有的emi(electromagnetic interference，电磁干扰)滤波电路。如图5 所示的滤波电路的一种示例中，滤波电路包括二极管d3、二极管d7、电容 c1、可变电阻vr1、保险丝f1和滤波电感lf1等元器件，构成一个emi滤波电路。其中，电压输入端与滤波电感lf1的输入端和可变电阻vr1 并联，电容c1并联在滤波电感lf1的输出端，电容c1的两端分别连接二极管d3、二极管d7的阳极。
55.在一些实施例中，整流电路104可以采用整流桥或其他现有的整流电路结构，将输入的交流电压整流为第一直流电压以提供给反激转换电路，上述第一直流电压的参数可以根据实际需要进行选择和控制。如图6所示，整流电路104可以采用4个二极管构成的整流桥，实际应用时，上述4个二极管可以采用1n4007型号的二极管，或用1a的集成整流桥(比如db107 型号等)来替换4个二极管构成的整流桥。
56.在一些实施例中，填谷电路105用于将交流市电整流滤波后的电流波形从窄脉冲形状展开到接近于正弦波形状，相当于把窄脉冲电流波形中的谷点区域填平了很大一部分的电路。如图6所示的填谷电路的一种示例中，填谷电路105包括二极管d8～d10、热敏电阻rt3、电容c3、电解电容c2和电解电容c17，其中，温敏电阻rt3的一端分别连接电解电容c2的正极和二极管d8的阴极，电解电容c2的负极分别连接二极管d9的阳极和二极管d10 的阴极，二极管d10的阳极接地，二极管d9的阴极连接二极管d8的阳极和电解电容c17的正极，电解电容c17的负极接地；温敏电阻rt3的另一端连接电容c3的一端，电容c3的另一端接地。在电源电路工作时，二极管工作时产生的热量较大，因此在填谷电路105中添加温敏电阻rt3以监控温度。
57.如图7所示的反激转换电路的一种示例中，反激转换电路106包括变压器 t1、二极管d1、稳压二极管d6和稳压二极管d12等元件，变压器t1的第一初级绕组(1-2脚)的2脚连接二极管d1的阳极，变压器t1的第一初级绕组(1-2脚)的1脚和2脚与电容c8并联连接，变压器t1的第一初级绕组 (1-2脚)的1脚连接电容c4、电阻r3、电阻r4和电容c15的一端，电容 c15的另一端接地，电容c4、电阻r3和电阻r4的另一端均连接并联的电阻 r5和电阻r6的一端，并联的电阻r5和电阻r6的另一端连接二极管d1的阴极。图8为输出电路的一种示例，输出电路107连接输出电压端。
58.本文未提及的各电路之间的元件的更多连接关系，具体可参见图3至图8 进行理解。在上述实施例中，同一电子元件如出现在不同的附图中，其标记是相同的。
59.以上实施例中，当描述一个电路与另一个电路连接，或描述一个电路的输出端与另一个电路的输入端连接时，可以指两个电路是直接连接的，也可以指这两个电路是间接连接的，即两个电路之间还可以存在其他的电路或居中元件。无论如何，这两个电路是存在信号流向关系的。
60.需要说明的是，当一个元件被称为“连接”另一个元件，根据需要，它可以是直接连接到另一个元件或者间接连接至该另一个元件上。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而
不能理解为指示或者暗示相对重要性。“或者/ 和”表示可以两者取其一也可以两者全部包括，例如，a或者/和b，可以是只包括a，也可以是只包括b，还可以是包括a和b。
61.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
62.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。