具有过压检测功能的LED线性恒流电路及过压检测方法与流程

本发明属于led恒流输出电路技术领域，具体涉及一种具有过压检测功能的led线性恒流电路及过压检测方法。

背景技术：

家用电器，比如吸油烟机、蒸箱、烤箱等显示板上常设置有led氛围灯，还有日常所用的照明灯一般都采用恒流电源进行驱动；现有的恒流电路一般是基于开关电源的led恒流电路，其用于大功率场合，具有emi效果差，开关尖峰信号突出，电路成本高昂等缺点；还有一种是基于运算放大器和晶体管的led恒流电路，其用于小功率场合，但其运行效率低，不足50％。

并且，市场上关于矩阵led电流平衡性控制电路主要方法一般为：基于专用led恒流芯片进行电流控制，该方法从形式上看较为简单，仅需要一个恒流芯片即可；但该专用芯片价格昂贵，并且为了满足该芯片的功能，需要较多的外围电路及单元机，这样就导致了硬件成本高、检测端口过多，且led电流受温度影响大。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供具有过压检测功能的led线性恒流电路，通过反馈环路以及过压保护电路之间的相互配合，在实现恒流输出的同时，还对led灯实现了过压保护。

本发明的另一目的是提供一种led灯过压检测方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种具有过压检测功能的led线性恒流电路，其包括led灯、反馈环路以及过压保护电路，所述led灯至少设置一个，所述反馈环路和led灯连接，所述过压保护电路通过反馈环路与led灯连接用于对led灯的工作电压进行过压检测。

优选地，所述过压保护电路包括齐纳二极管d1，所述齐纳二极管d1的负极接输入电压vbat，阳极一路通过第一电阻r1接地，另一路通过第五电阻r5与第二三极管q2的基极连接，所述第一电阻r1与第四电容c4并联接地，所述第二三极管q2的发射极与第一电阻r1共接地，所述第二三极管q2的集电极与反馈环路连接。

优选地，所述反馈环路包括第四三极管q4，所述第四三极管q4的发射极和第十三电阻r13连接，所述第十三电阻r13一路通过第十六电阻r16接地，另一路通过第十二电阻r12与第三三极管q3的基极连接，所述第十六电阻r16与第十五电阻r15并联，所述第四三极管q4的基极通过第九电容c9接地，所述第三三极管q3的发射极并第十一电容c11并联且共接地，所述第三三极管q3的集电极一路通过第十电阻r10与第四三极管q4的基极连接，一路和压检测电路连接，另一路和分压单元连接，所述分压单元和led灯连接。

优选地，所述分压单元包括并联的第六电阻r6、第七电阻r7以及第五电容c5。

优选地，任意一个所述led灯均并联一用于滤波的电容。

优选地，所述第四三极管q4的型号为：bcx56-16，所述第三三极管q3的型号为：bc817-16。

优选地，所述led灯包括第四二极管d4。

一种led灯过压检测方法，其应用上述的具有过压检测功能的led线性电路，该方法具体为：

当输入电压过高时，所述过压保护电路通过反馈环路控制led灯关闭，完成过压保护。

优选地，所述过压保护电路通过反馈环路控制led灯关闭，具体为：

当输入电压vbat过高时，齐纳二极管d1反向稳压导通，第二三极管q2的集电极-发射极电压约为零，进而第四三极管q4关闭，led灯关闭。

优选地，该方法还包括：

当输入电压vbat变低时，齐纳二极管d1反向截止，第二三极管q2关闭，进而第四三极管q4重新开通，led灯开通，实现低压自动恢复。

有现有技术相比，本发明摒弃了传统的开关电源、运算放大器加bjt电路，减少了emi/开关电压尖峰/专用开关电源芯片/高频变压器等芯片的使用，因此降低了设计过程中的硬件成本；采用双三极管的负反馈线性led恒流，摒弃了单片机控制端口资源，实现led灯电流稳定自调节，降低了开发成本；采用自过压保护电路控制双三极管的负反馈线性led恒流电路的工作电压，实现对led灯的过压保护功能。

附图说明

图1是本发明实施例1提供一种具有过压检测功能的led线性恒流电路的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本发明实施例1提供一种具有过压检测功能的led线性恒流电路，如图1所示，其包括led灯1、反馈环路2以及过压保护电路3，所述led灯1至少设置一个，所述反馈环路2和led灯1连接，所述过压保护电路3通过反馈环路2与led灯1连接用于对led灯1的工作电压进行过压检测；

这样，采用上述结构，通过反馈环路2实现了led灯1的恒流输出；

通过过压保护电路3的设置实现了对led灯1进行过压保护以及低压自动恢复。

具体地，所述过压保护电路3包括齐纳二极管d1，所述齐纳二极管d1的负极接输入电压vbat，阳极一路通过第一电阻r1接地，另一路通过第五电阻r5与第二三极管q2的基极连接，所述第一电阻r1与第四电容c4并联接地，所述第二三极管q2的发射极与第一电阻r1共接地，所述第二三极管q2的集电极与反馈环路2连接；

这样，通过过压保护电路3实现过压保护和低压自动恢复的原理为：

过压自保护原理：

当输入电压vbat过高时，齐纳二极管d1反向稳压导通；此时第一电阻r1电压为：

vr1＝vbat-vd1(1)

式中vbat为自保护电路4的输入电压；vr1为第一电阻r1的电压；vd1为齐纳二极管d1的反向导通压降；由此可知，齐纳二极管d1反向稳压导通时，第二三极管q2基极电压vbe_q2＝vr1而饱和导通；第二三极管q2的集电极-发射极电压vce_q2＝vbat≈0v，故第三三极管q3关闭，第四二极管d4关闭，实现过压自保护；

低压自恢复原理：

经过过压保护后，当输入电压vbat由高变低时，齐纳二极管d1反向截止；根据公式(1)可知vr1≈0v；第二三极管q2关闭；第三三极管q3重新开通，第四二极管d4开通，实现低压自动恢复。

所述反馈环路2包括第四三极管q4，所述第四三极管q4的发射极和第十三电阻r13连接，所述第十三电阻r13一路通过第十六电阻r16接地，另一路通过第十二电阻r12与第三三极管q3的基极连接，所述第十六电阻r16与第十五电阻r15并联，所述第四三极管q4的基极通过第九电容c9接地，所述第三三极管q3的发射极并第十一电容c11并联且共接地，所述第三三极管q3的集电极一路通过第十电阻r10与第四三极管q4的基极连接，一路和压检测电路3连接，另一路和分压单元21连接，所述分压单元21和led灯1连接；

所述分压单元21包括并联的第六电阻r6、第七电阻r7和第五电容c5。

这样，通过反馈环路2实现线性恒流的控制原理为：

假设led灯(第四二极管d4)的电流突然增大，即“id4↑”→“第十六电阻r16电压vr16↑”→“第三三极管q3基极电流ib_q3↑”→“第三三极管q3集电极电流ic_q3↑”→“经过分压单元21分压后第四三极管q4集电极电压vc_q4↓”→“经过r10电压↓”→“第四三极管q4基极电流ib_q4↓”→“第四三极管q4的集电极电流ic_q4↓”→“第四二极管d4的电流(id4)↓”；

通过增加第就电容c9，第十一电容c11增加第四二极管d4的电流(id4)的滤波及相位裕量的偏移，从而提高反馈环路稳定性。

任意一个所述led灯1均并联一用于滤波的电容。

所述第四三极管q4的型号为：bcx56-16，所述第三三极管q3的型号为：bc817-16。

所述led灯1包括第四二极管d4。

在另外一个实施例中，所述led灯1还包括第五二极管d5。

所述第四二极管d4和第五二极管d5分别与第六电容c6和第七电容c7并联用于对第四二极管d4和第五二极管d5进行滤波。

本实施例的工作原理为：

当设定led灯1的电流经过第十五电阻r15与第十六电阻r16并联电阻时所产生的电压使第三三极管q3导通处于放大状态；此时经过第三三极管q3的集电极电流经过第六电阻r6和第七电阻r7组成的分压单元21分压后得到第三三极管q3集电极-发射极电压vce_q3经过第十电阻r10使得第四三极管q4导通；led灯d4、d5的电流持续经过第四三极管q4，从而建立正常的负反馈线性led恒流输出电路。

本实施例摒弃了传统的开关电源、运算放大器加bjt电路，减少了emi/开关电压尖峰/专用开关电源芯片/高频变压器等芯片的使用，因此降低了设计过程中的硬件成本；采用双三极管的负反馈线性led恒流，摒弃了单片机控制端口资源，实现led灯电流稳定自调节，降低了开发成本；采用过压保护电路控制双三极管的负反馈线性led恒流电路的工作电压，实现过压保护功能及低压自恢复功能。

实施例2

本发明实施例2提供一种led灯过压检测方法，其应用实施例1所述的具有过压检测功能的led线性电路，该方法具体为：

当输入电压vbat过高时，齐纳二极管d1反向稳压导通，第二三极管q2的集电极-发射极电压约为零，进而第四三极管q4关闭，led灯1关闭；

当输入电压vbat变低时，齐纳二极管d1反向截止，第二三极管q2关闭，进而第四三极管q4重新开通，led灯1开通，实现低压自动恢复。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。