用於多燈逆變電源的獨立保護電路的製作方法

2023-10-11 04:23:59 1

專利名稱：用於多燈逆變電源的獨立保護電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種保護電路，更具體地說，涉及一種用於多燈逆變電源的獨立 保護電路。
背景技術：
在由多路驅動晶片所構成的多燈管逆變電源中，如果其中哪一路燈管出現故障， 不會影響其它燈管的正常工作，因此不會造成圖像的中斷(雖然圖像的亮度均勻性較差)， 這種分路獨立保護功能在一些重要應用中(如工業監控或軍事上的用途)是非常重要 的。如圖9為用於多燈逆變電源的多路驅動晶片的電路結構示意圖，所述多路驅動晶片為 DS3988的8通道螢光燈管驅動晶片，其中GA1-GA8和GB1-GB8為控制信號發出端，可同時發 出8組控制信號，0VD1-0VD8為8路電壓保護埠，LCM1-LCM8為8路電流穩定埠。工作 狀態如圖10所示，每一組控制信號控制相應的場效應管(如Ml)和變壓器(如T1)驅動熒 光燈管發光，由於使用多路驅動晶片控制多燈逆變電源，控制成本較高。但在由單路控制信號所構成的多燈管逆變電源中，如果其中一根燈管開路或其它 故障，就會造成全部燈管同時熄滅。現在常用逆變電源的保護方式幾乎都時採用這種工作 模式。這種保護方式，雖然成本低，但對實際應用而言無疑是一種缺陷。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述多燈逆變電源不能方 便、低成本地實現分路獨立保護功能缺陷，提供一種用於多燈逆變電源的方便、低成本的獨 立保護電路。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種用於多燈逆變電源的 獨立保護電路，包括發出驅動逆變電源工作的驅動信號的逆變電源驅動晶片，其中，還包括 提供基準電壓的基準電源，採樣負載電路的電壓信號、獲得採樣電壓的採樣電路，比較所述 採樣電壓與所述基準電壓、獲得比較信號的比較電路以及根據所述比較信號對所述驅動信 號進行控制的控制電路。本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，所述控制電路為根據所 述比較信號和所述驅動信號，控制所述驅動信號輸出的與門控制電路。在本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，還包括開機穩定電 路，所述開機穩定電路包括穩定電容和穩定電阻，所述穩定電容連接在供電電源和所述比 較電路之間，所述穩定電阻一端連接到所述比較電路，另一端接地。在本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，還包括整流濾波電 路，還包括整流濾波電路，所述整流濾波電路包括整流二極體、濾波電阻和濾波電容，所述 整流二極體陽極連接所述採樣電路，陰極連接所述比較電路；所述濾波電阻一端連接所述 比較電路，另一端接地；所述濾波電容一端連接所述比較電路，另一端接地。在本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，還包括基準電壓形成電路，所述基準電壓形成電路包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻連接 在所述比較電路和所述基準電源之間，所述第二分壓電阻一端連接所述比較電路，另一端 接地。在本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，還包括陽極連接所述 比較電路，陰極連接所述開機穩定電路的隔離二極體。在本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，還包括連接在所述比 較電路和所述供電電源之間的上拉電阻。在本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，包括採樣至少兩個所 述負載電路的電壓信號、獲得至少兩個相應的採樣電壓的採樣電路，所述比較電路包括比 較所述至少兩個相應的採樣電壓和與所述至少兩個相應的採樣電壓相應的基準電壓、同時 獲得至少兩個相應的比較信號的比較模塊。在本實用新型所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路中，所述控制電路包括根 據至少兩個所述比較信號和相應的驅動信號，控制所述相應的驅動信號輸出的與門控制模 塊。實施本實用新型的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，具有以下有益效果由於 根據所述採樣電壓與所述基準電壓的比較結果對驅動信號進行控制，使得可以使用單路控 制晶片對多燈逆變電路進行控制，如果多燈逆變電路中一路或幾路出現了故障，不會影響 其他電路的正常工作，方便、低成本地實現了多燈逆變電路的分路獨立保護功能。與門控制電路的使用，實現了使用比較信號來控制驅動信號的輸出，簡單方便。在 電路接通瞬間，由於電路電流尚未穩定建立，比較電路的輸出可能出現瞬間的低電位，導致 電路無法接通，開機穩定電路可以在開機時產生一個瞬間的高電位保證比較電路的正常輸 出。整流濾波電路將正弦波的採樣電壓轉換為直流電壓，以實現所述採樣電壓與所述基準 電壓更好的比較。基準電壓形成電路避免了由於電路板設計以及相鄰電路幹擾造成的電路 開路時，電路也產生採樣電壓導致比較信號錯誤的情況。上拉電阻很好的確保了比較信號 的高電位。隔離二極體使得開機穩定電路不會對比較電路產生影響。多個比較模塊和多個 與門控制模塊的設置使得可以同時進行多個逆變電源負載電路的控制。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的第一優選實施例的結構 示意圖；圖2是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的第二優選實施例的結構 示意圖；圖3是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的第三優選實施例的結構 示意圖；圖4是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的第四優選實施例的結構 示意圖；圖5是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的第五優選實施例的結構 示意4[0022]圖6是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的優選實施例的電路結構 示意圖；圖7是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的優選實施例的比較電路 的電路結構示意圖；圖8是本實用新型用於多燈逆變電源的獨立保護電路的優選實施例的控制電路 的電路結構示意圖；圖9是用於多燈逆變電源的多路驅動晶片的電路結構示意圖；圖10是多路驅動晶片控制的多燈逆變電源給多燈管供電的電路結構示意圖。
具體實施方式
如圖1、6所示，在本實用新型的用於多燈逆變電源的獨立保護電路第一優選實施 例中，所述用於多燈逆變電源的獨立保護電路包括逆變電源驅動晶片、基準電源1、採樣電 路2、比較電路3和控制電路4。所述逆變電源驅動晶片用於發出驅動逆變電源工作的驅動 信號，基準電源1用於提供基準電壓，採樣電路2用於採樣負載電路的電壓信號、獲得採樣 電壓，比較電路3用於比較所述採樣電壓與所述基準電壓、獲得比較信號，控制電路4用於 根據所述比較信號對所述驅動信號進行控制。本用於多燈逆變電源的獨立保護電路工作 時，由串接在逆變電源負載電路上的採樣電阻將電流轉換為電壓信號得到採樣電壓，當逆 變電源工作正常時，其上就會建立起相應的採樣電壓，而電路出現故障時，在理論上該電壓 則為零(這由電路板設計水平和各電路之間的幹擾大小確定)；將所述採樣電壓和基準電 源1產生的基準電壓送至比較電路3，比較電路3比較所述採樣電壓與所述基準電壓，如圖 6所示，採樣電壓被加到比較電路3的「 + 」端，而在電路出現故障時，由於流過電路的電流為 零，因此該採樣電壓也會為零，該採樣電壓與比較電路3的「_」端的基準電壓進行比較後， 在比較電路3的輸出端產生與電路工作狀態相關聯的比較信號，控制電路4接收所述比較 信號對逆變電源驅動晶片發出的驅動信號進行控制，確定是否輸出所述驅動信號。作為本實用新型的一個優選實施例，所述控制電路4為與門控制電路，如圖6、8所 示，與門控制電路由74AS808A的「與門驅動器」構成，它在電路中一方面用來對比較電路的 比較信號進行分配，以實現多電路的驅動，同時利用「與門」的特點，由所述比較信號對逆變 電源驅動晶片發出的驅動信號進行控制。圖6中，逆變電源驅動晶片產生一組驅動信號被 分別加到「與門驅動器」的1A和2A端，「與門驅動器」的B端作為開關的控制端。當此點電 壓為高時(電路正常工作)，開關接通，驅動信號就會從「與門驅動器」的1Y和2Y端輸出。 當此點為低電位時(對應電路開路狀態，比較電路3輸出低電平)，「與門驅動器」被關斷， 在1Y和2Y端的輸出被切斷，高壓消失，從而實現了電路開路保護功能。如圖2、6所示，在本實用新型的用於多燈逆變電源的獨立保護電路第二優選實施 例中，所述用於多燈逆變電源的獨立保護電路還包括開機穩定電路5，開機穩定電路5包括 穩定電容C2和穩定電阻R6，所述穩定電容C2連接在供電電源和比較電路3之間，所述穩定 電阻R6—端連接到比較電路3，另一端接地。在逆變電源開啟的瞬間，由於電路的電流尚未 穩定建立，比較電路3的輸出端可能在瞬間出現低電位，這就使得「與門驅動器」的門處於 關閉狀態，造成在「與門驅動器」的1Y和2Y上無驅動信號輸出，該路電路就永遠無法啟動。 C2和R6就是為解決這一問題而加入的電路。在開機瞬間，由於C2上電壓不能突變，5v電
5壓加到「與門驅動器」的B門上，從而在「與門驅動器」的1Y和和2Y上便可輸出逆變電源 的高壓電路所需的A0L1和B0L1驅動信號，完成了電路的啟動過程。當電容C2上被充滿電 後，由此電路所決定的高電位就會消失，於是，「與門驅動器」的門的開關就由比較電路3的 輸出電位所決定。該點高電位維持時間取決於RC電路所決定的時間常數T = RC當C2 = 47iiF，R6 = 10KQ時，高電位的維持時間約為470ms，也就是說，在此期 間，比較電路3的輸出端必需進入正常工作狀態，以保證電路的正常工作。在實際電路中， 可通過調整R6、C2的大小改變該電壓的保持時間，以確保電路能正常啟動。如圖3、6所示，在本實用新型的用於多燈逆變電源的獨立保護電路第三優選實施 例中，所述用於多燈逆變電源的獨立保護電路還包括整流濾波電路6，整流濾波電路6包括 整流二極體D1、濾波電阻R2和濾波電容C1，所述整流二極體D1連接在採樣電路2和比較 電路3之間；所述濾波電阻R2 —端連接比較電路3，另一端接地；所述濾波電容C1 一端連 接比較電路3，另一端接地。在採樣電阻R1上形成的採樣電壓是與電路電流同步的正弦波， 經D1整流，R2、C1濾波後處理為脈衝的直流電壓，可以更好的實現所述採樣電壓與所述基 準電壓的比較。如圖4、6所示，在本實用新型的用於多燈逆變電源的獨立保護電路第四優選實施 例中，所述用於多燈逆變電源的獨立保護電路還包括基準電壓形成電路7，基準電壓形成電 路7包括第一分壓電阻R3和第二分壓電阻R4，所述第一分壓電阻R3連接在比較電路3和 基準電源1之間，所述第二分壓電阻R4 —端連接比較電路3，另一端接地。在本實施例中， 基準電壓由R3和R4從5V基準電源1分壓後取得。從理論上講，該電壓可設置為零，也就 是說，只要電路工作，比較電路的「 + 」端的電壓永遠會高於「_」端電壓，比較電路3的輸出 端就會為高電位(反之為低電位)。但在實際電路中，由於電路板設計及相鄰電路幹擾的影 響，即使電路已經開路或出現故障，也會在採樣電阻R1上產生一定的電壓，從而比較電路3 的「+」端電壓並不為零。面對這種情況，如果基準電壓設置為零，就會使比較電路3發出錯 誤信息。為避免此問題的出現，比較電路3的基準電壓應調整到高於由以上原因所產生的 電壓，才能確保在電路出現故障時比較電路3的輸出端為低電位。該基準電壓的高低取決 於電路開路時在比較電路3的「 + 」端所產生電壓的高低。這一點在實際應用中是非常重要 的。如圖6所示，作為本實用新型的一個優選實施例，所述用於多燈逆變電源的獨立 保護電路還包括連接在比較電路3和供電電源之間的上拉電阻R5。基準電源1通過上拉電 阻R5提高了比較信號的電位值，很好地確保了比較信號的高電位。如圖5、6所示，在本實用新型的用於多燈逆變電源的獨立保護電路第五優選實施 例中，所述用於多燈逆變電源的獨立保護電路還包括連接在開機穩定電路5和比較電路3 之間的隔離二極體D2。在開機瞬間，比較電路3的輸出端可能為低電位，而開機穩定電路5 在此期間輸出為高電位。這樣就會造成整機啟動狀態的不確定性。該隔離二極體D2加入 後，能有效地對以上相互衝突的狀態進行隔離，而在電路啟動後，比較電路3的輸出已為高 電位(此時不管開機穩定電壓是否消失，都能確保燈管工作正常時，「與門驅動器」的B門輸 入端所需的高電位。如圖6、7、8所示，比較電路3包括至少兩個根據所述採樣電壓與所述基準電壓獲得驅動信號的比較模塊，控制電路4包括至少兩個根據所述比較信號和所述驅動信號輸出 所述驅動信號的與門控制模塊。如圖6所示，該比較電路3由LM2901比較器構成，該比較 電路3包括4組採樣電壓和基準電壓的輸入口，可同時進行比較，再從相應的輸出口輸出 比較信號。而如圖8所示，控制電路4由74AS808A 「與門驅動器」構成，該控制電路4包括 6組比較信號和驅動信號的輸入口，可同時進行與邏輯運算，再確定是否從相應的輸出口輸 出驅動信號。由於多路電路開路保護電路是分別設置的，因此其中一路電路開路只會使該路高 壓消失，而不會因此影響其它工作正常的電路。從而實現了單路驅動晶片控制各路電路開 路的獨立保護功能。以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是 利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的 技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
權利要求一種用於多燈逆變電源的獨立保護電路，包括發出驅動逆變電源工作的驅動信號的驅動晶片，其特徵在於，還包括提供基準電壓的基準電源(1)，採樣負載電路的電壓信號、獲得採樣電壓的採樣電路(2)，比較所述採樣電壓與所述基準電壓、獲得比較信號的比較電路(3)以及根據所述比較信號對所述驅動信號進行控制的控制電路(4)。
2.根據權利要求1所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，所述控制 電路(4)為根據所述比較信號和所述驅動信號，控制所述驅動信號輸出的與門控制電路。
3.根據權利要求2所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，還包括開 機穩定電路(5)，所述開機穩定電路包括穩定電容(C2)和穩定電阻(R6)，所述穩定電容 (C2)連接在供電電源和所述比較電路(3)之間，所述穩定電阻(R6) —端連接到所述比較電 路(3)，另一端接地。
4.根據權利要求2或3所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，還包括 整流濾波電路(6)，所述整流濾波電路(6)包括整流二極體(Dl)、濾波電阻(R2)和濾波電 容(Cl)，所述整流二極體(Dl)陽極連接所述採樣電路(2)，陰極連接所述比較電路(3)；所 述濾波電阻(R2) —端連接所述比較電路(3)，另一端接地；所述濾波電容(Cl) 一端連接所 述比較電路(3)，另一端接地。
5.根據權利要求2或3所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，還包括 基準電壓形成電路(7)，所述基準電壓形成電路(7)包括第一分壓電阻(R3)和第二分壓電 阻(R4)，所述第一分壓電阻(R3)連接在所述比較電路(3)和所述基準電源(1)之間，所述 第二分壓電阻(R4) —端連接所述比較電路(3)，另一端接地。
6.根據權利要求2或3所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，還包括 連接在所述比較電路(3)和所述供電電源之間的上拉電阻(R5)。
7.根據權利要求3所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，還包括陽 極連接所述比較電路(3)，陰極連接所述開機穩定電路(5)的隔離二極體(D2)。
8.根據權利要求1所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，包括採樣 至少兩個所述負載電路的電壓信號、獲得至少兩個相應的採樣電壓的採樣電路(2)，所述比 較電路(3)包括比較所述至少兩個相應的採樣電壓和與所述至少兩個相應的採樣電壓相 應的基準電壓、同時獲得至少兩個相應的比較信號的比較模塊。
9.根據權利要求1所述的用於多燈逆變電源的獨立保護電路，其特徵在於，所述控制 電路(4)包括根據至少兩個所述比較信號和相應的驅動信號，同時控制所述相應的驅動信 號輸出的與門控制模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種用於多燈逆變電源的獨立保護電路，包括發出驅動逆變電源工作的驅動信號的逆變電源驅動晶片，其中，還包括提供基準電壓的基準電源，採樣負載電路的電壓信號、獲得採樣電壓的採樣電路，將所述採樣電壓與所述基準電壓進行比較、獲得驅動信號的比較電路以及根據所述比較信號對所述驅動信號進行控制的控制電路。所述控制電路根據所述比較信號和所述驅動信號控制所述驅動信號輸出的與門控制電路。採用本實用新型的用於多燈逆變電源的獨立保護電路能夠方便、低成本地使用單路驅動晶片實現分路獨立保護功能，使得逆變電源控制多路電路時，如果其中一路出現故障，不會影響其他電路的正常工作。
文檔編號H05B41/36GK201752157SQ20102024750
公開日2011年2月23日 申請日期2010年7月5日 優先權日2010年7月5日
發明者付萬鈞, 劉金銳, 王雪芳 申請人:深圳市新超亮特種顯示設備有限公司