帶空載保護的dc-dc開關型電路以及燈具的製作方法
2023-05-01 07:23:46
帶空載保護的dc-dc開關型電路以及燈具的製作方法
【專利摘要】本發明提出一種帶空載保護的DC-DC開關型電路，其包括：開關調節器，其包連接電以及負載；反饋單元，其用於開關型調節器是否連接負載；比較單元，比較單元的第一輸入端連接開關型調節器的電流輸出端，比較單元的第二輸入端連接反饋單元的輸出端；控制單元，其受控於比較單元，控制單元的第一輸入端連接比較單元的輸出端，控制單元的第二輸入端連接開關型調節器的電流輸出端，控制單元的輸出端連接開關型調節器的控制端；其中，當反饋單元檢測到開關型調節器沒有連接負載時，比較單元輸出端空載信號，控制單元控制開關型調節器停止工作。本發明還提出一種燈具。本發明能夠保護開關調節器空載時，電路和元器件不被損壞。
【專利說明】帶空載保護的DC-DC開關型電路以及燈具
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種保護電路，尤其涉及一種帶空載保護的DC-DC開關型電路以及燈 具。
【背景技術】
[0002] 開關調節器有著精度高、輸出可調、轉換效率高等優點，廣泛應用於電源行業。但 是，開關調節器有一個缺點，就是輸出端不允許空載，當輸出端空載時，輸出電壓會越來越 高，以致危害器件。因此，需要防止開關調節器意外出現空載時對電路和器件的損害。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題在於克服上述現有技術存在的不足，而提出一種帶空載 保護的DC-DC開關型電路以及燈具，能夠解決現有技術的開關調節電路意外出現空載時， 會對電路和器件產生損害的問題。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提出一種帶空載保護的DC-DC開關型電路，其包括： 開關調節器，其包括電源輸入端、電流輸出端以及控制端，開關型調節器的電源輸入端連接 電源，開關型調節器電流輸出端連接負載；反饋單元，其用於開關型調節器是否連接負載， 其包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，反饋單元的第一輸入端連接開關型調節器的 電流輸出端，反饋單元的第二輸入端連接開關型調節器的電流輸出端；比較單元，其包括第 一輸入端、第二輸入端以及輸出端，比較單元的第一輸入端連接開關型調節器的電流輸出 端，比較單元的第二輸入端連接反饋單元的輸出端；控制單元，其受控於比較單元，其包括 第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，控制單元的第一輸入端連接比較單元的輸出端，控制 單元的第二輸入端連接開關型調節器的電流輸出端，控制單元的輸出端連接開關型調節器 的控制端；其中，當反饋單元檢測到開關型調節器沒有連接負載時，比較單元輸出端空載信 號，控制單元控制開關型調節器停止工作。
[0005] 優選地，反饋單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻以及光耦合器，第三電阻連 接在反饋單元的第一輸入端以及光耦合器的陽極之間，光耦合器的陰極接地，第一電阻以 及第二電阻依次串聯在反饋單元的第二輸入端以及光耦合器的集電極之間，光耦合器的發 射極接地，第一電阻以及第二電阻的連接處連接反饋單元的輸出端。
[0006] 優選地，比較單元包括第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一穩壓管以及比較放大 器，第四電阻以及第五電阻依次串聯在比較單元的第一輸入端以及比較放大器的正端之 間，第一穩壓管的陰極連接第四電阻以及第五電阻的連接處，第一穩壓管的陽極接地，第六 電阻連接在比較放大器的正端以及地之間，比較放大器的負端連接比較單元的第二輸入 端，比較放大器的輸出端連接比較單元的輸出端。
[0007] 優選地，控制單元包括第七電阻、第八電阻、第九電阻以及開關管，開關管包括控 制端、輸入端以及輸出端，第七電阻以及第八電阻依次串聯在控制單元的第一輸入端以及 地之間，開關管的控制端連接第七電阻以及第八電阻的連接處，第九電阻連接在控制單元 的第二輸入端以及開關管的輸入端，開關管的輸入端連接控制單元的輸出端，開關管的輸 出端接地。
[0008] 優選地，開關管為三極體，三極體的基極為開關管的控制端，三極體的集電極為開 關管的輸入端，開關管的發射極為開關管的輸出端。
[0009] 優選地，開關管為M0S管，M0S管的柵極為開關管的控制端，M0S管的源極為開關管 的輸入端，M0S管的漏極為開關管的輸出端。
[0010] 優選地，開關調節器包括開關調節晶片、第一電容、儲能電感、第二電容以及儲流 二極體，第一電容連接在開關調節器的電源輸入端以及地之間，儲能電感連接在開關調節 器的電源輸入端以及開關調節晶片的埠 SW之間，開關調節晶片的埠 OUT連接儲流二極 管以及第二電容後接地，開關調節器的電流輸出端連接儲流二極體的陰極，開關調節晶片 的埠 SHDN連接開關調節器的控制端。
[0011] 本發明還提出一種燈具，包括如上所述的帶空載保護的DC-DC開關型電路。
[0012] 與現有技術相比，本發明的帶空載保護的DC-DC開關型電路以及燈具，通過在開 關調節器意外出現空載時，關斷電路輸出，提供可靠的空載保護，能夠防止輸出端電壓過 高，保護電路和器件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明的帶空載保護的DC-DC開關型電路的電路結構圖。
[0014] 附圖標記說明如下：開關調節器1開關調節晶片IC1第一電容C1儲能電感 L1第二電容C2儲流二極體D2反饋單元2第一電阻R1第二電阻R2第三電阻R3 光耦合器U1比較單元3第四電阻R4第五電阻R5第六電阻R6第一穩壓管D1比 較放大器U2控制單元4第七電阻R7第八電阻R8第九電阻R9三極體Q1。
【具體實施方式】
[0015] 為了進一步說明本發明的原理和結構，現結合附圖對本發明的優選實施例進行詳 細說明。
[0016] 請參閱圖1，本發明的本發明的帶空載保護的DC-DC開關型電路，其包括：開關調 節器1、反饋單元2、比較單元3以及控制單元4。
[0017] 開關調節器1，其包括電源輸入端、電流輸出端以及控制端，開關型調節器的電源 輸入端連接電源，開關型調節器電流輸出端連接負載。反饋單元2,其用於開關型調節器是 否連接負載，其包括第一輸入端以、第二輸入端及輸出端，反饋單元2的輸入端連接開關型 調節器的電流輸出端，反饋單元2的第二輸入端連接開關型調節器1的電流輸出端。比較 單元3,其包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，比較單元3的第一輸入端連接開關型 調節器的電流輸出端，比較單元3的第二輸入端連接反饋單元2的輸出端。控制單元4,其 受控於比較單兀3,其包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，控制單兀4的第一輸入端 連接比較單元3的輸出端，控制單元4的第二輸入端連接開關型調節器的電流輸出端，控制 單元4的輸出端連接開關型調節器的控制端。其中，當反饋單元2檢測到開關型調節器沒 有連接負載時，比較單元3輸出端空載信號，控制單元4控制開關型調節器停止工作。
[0018] 開關調節器1包括開關調節晶片IC1、第一電容C1、儲能電感L1、第二電容C2以 及儲流二極體D2。第一電容Cl連接在開關調節器1的電源輸入端以及地之間，儲能電感 L1連接在開關調節器1的電源輸入端以及開關調節晶片IC1的埠 SW之間，開關調節芯 片IC1的埠 OUT連接儲流二極體D2以及第二電容C2後接地，開關調節器1的電流輸出 端連接儲流二極體D2的陰極，開關調節器1的埠 SHDN連接開關調節器1的控制端。第 一電容C1為直流輸入的濾波電容，第二電容C2用於穩定開關調節晶片IC1的輸出電壓。
[0019] 反饋單元2包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及光耦合器U1。第三電 阻R3連接在反饋單元2的第一輸入端以及光耦合器U1的陽極之間，光耦合器U1的陰極接 地，第一電阻R1以及第二電阻R2依次串聯在反饋單元2的輸入端以及光耦合器U1的集電 極之間，光耦合器U1的發射極接地，第一電阻R1以及第二電阻R2的連接處連接反饋單元 2的輸出端。
[0020] 比較單元3包括第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一穩壓管D1以及比較 放大器U2。第四電阻R4以及第五電阻R5依次串聯在比較單元3的第一輸入端以及比較放 大器U2的正端之間，第一穩壓管D1的陰極連接第四電阻R4以及第五電阻R5的連接處，第 一穩壓管D1的陽極接地，第六電阻R6連接在比較放大器U2的正端以及地之間，比較放大 器U2的負端連接第一電阻R1以及第二電阻R2的連接處。第四電阻R4、第五電阻R5、第六 電阻R6以及第一穩壓管D1為比較放大器U2提供基準電壓，也可以用一參考電源來代替提 供基準電壓。
[0021] 控制單元4包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9以及開關管。開關管包括 控制端、輸入端以及輸出端，第七電阻R7以及第八電阻R8依次串聯在控制單元4的第一輸 入端以及地之間，開關管的控制端連接第七電阻R7以及第八電阻R8的連接處，第九電阻R9 連接在控制單元4的第二輸入端以及開關管的輸入端，開關管的輸入端連接控制單元4的 輸出端，開關管的輸出端接地。其中，第七電阻R7以及第八電阻R8為比較放大器U2的輸 出電壓進行分壓。
[0022] 本實施例中，開關管為NPN三極體Q1，三極體Q1的基極為開關管的控制端，三極 管Q1的集電極為開關管的輸入端，開關管的發射極為開關管的輸出端。在其他實施例中， 開關管為M0S管，M0S管的柵極為開關管的控制端，M0S管的源極為開關管的輸入端，M0S管 的漏極為開關管的輸出端。
[0023] 本發明還提出一種燈具，燈具包括如上所述的帶空載保護的DC-DC開關型電路。
[0024] 下面結合圖1來詳細說明本發明的工作原理。
[0025] 埠 SW是開關調節晶片IC1內部的開關調節脈衝信號輸出，通過一個外接的儲能 電感L1和儲流二極體D2,實現直流電壓的升壓輸出。在埠 SW輸出低電平時，儲流二極 管D2截止，儲能電感L1開始儲能，左正右負；在SW輸出高電平時，儲流二極體D2導通，儲 能電感L1將上一個階段儲蓄的電能釋放，左負右正，和供電電壓VCC相疊加，實現了電壓的 升壓。當電路輸出未接負載時，輸出電壓開始攀升，這時通過光耦合器U1中的LED的電流 增大，對應的光敏三極體Q1進一步導通，反饋給比較放大器U2負端的電壓值變低，則比較 放大器U2的輸出電壓變高。
[0026] 當比較放大器U2的輸出電壓變高，原本截止的三極體Q1被導通，所以開關調節芯 片IC1的埠 SHDN上的電平由高變低，晶片停止工作進入低功耗靜態，從而實現了電路的 空載保護。
[0027] 而當電路的輸出電壓正常，光耦合器U1未能導通，比較放大器U2的負端和正端電 壓接近，比較放大器U2的輸出過低，未能使三極體Q1導通，埠 SHDN上的電平為電高平， 晶片正常工作。
[0028] 與現有技術相比，本發明的帶空載保護的DC-DC開關型電路以及燈具，通過在開 關調節器意外出現空載時，關斷電路輸出，提供可靠的空載保護，能夠防止輸出端電壓過 高，保護電路和器件。
[0029] 以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，並非限制本發明的保護範圍。凡運用本 發明說明書及附圖內容所作出的等效結構變化，均包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種帶空載保護的DC-DC開關型電路，其特徵在於，其包括： 開關調節器，其包括電源輸入端、電流輸出端以及控制端，所述開關型調節器的電源輸 入端連接電源，所述開關型調節器電流輸出端連接所述負載； 反饋單元，其用於所述開關型調節器是否連接負載，其包括第一輸入端、第二輸入端以 及輸出端，所述反饋單元的第一輸入端連接所述開關型調節器的電流輸出端，所述反饋單 元的第二輸入端連接所述開關型調節器的電流輸出端； 比較單元，其包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，所述比較單元的第一輸入端連 接所述開關型調節器的電流輸出端，所述比較單元的第二輸入端連接所述反饋單元的輸出 端； 控制單元，其受控於所述比較單元，其包括第一輸入端、第二輸入端以及輸出端，所述 控制單元的第一輸入端連接所述比較單元的輸出端，所述控制單元的第二輸入端連接所述 開關型調節器的電流輸出端，所述控制單元的輸出端連接所述開關型調節器的控制端； 其中，當所述反饋單元檢測到所述開關型調節器沒有連接負載時，所述比較單元輸出 端空載信號，所述控制單元控制所述開關型調節器停止工作。
2. 如權利要求1所述的DC-DC開關型電路，其特徵在於，所述反饋單元包括第一電阻、 第二電阻、第三電阻以及光耦合器，所述第三電阻連接在所述反饋單元的第一輸入端以及 所述光耦合器的陽極之間，所述光耦合器的陰極接地，所述第一電阻以及第二電阻依次串 聯在所述反饋單元的第二輸入端以及所述光耦合器的集電極之間，所述光耦合器的發射極 接地，所述第一電阻以及第二電阻的連接處連接所述反饋單元的輸出端。
3. 如權利要求1所述的DC-DC開關型電路，其特徵在於，所述比較單元包括第四電阻、 第五電阻、第六電阻、第一穩壓管以及比較放大器，所述第四電阻以及第五電阻依次串聯在 所述比較單元的第一輸入端以及所述比較放大器的正端之間，所述第一穩壓管的陰極連接 所述第四電阻以及第五電阻的連接處，所述第一穩壓管的陽極接地，所述第六電阻連接在 所述比較放大器的正端以及地之間，所述比較放大器的負端連接所述比較單元的第二輸入 端，所述比較放大器的輸出端連接所述比較單元的輸出端。
4. 如權利要求1所述的DC-DC開關型電路，其特徵在於，所述控制單元包括第七電阻、 第八電阻、第九電阻以及開關管，所述開關管包括控制端、輸入端以及輸出端，所述第七電 阻以及第八電阻依次串聯在所述控制單元的第一輸入端以及地之間，所述開關管的控制端 連接所述第七電阻以及第八電阻的連接處，所述第九電阻連接在所述控制單元的第二輸入 端以及所述開關管的輸入端，所述開關管的輸入端連接所述控制單元的輸出端，所述開關 管的輸出端接地。
5. 如權利要求4所述的DC-DC開關型電路，其特徵在於，所述開關管為三極體，所述三 極管的基極為所述開關管的控制端，所述三極體的集電極為所述開關管的輸入端，所述開 關管的發射極為所述開關管的輸出端。
6. 如權利要求4所述的DC-DC開關型電路，其特徵在於，所述開關管為MOS管，所述MOS 管的柵極為所述開關管的控制端，所述MOS管的源極為所述開關管的輸入端，所述MOS管的 漏極為所述開關管的輸出端。
7. 如權利要求1所述的DC-DC開關型電路，其特徵在於，所述開關調節器包括開關調節 晶片、第一電容、儲能電感、第二電容以及儲流二極體，所述第一電容連接在所述開關調節 器的電源輸入端以及地之間，所述儲能電感連接在所述開關調節器的電源輸入端以及開關 調節晶片的埠 SW之間，所述開關調節晶片的埠 OUT連接所述儲流二極體以及第二電容 後接地，所述開關調節器的電流輸出端連接所述儲流二極體的陰極，所述開關調節晶片的 埠 SHDN連接所述開關調節器的控制端。
8. -種燈具，其特徵在於，所述燈具包括如權利要求1至7任意一項所述的帶空載保護 的DC-DC開關型電路。
【文檔編號】H05B37/02GK104218534SQ201310210319
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】周明傑, 林錦旭 申請人:海洋王（東莞）照明科技有限公司, 海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司