一種藍光led燈保護系統的製作方法
2023-05-22 21:45:01 2
一種藍光led燈保護系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種藍光LED燈保護系統，其特徵在於，主要由柵極驅動電路，邏輯控制電路，與邏輯控制電路相連接的功率放大器P1和功率放大器P2，與邏輯控制電路相連接的脈衝比較器U1和脈衝比較器U2，柵極均與柵極驅動電路相連接的場效應管MOS1、場效應管MOS2、場效應管MOS3及場效應管MOS4等組成。本發明不僅具有短路保護、過壓保護及開路保護的功能，而且其功耗較低，僅為傳統保護電路功耗的1/3。同時，本發明設有開關電流源，因此能確保保護電路自身的用電需求，能有效的避免外部電磁幹擾，提高控制的靈敏度和精度。
【專利說明】一種藍光LED燈保護系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種LED保護電路，具體是指一種藍光LED燈保護系統。
【背景技術】
[0002]目前，由於LED燈具有能耗低、使用壽命長以及安全環保等特點，其已經成為了人們生活照明的主流產品之一。由於LED燈不同於傳統的白熾燈，其需要由專用的驅動電路來進行驅動，因此市面上便出現了各式各樣的用於防止驅動系統免受內部或外部不利因素幹擾的保護系統。
[0003]雖然這些保護系統大多都具備短路保護功能和過熱保護功能，但這些保護系統的結構往往都比較複雜，其維修難度較大。同時，這些保護系統的能耗較高，能有效避免LED燈驅動電路自身電路影響的力度較差，不能有效的整個驅動電路進行保護。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於克服目前LED燈保護系統所存在的結構複雜、能耗較高，以及全面保護力度較差的缺陷，提供一種全新的藍光LED燈保護系統。
[0005]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種藍光LED燈保護系統，主要由柵極驅動電路，邏輯控制電路，與邏輯控制電路相連接的功率放大器Pl和功率放大器P2，與邏輯控制電路相連接的脈衝比較器Ul和脈衝比較器U2，柵極均與柵極驅動電路相連接的場效應管MOS1、場效應管MOS2、場效應管MOS3及場效應管M0S4，以及串接在脈衝比較器Ul的負極輸入端和脈衝比較器U2的負極輸入端之間的振蕩器組成；所述場效應管MOSl的源極與脈衝比較器Ul的正極輸入端相連接，其漏極則與場效應管MOS2的源極相連接；場效應管MOS3的源極與脈衝比較器U2的正極輸入端相連接，其漏極則與場效應管M0S4的源極相連接；所述場效應管MOS2的柵極還與功率放大器Pl的正極輸入端相連接，其漏極接地；所述場效應管M0S4的柵極還與功率放大器P2的正極輸入端相連接，其漏極接地；所述功率放大器Pl和功率放大器P2的負極輸入端均接地。
[0006]進一步地，所述的柵極驅動電路由變壓器T，驅動晶片M，串接於驅動晶片M的VCC管腳與INP管腳之間的開關電流源，串接於驅動晶片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極體Dl，串接於驅動晶片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C3，串接於驅動晶片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R7，以及基極與驅動晶片M的TG管腳相連接、集電極順次經電容C4和電容C5後接地、而發射極接地的電晶體Q4組成；所述變壓器T的原邊線圈的同名端與電容C4和電容C5的連接點相連接，其非同名端則與電晶體Q4的發射極相連接後接地；同時，電晶體Q4的發射極還與驅動晶片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2 ;所述場效應管MOSl的柵極與副邊線圈的同名端相連接，場效應管M0S4的柵極與副邊線圈的非同名端相連接，場效應管M0S2的柵極與抽頭Yl相連接，而場效應管M0S3的柵極則與抽頭Y2相連接。
[0007]所述的開關電流源由電晶體Q1，電晶體Q2，電晶體Q3，直流電源S，串接在電晶體Ql的集電極與電晶體Q2的集電極之間的電阻R1，串接在電晶體Ql的發射極與直流電源S的負極之間的RC濾波電路，串接在電晶體Ql的基極與直流電源S的負極之間的電阻R2，與直流電源S相併聯的電阻R5，串接在電晶體Q3的發射極與直流電源S的負極之間的電阻R6，串接在電晶體Q3的集電極與電晶體Q2的集電極之間的電阻R4，以及正極與電晶體Q2的集電極相連接、負極與直流電源S的負極相連接的極性電容C2組成；所述電晶體Q2的基極還與電晶體Ql的集電極相連接，而電晶體Q3的基極則分別與電晶體Q2的發射極和直流電源S的正極相連接；所述驅動晶片M的VCC管腳與極性電容C2的正極相連接，而驅動晶片M的INP管腳則與極性電容C2的負極相連接。
[0008]所述邏輯控制電路由與非門IC4，輸入端與與非門IC4的輸出端相連接的非門IC5，輸出端與與非門IC4的負極輸入端相連接的非門IC3，以及與與非門IC4的正極輸入端相連接的第一邏輯鏈路和第二邏輯鏈路組成。
[0009]所述第一邏輯鏈路由非門IC1，輸入端與非門ICl的輸出端相連接、輸出端順次經電阻Rl1、二極體D4後與與非門IC4的正極輸入端相連接的非門IC2，與與非門IC4的正極輸入端相連接的濾波延時電路，P極與非門ICl的輸入端相連接、N極順次經電阻R9和電容C6後與非門ICl的輸入端相連接的二極體D2，以及與二極體D2相併聯的電阻R8組成；所述電容C6與電阻R9的連接點接地，二極體D2的N極與功率放大器Pl的輸出端相連接，非門IC2的輸出端和非門IC5的輸出端則均與功率放大器P2的輸出端相連接。
[0010]所述的第二邏輯鏈路由異或門IC6，P極與與非門IC4的正極輸入端相連接、N極與異或門IC6的第一輸入端相連接的二極體D5，N極與非門IC3的輸入端相連接、P極與脈衝比較器Ul的輸出端相連接的二極體D3，與二極體D3相併聯的電阻R10，正極與二極體D3的N極相連接、負極接地的電容C7，以及N極與異或門IC6的第一輸入端相連接、P極與脈衝比較器Ul的輸出端相連接的二極體D6組成；所述異或門IC6的第二輸入端與非門IC5的輸出端相連接，而異或門IC6的輸出端則與脈衝比較器U2的輸出端相連接。
[0011]所述濾波延時電路由電解電容CS，以及串接在電解電容CS的正極和負極之間的電阻R12組成；所述二極體D4的N極則與該電解電容CS的正極相連接。
[0012]為確保使用效果，所述驅動晶片M為LTC4440A集成晶片。
[0013]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0014](I)本發明不僅具有短路保護、過壓保護及開路保護的功能，而且其功耗較低，僅為傳統保護電路功耗的1/3。
[0015](2)本發明設有開關電流源，因此能確保保護電路自身的用電需求，能有效的避免外部電磁幹擾，提高控制的靈敏度和精度。
[0016](3)本發明採用LTC4440A集成晶片來作為驅動晶片，可禁止外部場效應管的啟動，從而確保本發明不受外部電源的幹擾。
[0017](4)本發明還具有欠壓閉鎖功能，能有效的克服傳統保護電路的延遲效應。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的整體結構示意圖。
[0019]圖2為本發明的柵極驅動電路結構示意圖。
[0020]圖3為本發明的邏輯控制電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
[0022]實施例
[0023]如圖1所示，本發明所述的藍光LED燈保護系統主要由柵極驅動電路，邏輯控制電路，振蕩器，功率放大器Pl，功率放大器P2，脈衝比較器Ul，脈衝比較器U2，以及場效應管MOS1、場效應管MOS2、場效應管MOS3和場效應管M0S4組成。
[0024]連接時，功率放大器Pl的輸出端、功率放大器P2的輸出端以及脈衝比較器Ul的輸出端和脈衝比較器U2的輸出端均與邏輯控制電路相連接，而振蕩器的兩個輸出端則分別與脈衝比較器Ul的負極輸入端和脈衝比較器U2的負極輸入端相連接，以確保該振蕩器能為脈衝比較器Ul和脈衝比較器U2提供PWM寬脈衝信號。
[0025]同時，該場效應管MOSl的源極與脈衝比較器Ul的正極輸入端相連接，其漏極則與場效應管MOS2的源極相連接；場效應管MOS3的源極與脈衝比較器U2的正極輸入端相連接，其漏極則與場效應管M0S4的源極相連接；所述場效應管MOS2的柵極還與功率放大器Pl的正極輸入端相連接，其漏極接地；所述場效應管M0S4的柵極還與功率放大器P2的正極輸入端相連接，其漏極接地；且功率放大器Pl的負極輸入端和功率放大器P2的負極輸入端均接地。
[0026]其中，場效應管MOSl與場效應管M0S2的連接點和場效應管M0S3與場效應管M0S4的連接點共同作為本發明的輸出端，用於與外部的LED燈或者其他LED驅動系統相連接。
[0027]所述的柵極驅動電路用於向場效應管M0S1、場效應管M0S2、場效應管M0S3和場效應管M0S4提供驅動電壓和控制驅動信號，其結構如圖2所述，即其由電晶體Q4、變壓器T、驅動晶片M、開關電流源、二極體D1、電容C3、電阻R7、電容C4及電容C5組成。連接時，開關電流源需要串接於驅動晶片M的VCC管腳與INP管腳之間，而二極體Dl串接於驅動晶片M的VCC管腳與BOOST管腳之間，電容C3串接於驅動晶片M的BOOST管腳與TG管腳之間，而電阻R7則串接於驅動晶片M的TG管腳與TS管腳之間。
[0028]所述電晶體Q4的基極與驅動晶片M的TG管腳相連接，其集電極順次經電容C4和電容C5後接地，其發射極接地。同時，該電晶體Q4的集電極還需要外接+6V的驅動電壓，以確保電晶體Q4能正常運行。
[0029]其中，變壓器T的原邊線圈的同名端與電容C4和電容C5的連接點相連接，其非同名端則與電晶體Q4的發射極相連接後接地。同時，電晶體Q4的發射極還與驅動晶片M的TS管腳相連接。
[0030]變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2，即通過該抽頭Yl和抽頭Y2，本發明在變壓器T的副邊線圈上形成有4個輸出端，即副邊線圈的同名端，Yl抽頭、Y2抽頭和副邊線圈的非同名端。在連接時，場效應管MOSl的柵極與副邊線圈的同名端相連接，場效應管M0S4的柵極與副邊線圈的非同名端相連接，場效應管M0S2的柵極與抽頭Yl相連接，而場效應管M0S3的柵極則與抽頭Y2相連接。
[0031]開關電流源用於向驅動晶片M提供工作電源，其由電晶體Q1，電晶體Q2，電晶體Q3，直流電源S，串接在電晶體Ql的集電極與電晶體Q2的集電極之間的電阻R1，串接在電晶體Ql的發射極與直流電源S的負極之間的RC濾波電路，串接在電晶體Ql的基極與直流電源S的負極之間的電阻R2，與直流電源S相併聯的電阻R5，串接在電晶體Q3的發射極與直流電源S的負極之間的電阻R6，串接在電晶體Q3的集電極與電晶體Q2的集電極之間的電阻R4，以及正極與電晶體Q2的集電極相連接、負極與直流電源S的負極相連接的極性電容C2組成。
[0032]同時，該電晶體Q2的基極還與電晶體Ql的集電極相連接，電晶體Q3的基極則分別與電晶體Q2的發射極和直流電源S的正極相連接；所述驅動晶片M的VCC管腳與極性電容C2的正極相連接，而驅動晶片M的INP管腳則與極性電容C2的負極相連接。
[0033]為確保使用效果，該驅動晶片M優先採用凌力爾特公司生產的高頻率N溝道MOSFET柵極驅動晶片，即LTC4440A集成晶片。該驅動晶片能以高達80V的輸入電壓工作，在高達100V瞬態時可連續工作。
[0034]邏輯控制電路的結構如圖3所示，其由與非門IC4，輸入端與與非門IC4的輸出端相連接的非門IC5，輸出端與與非門IC4的負極輸入端相連接的非門IC3，以及與與非門IC4的正極輸入端相連接的第一邏輯鏈路和第二邏輯鏈路組成。
[0035]其中，該第一邏輯鏈路由非門IC1、非門IC2、電阻R11、二極體D4、濾波延時電路、電阻R8、電阻R9、電容C6及二極體D2組成。連接時，非門IC2的輸入端與非門ICl的輸出端相連接，其輸出端則順次經電阻Rll和二極體D4後與與非門IC4的正極輸入端相連接。同時，濾波延時電路要與與非門IC4的正極輸入端相連接。
[0036]二極體D2的P極與非門ICl的輸入端相連接，其N極順次經電阻R9和電容C6後與非門ICl的輸入端相連接，即從二極體D2的N極順次經電阻R9和電容C6後需要與二極體D2的P極形成一個電迴路。電阻R8則與二極體D2相併聯。同時，所述電容C6與電阻R9的連接點接地，二極體D2的N極需要與功率放大器Pl的輸出端相連接，非門IC2的輸出端和非門IC5的輸出端則均與功率放大器P2的輸出端相連接。
[0037]所述濾波延時電路由電解電容CS，以及串接在電解電容CS的正極和負極之間的電阻R12組成，連接時，二極體D4的N極要與該電解電容C8的正極相連接，即與非門IC4的正極輸入端要與電解電容CS的正極相連接。
[0038]所述的第二邏輯鏈路由異或門IC6、二極體D5、二極體D6、二極體D3、電阻RlO和電容C7組成。連接時，二極體D5的P極與與非門IC4的正極輸入端相連接，其N極與異或門IC6的第一輸入端相連接。二極體D3的N極與非門IC3的輸入端相連接，其P極與脈衝比較器Ul的輸出端相連接；而電阻RlO則與二極體D3相併聯。
[0039]電容C7的正極與二極體D3的N極相連接，其負極接地；二極體D6的N極與異或門IC6的第一輸入端相連接，其P極與脈衝比較器Ul的輸出端相連接。同時，異或門IC6的第二輸入端與非門IC5的輸出端相連接，而異或門IC6的輸出端則與脈衝比較器U2的輸出端相連接。
[0040]如上所述，便可以很好的實現本發明。
【權利要求】
1.一種藍光LED燈保護系統，其特徵在於，主要由柵極驅動電路，邏輯控制電路，與邏輯控制電路相連接的功率放大器Pl和功率放大器P2，與邏輯控制電路相連接的脈衝比較器Ul和脈衝比較器U2，柵極均與柵極驅動電路相連接的場效應管MOSl、場效應管M0S2、場效應管M0S3及場效應管M0S4，以及串接在脈衝比較器Ul的負極輸入端和脈衝比較器U2的負極輸入端之間的振蕩器組成；所述場效應管MOSl的源極與脈衝比較器Ul的正極輸入端相連接，其漏極則與場效應管M0S2的源極相連接；場效應管M0S3的源極與脈衝比較器U2的正極輸入端相連接，其漏極則與場效應管M0S4的源極相連接；所述場效應管M0S2的柵極還與功率放大器Pl的正極輸入端相連接，其漏極接地；所述場效應管M0S4的柵極還與功率放大器P2的正極輸入端相連接，其漏極接地；所述功率放大器Pl和功率放大器P2的負極輸入端均接地。
2.根據權利要求1所述的一種藍光LED燈保護系統，其特徵在於，所述的柵極驅動電路由變壓器T，驅動晶片M,串接於驅動晶片M的VCC管腳與INP管腳之間的開關電流源，串接於驅動晶片M的VCC管腳與BOOST管腳之間的二極體Dl，串接於驅動晶片M的BOOST管腳與TG管腳之間的電容C3，串接於驅動晶片M的TG管腳與TS管腳之間的電阻R7，以及基極與驅動晶片M的TG管腳相連接、集電極順次經電容C4和電容C5後接地、而發射極接地的電晶體Q4組成；所述變壓器T的原邊線圈的同名端與電容C4和電容C5的連接點相連接，其非同名端則與電晶體Q4的發射極相連接後接地；同時，電晶體Q4的發射極還與驅動晶片M的TS管腳相連接，所述變壓器T的副邊線圈上設有抽頭Yl和抽頭Y2 ;所述場效應管MOSl的柵極與副邊線圈的同名端相連接，場效應管M0S4的柵極與副邊線圈的非同名端相連接，場效應管M0S2的柵極與抽頭Yl相連接，而場效應管M0S3的柵極則與抽頭Y2相連接。
3.根據權利要求2所述的一種藍光LED燈保護系統，其特徵在於，所述的開關電流源由電晶體Q1，電晶體Q2，電晶體Q3，直流電源S，串接在電晶體Ql的集電極與電晶體Q2的集電極之間的電阻Rl，串接在電晶體Ql的發射極與直流電源S的負極之間的RC濾波電路，串接在電晶體Ql的基極與直流電源S的負極之間的電阻R2，與直流電源S相併聯的電阻R5，串接在電晶體Q3的發射極與直流電源S的負極之間的電阻R6，串接在電晶體Q3的集電極與電晶體Q2的集電極之間的電阻R4，以及正極與電晶體Q2的集電極相連接、負極與直流電源S的負極相連接的極性電容C2組成；所述電晶體Q2的基極還與電晶體Ql的集電極相連接，而電晶體Q3的基極則分別與電晶體Q2的發射極和直流電源S的正極相連接；所述驅動晶片M的VCC管腳與極性電容C2的正極相連接，而驅動晶片M的INP管腳則與極性電容C2的負極相連接。
4.根據權利要求1?3任一項所述的一種藍光LED燈保護系統，其特徵在於，所述邏輯控制電路由與非門IC4，輸入端與與非門IC4的輸出端相連接的非門IC5，輸出端與與非門IC4的負極輸入端相連接的非門IC3，以及與與非門IC4的正極輸入端相連接的第一邏輯鏈路和第二邏輯鏈路組成； 所述第一邏輯鏈路由非門IC1，輸入端與非門ICl的輸出端相連接、輸出端順次經電阻Rl1、二極體D4後與與非門IC4的正極輸入端相連接的非門IC2，與與非門IC4的正極輸入端相連接的濾波延時電路，P極與非門ICl的輸入端相連接、N極順次經電阻R9和電容C6後與非門ICl的輸入端相連接的二極體D2，以及與二極體D2相併聯的電阻R8組成；所述電容C6與電阻R9的連接點接地，二極體D2的N極與功率放大器Pl的輸出端相連接，非門IC2的輸出端和非門IC5的輸出端則均與功率放大器P2的輸出端相連接； 所述的第二邏輯鏈路由異或門IC6，P極與與非門IC4的正極輸入端相連接、N極與異或門IC6的第一輸入端相連接的二極體D5，N極與非門IC3的輸入端相連接、P極與脈衝比較器Ul的輸出端相連接的二極體D3，與二極體D3相併聯的電阻R10，正極與二極體D3的N極相連接、負極接地的電容C7，以及N極與異或門IC6的第一輸入端相連接、P極與脈衝比較器Ul的輸出端相連接的二極體D6組成；所述異或門IC6的第二輸入端與非門IC5的輸出端相連接，而異或門IC6的輸出端則與脈衝比較器U2的輸出端相連接。
5.根據權利要求4所述的一種藍光LED燈保護系統，其特徵在於，所述濾波延時電路由電解電容CS，以及串接在電解電容CS的正極和負極之間的電阻R12組成；所述二極體D4的N極則與該電解電容C8的正極相連接。
6.根據權利要求2或3所述的一種藍光LED燈保護系統，其特徵在於，所述驅動晶片M為LTC4440A集成晶片。
【文檔編號】H05B37/02GK104470083SQ201410675375
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月22日 優先權日:2014年11月22日
【發明者】黃家英, 杜琴 申請人:成都智利達科技有限公司