專利名稱：用于有源pfc電路輸出端的短路保護電路及l(fā)ed電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特指用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路及LED電源電路。
背景技術(shù)：
LED，一種全新概念的固態(tài)光源，以其無與倫比的節(jié)能、環(huán)保、長壽命、可控性高等技術(shù)優(yōu)勢，成為近年來全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一，正式拉開全面替代傳統(tǒng)照明的序幕，半導(dǎo)體照明技術(shù)革新正在改變百年傳統(tǒng)照明歷史。隨著LED技術(shù)在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，LED產(chǎn)品在全球掀起了一場節(jié)能環(huán)保的綠色風(fēng)暴，被業(yè)界譽為“綠色照明”產(chǎn)品。現(xiàn)有技術(shù)中，有源PFC電路由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達(dá)到很高的功率因數(shù)，有源PFC電路中往往采用高集成度的1C，采用有源PFC電路的PC電源，至少具有以下特點:I)輸入電壓可以從90V到270V ；2)聞于0.99的線路功率因數(shù),并具有低損耗和聞可罪等優(yōu)點；3) IC的PFC還可用作輔助電源，因此在使用有源PFC電路中，往往不需要待機變壓器；4)輸出不隨輸入電壓波動變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓；5)有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/120Hz (工頻2倍)的正弦波，因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。帶有有源PFC電路的LED電源電路，一般不直接對負(fù)載供電，主要是由于當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)短路時，其無法實現(xiàn)對自身進行防短路保護，因此現(xiàn)有的帶有有源PFC電路的LED電源電路一般采用圖1所示的電源電路，包括依次連接的交流輸入端、整流濾波電路、有源PFC電路、PWM電路及直流輸出端。用于調(diào)節(jié)和平衡電壓和電流之間的相位差，提高LED電源電路的功率因數(shù)的有源PFC電路通過PWM電路進行防短路保護，以防止在負(fù)載LED光源出現(xiàn)短路時，對有源PFC電路的保護。如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)的LED電源PWM電路原理圖，不難看出PWM電路由于需要構(gòu)成的元件較多，線路復(fù)雜且成本較高。其次PWM電路還需要LED電源電路為之提供電能以維持其正常的工作，同時又增加了 LED電源電路的功耗，降低了 LED電源電路的效率。因此能否去掉PWM電路，利用有源PFC電路的LED電源直接為LED負(fù)載供電，實現(xiàn)電源電路簡化、成本低廉、而且還能提高電源效率成為人們亟待解決的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路及LED電源電路，能夠?qū)崿F(xiàn)LED電源電路上的有源PFC電路直接與輸出端連接，更重要的是還能實現(xiàn)對有源PFC電路進行防短路保護，電源電路得到簡化、節(jié)約成本。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，包括有:一單向可控硅Q、一光電藕合器U及電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4 ;光電藕合器U包括有光敏兀件D2和發(fā)光二極管Dl ;所述電阻Rl的兩端分別與所述單向可控硅Q的陽極A和控制極G相連接；所述電阻R2的一端與所述單向可控硅Q的陽極A相連接，另一端通過所述光電耦合器內(nèi)的光敏元件與所述單向可控硅Q的控制極G連接；所述電阻R3的兩端分別與所述單向可控硅Q的陰極K和控制極G連接，所述電阻R4的兩端分別與所述可控硅Q的陰極K和所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl相連接；所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl —端連接電阻R4，另一端連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端；所述單向可控硅Q的陽極A連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸入端，所述單向可控硅Q的陰極K連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸出端。LED電源電路，包括依次連接的交流輸入端10、整流濾波電路11、有源PFC電路
12、短路保護電路13及直流輸出端14，其中，所述短路保護電路13采用上述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸入端、負(fù)極輸入端分別連接有源PFC電路12的輸出端。本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，有別與現(xiàn)有的PWM電路，不但能夠?qū)崿F(xiàn)LED電源電路上的有源PFC電路直接與輸出端連接，更重要的是還能實現(xiàn)對有源PFC電路進行防短路保護。本發(fā)明的LED電源電路，由于主要采用單向可控硅與光電耦合器組成的一種防短路電路，用于與有源PFC電路輸出端相連，來實現(xiàn)對LED電源電路上的有源PFC電路進行防短路保護。其電路組成簡單、構(gòu)成原件少，成本低廉；功率消耗少且安全可靠，適合于為各種不同類型的有源PFC電路的LED電源提供防短路保護。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中帶有PWM電路的有源PFC電路的LED電源電路原理框圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中LED電源PWM電路原理圖；圖3是本發(fā)明的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的電路原理圖；圖4是本發(fā)明LED電源電路的原理框圖。附圖標(biāo)記說明:10、交流輸入端，11、整流濾波電路，12、有源PFC電路，13、短路保護電路，14、直流
輸出端。
具體實施例方式請見圖3至圖4，本發(fā)明公開了一種用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，包括有:一單向可控娃Q、一光電藕合器U及電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4 ;光電藕合器U包括有光敏元件D2和發(fā)光二極管Dl ;所述電阻Rl的兩端分別與所述單向可控硅Q的陽極A和控制極G相連接；所述電阻R2的一端與所述單向可控硅Q的陽極A相連接，另一端通過所述光電耦合器U內(nèi)的光敏元件D2與所述單向可控硅Q的控制極G連接；所述電阻R3的兩端分別與所述單向可控硅Q的陰極K和控制極G連接，所述電阻R4的兩端分別與所述可控娃Q的陰極K和所述光電f禹合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl相連接；所述光電I禹合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl —端連接電阻R4，另一端連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端；所述單向可控硅Q的陽極A連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸入端，所述單向可控硅Q的陰極K連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸出端。進一步地，所述電阻R4與所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl之間還串聯(lián)一用于起指示作用的發(fā)光二極管D3。進一步地，所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl上還并聯(lián)一用于防止所述發(fā)光二極管Dl電壓波動的穩(wěn)壓二極管D4，所述穩(wěn)壓二極管D4—端與所述發(fā)光二極管D3的輸入端相連，一端與所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端相連接。所述電阻R1、電阻R2、電阻R3的阻值大小順序為:電阻Rl >電阻R2且電阻Rl >電阻R3。LED電源電路，包括依次連接的交流輸入端10、整流濾波電路11、有源PFC電路12、短路保護電路13及直流輸出端14，其中，所述短路保護電路13采用上述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸入端、負(fù)極輸入端分別連接有源PFC電路12的輸出端。實施例:如圖4所示，本發(fā)明的一種用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路在有源PFC電路的LED電源電路上使用時的電路原理框圖，包括依次連接的交流輸入端10、整流濾波電路11、有源PFC電路12、短路保護電路13及直流輸出端14。所述短路保護電路13用于與有源PFC電路12輸出端相連，用于在所述直流輸出端14的負(fù)載出現(xiàn)短路時，對所述有源PFC電路12起到保護作用。如圖3所示，所述短路保護電路13包括一單向可控硅Q、一光電耦合器U及電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4組成。所述電阻Rl的兩端分別與所述單向可控硅Q的陽極A和控制極G相連接；所述電阻R2的一端與所述單向可控硅Q的陽極A相連接，另一端通過所述光電耦合器U上的光敏原件D2與所述單向可控硅Q的控制極G連接；所述電阻R3的兩端分別與所述單向可控硅Q的陰極K和控制極G連接，所述電阻R4的兩端分別與所述陰極K和所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl相連接。所述電阻R1、電阻R2、電阻R3的阻值大小順序為電阻Rl >電阻R2且電阻Rl >電阻R3，當(dāng)來自所述有源PFC電路的直流電壓施加于所述單向可控硅Q的陽極A上時，由于此時光電耦合器U內(nèi)的光敏元件D2還未被激發(fā)，屬于斷路狀態(tài)，所以上述直流電壓只能施加在所述電阻Rl、電阻R3及發(fā)光二極管D3所組成的串聯(lián)電路上，形成并建立起初始導(dǎo)通電流通過電阻R3，因為所述電阻Rl大于電阻R3，故使得所述控制極G與陰極K之間建立起正向電壓，由于預(yù)先設(shè)定所述電阻Rl與電阻R3之間的比值較大，所述控制極G與陰極K之間的正向電壓不足以激發(fā)所述單向可控硅Q導(dǎo)通。而當(dāng)初始電流通過R4并導(dǎo)通所述發(fā)光二級管Dl后，所述光電耦合器U內(nèi)的所述光敏元件D2將被激發(fā)而接通，從而得以使得所述電阻R2導(dǎo)通，由于所述電阻Rl的阻值大于電阻R2的阻值，而電阻R3的阻值又接近電阻R2，故使得所述控制極G與所述陰極K之間的正向電壓升高并達(dá)到使所述陽極A與陰極K導(dǎo)通的電壓值，即所述單向可控硅Q導(dǎo)通，并將電壓傳輸給所述的直流輸出端14，以供給LED光源負(fù)載使用。
當(dāng)其輸出端的直流負(fù)載短路時，由于所述發(fā)光二極管Dl兩端被短路將無法被導(dǎo)通，所述光敏元件D2將停止工作，即光電耦合器停止工作，造成所述電阻R2與電阻R3所在的回路將無法導(dǎo)通，使得維持所述單向可控硅Q導(dǎo)通的所述控制極G與所述陰極K之間的正向電壓無法到達(dá)預(yù)定值，所述單向可控硅Q進入截至狀態(tài)，來自所述有源PFC電路的電壓將會施加在所述電阻R1、電阻R3與負(fù)極V-之間維持上述初始電流，有效地防止了所述有源PFC電路出現(xiàn)短路而造成本發(fā)明的LED電源電路的損壞。所述短路電路13在所述電阻R4與所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl之間還串聯(lián)一用于起指示作用的發(fā)光二極管D3，以便于顯示本發(fā)明的LED電源電路是否處于工作狀態(tài)。由于負(fù)載電壓存在不可避免的異常，造成所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl上隨之出現(xiàn)波動，從而使得所述單向可控硅Q輸出的電壓出現(xiàn)異常，最終影響到供給負(fù)載的電壓出現(xiàn)波動而造成負(fù)載不能正常工作，為此本發(fā)明在所述短路電路13在所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl上還并聯(lián)一用于防止所述發(fā)光二極管Dl電壓波動的所述穩(wěn)壓二極管D4，所述穩(wěn)壓二極管D4 —端與所述發(fā)光二極管D3的輸入端相連，一端與負(fù)極V-相連接。本發(fā)明只對本發(fā)明的實施案例做了詳述和說明，雖然其在形式和結(jié)構(gòu)上具有一定的特殊性，但是這些特殊僅僅是為了描述和說明本發(fā)明，并不會影響到對本發(fā)明的任何限制。上述所列具體實現(xiàn)方式為非限制性的，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，進行的各種改進和變化，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，其特征在于:包括有:一單向可控硅Q、一光電藕合器U及電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4 ;光電藕合器U包括有光敏兀件D2和發(fā)光二極管Dl ;所述電阻Rl的兩端分別與所述單向可控硅Q的陽極A和控制極G相連接；所述電阻R2的一端與所述單向可控硅Q的陽極A相連接，另一端通過所述光電耦合器U內(nèi)的光敏元件D2與所述單向可控硅Q的控制極G連接；所述電阻R3的兩端分別與所述單向可控硅Q的陰極K和控制極G連接，所述電阻R4的兩端分別與所述可控硅Q的陰極K和所述光電I禹合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl相連接；所述光電I禹合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl —端連接電阻R4，另一端連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端；所述單向可控硅Q的陽極A連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸入端，所述單向可控硅Q的陰極K連接所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，其特征在于:所述電阻R4與所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl之間還串聯(lián)一用于起指示作用的發(fā)光二極管D3。
3.如權(quán)利要求2所述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，其特征在于:所述光電稱合器U內(nèi)的發(fā)光二極管Dl上還并聯(lián)一用于防止所述發(fā)光二極管Dl電壓波動的穩(wěn)壓二極管D4，所述穩(wěn)壓二極管D4 —端與所述發(fā)光二極管D3的輸入端相連，一端與所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，其特征在于:所述電阻R1、電阻R2、電阻R3的阻值大小順序為:電阻Rl >電阻R2且電阻Rl >電阻R3。
5.如權(quán)利要求2所述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，其特征在于:所述電阻R1、電阻R2、電阻R3的阻值大小順序為:電阻Rl >電阻R2且電阻Rl >電阻R3。
6.如權(quán)利要求3所述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，其特征在于:所述電阻R1、電阻R2、電阻R3的阻值大小順序為:電阻Rl >電阻R2且電阻Rl >電阻R3。
7.LED電源電路，包括依次連接的交流輸入端(10)、整流濾波電路(11)、有源PFC電路(12)、短路保護電路(13)及直流輸出端(14)，其特征在于:所述短路保護電路(13)采用如權(quán)利要求1至6中任何一項所述的用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路，所述用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路的正極輸入端、負(fù)極輸入端分別連接有源PFC電路(12)的輸出端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于有源PFC電路輸出端的短路保護電路及LED電源電路，能夠?qū)崿F(xiàn)LED電源電路上的有源PFC電路直接與輸出端連接、實現(xiàn)對有源PFC電路進行防短路保護，電源電路得到簡化、成本大幅度降低。包括有單向可控硅Q、光電藕合器U及電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4；光電藕合器U包括有光敏元件D2和發(fā)光二極管D1；電阻R1的兩端分別與單向可控硅Q的陽極A和控制極G相連接；電阻R2的一端與所述單向可控硅Q的陽極A相連接，另一端通過光電耦合器U內(nèi)的光敏元件D2與單向可控硅Q的控制極G連接；所述電阻R3的兩端分別與單向可控硅Q的陰極K和控制極G連接，電阻R4的兩端分別與所述可控硅Q的陰極K和所述光電耦合器U內(nèi)的發(fā)光二極管D1相連接。
文檔編號H05B37/00GK103187720SQ20111046030
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者王冬雷 申請人:廣東德豪潤達(dá)電氣股份有限公司