工程師技術分享：一款有效地LED開關電源保護設計

LED開關電源過電流保護電路

在直流LED開關電源電路中，為了保護調整管在電路短路、電流增大時不被燒毀。其基本方法是，當輸出電流超過某一值時，調整管處于反向偏置狀態(tài)，從而截止，自動切斷電路電流。如圖1所示，過電流保護電路由三極管BG2 和分壓電阻R4、R5組成。電路正常工作時，通過R4與R5的壓作用，使得BG2 的基極電位比發(fā)射極電位高，發(fā)射結承受反向電壓。于是BG2 處于截止狀態(tài)(相當于開路)，對穩(wěn)壓電路沒有影響。當電路短路時，輸出電壓為零，BG2 的發(fā)射極相當于接地，則BG2 處于飽和導通狀態(tài)(相當于短路)，從而使調整管BG1 基極和發(fā)射極近于短路，而處于截止狀態(tài)，切斷電路電流，從而達到保護目的。

LED開關電源過電壓保護電路

直流LED開關電源中開關穩(wěn)壓器的過電壓保護包括輸入過電壓保護和輸出過電壓保護。如果開關穩(wěn)壓器所使用的未穩(wěn)壓直流電源(諸如蓄電池和整流器)的電壓如果過高，將導致開關穩(wěn)壓器不能正常工作，甚至損壞內(nèi)部器件，因此LED開關電源中有必要使用輸入過電壓保護電路。圖3為用晶體管和繼電器所組成的保護電路，在該電路中，當輸入直流電源的電壓高于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓值時，穩(wěn)壓管擊穿，有電流流過電阻R，使晶體管T導通，繼電器動作，常閉接點斷開，切斷輸入。輸入電源的極性保護電路可以跟輸入過電壓保護結合在一起，構成極性保護鑒別與過電壓保護電路。

LED開關電源軟啟動保護電路

開關穩(wěn)壓電源的電路比較復雜，開關穩(wěn)壓器的輸入端一般接有小電感、大電容的輸入濾波器。在開機瞬間,濾波電容器會流過很大的浪涌電流，這個浪涌電流可以為正常輸入電流的數(shù)倍。這樣大的浪涌電流會使普通電源開關的觸點或繼電器的觸點熔化，并使輸入保險絲熔斷。另外，浪涌電流也會損害電容器,使之壽命縮短，過早損壞。為此， 開機時應該接入一個限流電阻，通過這個限流電阻來對電容器充電。為了不使該限流電阻消耗過多的功率，以致影響開關穩(wěn)壓器的正常工作，而在開機暫態(tài)過程結束后，用一個繼電器自動短接它，使直流電源直接對開關穩(wěn)壓器供電，這種電路稱之謂直流LED開關電源的“軟啟動”電路 。

LED開關電源過熱保護電路

直流LED開關電源中開關穩(wěn)壓器的高集成化和輕量小體積，使其單位體積內(nèi)的功率密度大大提高，因此如果電源裝置內(nèi)部的元器件對其工作環(huán)境溫度的要求沒有相應提高，必然會使電路性能變壞，元器件過早失效。因此在大功率直流LED開關電源中應該設過熱保護電路。

本文采用溫度繼電器來檢測電源裝置內(nèi)部的溫度，當電源裝置內(nèi)部產(chǎn)生過熱時，溫度繼電器就動作，使整機告警電路處于告警狀態(tài)，實現(xiàn)對電源的過熱保護。如圖4(a)所示，在保護電路中將P型控制柵熱晶閘管放置在功率開關三極管附近，根據(jù)TT102的特性(由Rr值確定該器件的導通溫度，Rr越大，導通溫度越低)，當功率管的管殼溫度或者裝置內(nèi)部的溫度超過允許值時，熱晶閘管就導通，使發(fā)光二極管發(fā)亮告警。倘若配合光電耦合器，就可使整機告警電路動作，保護LED開關電源。該電路還可以設計成如圖4(b)所示，用作功率晶體管的過熱保護，晶體開關管的基極電流被N型控制柵熱晶閘管TT201旁路，開關管截止，切斷集電極電流，防止過熱。

有效的LED開關電源電路保護設計可保證LED的使用更加高效、更加長久。