CN203589712U - 一种短路保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种短路保护电路，包括驱动控制模块，与驱动控制模块连接的升压整流模块，以及与升压整流模块连接的LED负载；驱动控制模块包括恒流控制芯片UB801和短路保护单元；恒流控制芯片UB801的引脚包括VIN脚、GATE脚、GND脚、CS脚、FB脚、COMP脚、OVP脚和PWM脚；短路保护单元包括隔离电路DB807、第一电阻RB827、第二电阻RB822、第三电阻RB828、第一电容CB802和第一MOS管QB804；第一MOS管QB804的漏极和第三电阻RB828的一端连接，第三电阻RB828的另一端和VIN脚连接；第一MOS管QB804的源极和OVP脚连接；第一电容CB802的一端和第一MOS管QB804的栅极连接，第一电容CB802的另一端接地。本实用新型能够在电视恒流电源的主功率器件短路时，保证电视的安全性，同时，适用于恒流电压段的范围广，成本低廉。

Description

一种短路保护电路

技术领域

本实用新型属于开关电源电路领域，尤其涉及一种短路保护电路。

背景技术

目前LED电视已成为主流，特别是近几年产品走向国际化，对产品的质量及安全要求更加严苛。而随着新国标的实施，厂商对其安全更加关注。因此，需要对恒流控制芯片做好相应的保护线路，尤其在电感、二极管或MOS管（又称为场效应晶体管）短路时都不会产生安全规范问题。

现有技术中，LED多路背光电路的控制芯片的保护线路主要是集成在IC内部，该保护线路的应用电路如图1所示，该应用电路的保护原理如下：

检测控制芯片CS脚电压，将CS脚检测到的信号经其内部放大器放大后输入比较器，进而控制芯片GATE脚的驱动信号，当外部功率器件LB801发生短路时，CS脚检测到的电压就控制驱动信号将驱动关闭，从而实现对功率器件的短路保护功能。

但是，在上述方法中，CS脚检测到的电压并不能完全将驱动关闭，因此会导致MOS管上损耗的增大使得MOS管温度过高，当MOS管温度高于130度以后就有引发火灾的可能性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种短路保护电路，能够在电视恒流电源的主功率器件短路时，保证电视的安全性，同时，适用恒流电压段的范围广，成本低廉。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种短路保护电路，包括驱动控制模块，与所述驱动控制模块连接的升压整流模块，以及与所述升压整流模块连接的LED负载；所述驱动控制模块包括恒流控制芯片UB801和短路保护单元；所述恒流控制芯片UB801的引脚包括VIN脚、GATE脚、GND脚、CS脚、FB脚、COMP脚、OVP脚和PWM脚；

所述短路保护单元包括隔离电路DB807、第一电阻RB827、第二电阻RB822、第三电阻RB828、第一电容CB802和第一MOS管QB804；

所述隔离电路DB807的输入端和所述COMP脚连接，所述隔离电路DB807的输出端和所述第一电阻RB827的一端连接，所述第一电阻RB827的另一端和所述第一MOS管QB804的栅极连接；

所述第一MOS管QB804的漏极和所述第三电阻RB828的一端连接，所述第三电阻RB828的另一端和所述VIN脚连接；所述第一MOS管QB804的源极和所述OVP脚连接；

所述第一电容CB802的一端和所述第一MOS管QB804的栅极连接，所述第一电容CB802的另一端接地；

所述第二电阻RB822的一端和所述第一MOS管QB804的栅极连接，所述第二电阻RB822的另一端和所述第一MOS管QB804的源极连接。

本实用新型实施例提供的短路保护电路，具有以下有益效果：采用检测恒流控制芯片的COMP脚，并触发恒流控制芯片的OVP脚达到自锁的保护方式，使驱动完全关闭，提高恒流控制芯片的安全性能；在廉价的通用控制芯片基础上增加廉价的贴片器件实现保护功能，使电路成本低廉，适用于恒流电压段的范围更广。

附图说明

图1是现有技术中的短路保护电路的结构示意图。

图2是本实用新型提供的短路保护电路的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图2，是本实用新型提供的短路保护电路的一个实施例的结构示意图。

本实施例提供一种短路保护电路，包括驱动控制模块，与驱动控制模块连接的升压整流模块，以及与升压整流模块连接的LED负载；驱动控制模块包括恒流控制芯片UB801和短路保护单元；恒流控制芯片UB801的引脚包括VIN脚、GATE脚、GND脚、CS脚、FB脚、COMP脚、OVP脚和PWM脚；

短路保护单元包括隔离电路DB807、第一电阻RB827、第二电阻RB822、第三电阻RB828、第一电容CB802和第一MOS管QB804；

隔离电路DB807的输入端和COMP脚连接，隔离电路DB807的输出端和第一电阻RB827的一端连接，第一电阻RB827的另一端和第一MOS管QB804的栅极连接；

第一MOS管QB804的漏极和第三电阻RB828的一端连接，第三电阻RB828的另一端和VIN脚连接；第一MOS管QB804的源极和OVP脚连接；

第一电容CB802的一端和第一MOS管QB804的栅极连接，第一电容CB802的另一端接地；

第二电阻RB822的一端和第一MOS管QB804的栅极连接，第二电阻RB822的另一端和第一MOS管QB804的源极连接。

第二电阻RB822用于提供静电泄放回路，确保第一MOS管QB804的静电防护能力。隔离电路DB807用于防止第一MOS管QB804导通时的高电压反灌回COMP脚。第一电容CB802为高频杂讯滤波电容，用于防止第一MOS管QB804因栅极杂讯电压过高而出现误导通的情况。第三电阻RB828为第一MOS管QB804提供高输入阻抗，用于保护第一MOS管QB804。

进一步地，驱动控制模块还包括第四电阻RB816、第五电阻RB805、第六电阻RB802、第七电阻RB803、第八电阻    RB801、第一极性电容EB804、12V电源接口、第一GATE接口、LED-FB接口、第一OVP接口和PWM-DIM接口；

第四电阻RB816的一端连接12V电源接口，第四电阻RB816的另一端和VIN脚连接；GATE脚和第一GATE接口连接；

第一极性电容EB804的正极和VIN脚连接，第一极性电容EB804的负极接地；GND脚接地；

第五电阻RB805的一端和FB脚连接，第五电阻RB805的另一端和LED-FB接口连接； 

第六电阻RB802的一端和OVP脚连接，第六电阻RB802的另一端和第一OVP接口连接；第七电阻RB803的一端和第一OVP接口连接，第七电阻RB803的另一端接地；

第八电阻RB801的一端和PWM脚连接，第八电阻RB801的另一端和PWM-DIM接口连接。

进一步地，驱动控制模块还包括第二电容CB801、第三电容CB803、第四电容CB804、第五电容CB806和第六电容CB807；

第二电容CB801和第一极性电容EB804并联；

第三电容CB803的一端和CS脚连接，第三电容CB803的另一端接地；

第四电容CB804的一端和FB脚连接，第四电容CB804的另一端接地；

第五电容CB806和第七电阻RB803并联；

第六电容CB807的一端和PWM脚连接，第六电容CB807的另一端接地。

进一步地，驱动控制模块还包括第七电容CB805、第八电容CB812和第九电阻RB804；

第九电阻RB804的一端和COMP脚连接，第九电阻RB804的另一端和第七电容CB805的一端连接，第七电容CB805的另一端接地；

第八电容CB812的一端和COMP脚连接，第八电容CB812的另一端接地。

进一步地，升压整流模块包括VBL接口、升压电感LB801、第一磁珠BB801、第二磁珠BB802、整流二极管DB801、第十电阻RB812、第十一电阻RB813、第十二电阻RB814、第十三电阻RB815、第十四电阻RB806、第十五电阻RB819、第十六电阻RB820、第十七电阻RB821、第十八电阻RB808、第十九电阻RB809、第二十电阻RB807、第二十一电阻RB810、第二十二电阻RB811、第九电容CB810、第十电容CB809、第二极性电容EB801、第三极性电容EB802、第四极性电容EB803、第二MOS管QB801、三极管QB809、第二OVP接口、第二GATE接口；

升压电感LB801的一端和VBL接口连接，升压电感LB801的另一端和第二MOS管QB801的漏极连接；

第一磁珠BB801的一端和第二MOS管QB801的漏极连接，第一磁珠BB801的另一端和整流二极管DB801的正极连接，整流二极管DB801的负极和第二磁珠BB802的一端连接，第二磁珠BB802的另一端和LED负载连接；

第九电容CB810的一端和整流二极管DB801的正极连接，第九电容CB810的另一端和第十电阻RB812的一端连接，第十电阻RB812的另一端和整流二极管DB801的负极连接；第十一电阻RB813和第十电阻RB812并联；

第十二电阻RB814的一端和整流二极管DB801的负极连接，第十二电阻RB814的另一端和第十三电阻RB815的一端连接，第十三电阻RB815的另一端和第二OVP接口连接；

第二极性电容EB801的正极和整流二极管DB801的负极连接，第二极性电容EB801的负极接地；第三极性电容EB802、第四极性电容EB803分别和第二极性电容EB801并联；

第十四电阻RB806的一端和CS脚连接，第十四电阻RB806的另一端和第二MOS管QB801的源极连接；第十五电阻RB819的一端和第二MOS管QB801的源极连接，第十五电阻RB819的另一端接地；第十六电阻RB820和第十五电阻RB819并联；

第十七电阻RB821的一端和第二MOS管QB801的源极连接，第十七电阻RB821的另一端和三极管QB809的集电极连接；三极管QB809的基极和第十九电阻RB809的一端连接，第十九电阻RB809的另一端和第二GATE接口连接；三极管QB809的发射极和第二十电阻RB807的一端连接，第二十电阻RB807的另一端和第二GATE接口连接；

第十八电阻RB808的一端和第二MOS管QB801的源极连接，第十八电阻RB808的另一端和第二MOS管QB801的栅极连接；第二MOS管QB801的栅极和三极管QB809的发射极连接；

第二十一电阻RB810的一端和第二MOS管QB801的源极连接，第二十一电阻RB810另一端和第十电容CB809的一端连接，第十电容CB809的另一端和第二MOS管QB801的漏极连接；第二十二电阻RB811和第二十一电阻RB810并联。

需要说明的是，VBL接口为电路输入电压接口，PWM-DIM接口为背光亮度调节信号接口，12V电源接口为恒流控制芯片UB801辅助供电接口，第一GATE接口和第二GATE接口为恒流控制芯片UB801输出的驱动信号接口，第一OVP接口和第二OVP为电路输出过压保护信号接口，LED-FB接口为电流调节反馈信号接口。

下面对本实用新型提供的短路保护电路的工作原理进行详细说明。

当升压电感LB801、整流二极管DB801和第二MOS管QB801中任何一个器件发生短路时，恒流控制芯片UB801的COMP脚电压上升，上升的电压通过第一电阻RB827和第二电阻RB822的分压后到达第一MOS管QB804的栅极。当第一MOS管QB804栅极处的分压高于第一MOS管QB804导通电压时，第一MOS管QB804导通，12V电源通过第三电阻RB828和第一MOS管QB804给OVP脚供电，触发OVP脚自锁。在12V电源不断电的情况下，OVP脚一直锁死，直到12V电源的辅助供电消失。

优选地，第一电阻RB827是阻值为X的电阻器，第二电阻RB822是阻值为Y的电阻器，X+Y＞1Mohm。第一MOS管QB804栅极的电压可以通过调节第一电阻RB827和第二电阻RB822的分压比来实现。X+Y＞1Mohm，可以使电路在正常工作时不触发第一MOS管QB804的导通，并为导通留有一定的余量，同时，不影响COMP脚的特性。

优选地，第一MOS管QB804为N-MOS管。

优选地，第二MOS管QB801为N-MOS管，三极管QB809为PNP型三极管。

进一步地，恒流控制芯片UB801是型号为OB3350、BAT325或OB3363的芯片。

本实用新型实施例提供的短路保护电路，采用检测恒流控制芯片的COMP脚，并触发恒流控制芯片的OVP脚达到自锁的保护方式，使驱动完全关闭，提高恒流控制芯片的安全性能；在廉价的通用控制芯片基础上增加廉价的贴片器件实现保护功能，使电路成本低廉，适用于恒流电压段的范围更广。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种短路保护电路，其特征在于，包括驱动控制模块，与所述驱动控制模块连接的升压整流模块，以及与所述升压整流模块连接的LED负载；所述驱动控制模块包括恒流控制芯片UB801和短路保护单元；所述恒流控制芯片UB801的引脚包括VIN脚、GATE脚、GND脚、CS脚、FB脚、COMP脚、OVP脚和PWM脚；

所述短路保护单元包括隔离电路DB807、第一电阻RB827、第二电阻RB822、第三电阻RB828、第一电容CB802和第一MOS管QB804；

所述隔离电路DB807的输入端和所述COMP脚连接，所述隔离电路DB807的输出端和所述第一电阻RB827的一端连接，所述第一电阻RB827的另一端和所述第一MOS管QB804的栅极连接；

所述第一MOS管QB804的漏极和所述第三电阻RB828的一端连接，所述第三电阻RB828的另一端和所述VIN脚连接；所述第一MOS管QB804的源极和所述OVP脚连接；

所述第一电容CB802的一端和所述第一MOS管QB804的栅极连接，所述第一电容CB802的另一端接地；

所述第二电阻RB822的一端和所述第一MOS管QB804的栅极连接，所述第二电阻RB822的另一端和所述第一MOS管QB804的源极连接。

2.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括第四电阻RB816、第五电阻RB805、第六电阻RB802、第七电阻RB803、第八电阻  RB801、第一极性电容EB804、12V电源接口、第一GATE接口、LED-FB接口、第一OVP接口和PWM-DIM接口；

所述第四电阻RB816的一端连接所述12V电源接口，所述第四电阻RB816的另一端和所述VIN脚连接；所述GATE脚和所述第一GATE接口连接；

所述第一极性电容EB804的正极和所述VIN脚连接，所述第一极性电容EB804的负极接地；所述GND脚接地；

所述第五电阻RB805的一端和所述FB脚连接，所述第五电阻RB805的另一端和所述LED-FB接口连接； 

所述第六电阻RB802的一端和所述OVP脚连接，所述第六电阻RB802的另一端和所述第一OVP接口连接；所述第七电阻RB803的一端和所述第一OVP接口连接，所述第七电阻RB803的另一端接地；

所述第八电阻RB801的一端和所述PWM脚连接，所述第八电阻RB801的另一端和所述PWM-DIM接口连接。

3.如权利要求2所述的短路保护电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括第二电容CB801、第三电容CB803、第四电容CB804、第五电容CB806和第六电容CB807；

所述第二电容CB801和所述第一极性电容EB804并联；

所述第三电容CB803的一端和所述CS脚连接，所述第三电容CB803的另一端接地；

所述第四电容CB804的一端和所述FB脚连接，所述第四电容CB804的另一端接地；

所述第五电容CB806和所述第七电阻RB803并联；

所述第六电容CB807的一端和所述PWM脚连接，所述第六电容CB807的另一端接地。

4.如权利要求3所述的短路保护电路，其特征在于，所述驱动控制模块还包括第七电容CB805、第八电容CB812和第九电阻RB804；

所述第九电阻RB804的一端和所述COMP脚连接，所述第九电阻RB804的另一端和所述第七电容CB805的一端连接，所述第七电容CB805的另一端接地；

所述第八电容CB812的一端和所述COMP脚连接，所述第八电容CB812的另一端接地。

5.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述升压整流模块包括VBL接口、升压电感LB801、第一磁珠BB801、第二磁珠BB802、整流二极管DB801、第十电阻RB812、第十一电阻RB813、第十二电阻RB814、第十三电阻RB815、第十四电阻RB806、第十五电阻RB819、第十六电阻RB820、第十七电阻RB821、第十八电阻RB808、第十九电阻RB809、第二十电阻RB807、第二十一电阻RB810、第二十二电阻RB811、第九电容CB810、第十电容CB809、第二极性电容EB801、第三极性电容EB802、第四极性电容EB803、第二MOS管QB801、三极管QB809、第二OVP接口、第二GATE接口；

所述升压电感LB801的一端和所述VBL接口连接，所述升压电感LB801的另一端和所述第二MOS管QB801的漏极连接；

所述第一磁珠BB801的一端和所述第二MOS管QB801的漏极连接，所述第一磁珠BB801的另一端和所述整流二极管DB801的正极连接，所述整流二极管DB801的负极和所述第二磁珠BB802的一端连接，所述第二磁珠BB802的另一端和所述LED负载连接；

所述第九电容CB810的一端和所述整流二极管DB801的正极连接，所述第九电容CB810的另一端和所述第十电阻RB812的一端连接，所述第十电阻RB812的另一端和所述整流二极管DB801的负极连接；所述第十一电阻RB813和所述第十电阻RB812并联；

所述第十二电阻RB814的一端和所述整流二极管DB801的负极连接，所述第十二电阻RB814的另一端和所述第十三电阻RB815的一端连接，所述第十三电阻RB815的另一端和所述第二OVP接口连接；

所述第二极性电容EB801的正极和所述整流二极管DB801的负极连接，所述第二极性电容EB801的负极接地；所述第三极性电容EB802、第四极性电容EB803分别和所述第二极性电容EB801并联；

所述第十四电阻RB806的一端和所述CS脚连接，所述第十四电阻RB806的另一端和所述第二MOS管QB801的源极连接；所述第十五电阻RB819的一端和所述第二MOS管QB801的源极连接，所述第十五电阻RB819的另一端接地；所述第十六电阻RB820和所述第十五电阻RB819并联；

所述第十七电阻RB821的一端和所述第二MOS管QB801的源极连接，所述第十七电阻RB821的另一端和所述三极管QB809的集电极连接；所述三极管QB809的基极和所述第十九电阻RB809的一端连接，所述第十九电阻RB809的另一端和所述第二GATE接口连接；所述三极管QB809的发射极和所述第二十电阻RB807的一端连接，所述第二十电阻RB807的另一端和所述第二GATE接口连接；

所述第十八电阻RB808的一端和所述第二MOS管QB801的源极连接，所述第十八电阻RB808的另一端和所述第二MOS管QB801的栅极连接；所述第二MOS管QB801的栅极和所述三极管QB809的发射极连接；

所述第二十一电阻RB810的一端和所述第二MOS管QB801的源极连接，所述第二十一电阻RB810另一端和所述第十电容CB809的一端连接，所述第十电容CB809的另一端和所述第二MOS管QB801的漏极连接；所述第二十二电阻RB811和所述第二十一电阻RB810并联。

6.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一电阻RB827是阻值为X的电阻器，所述第二电阻RB822是阻值为Y的电阻器，X+Y＞1Mohm。

7.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一MOS管QB804为N-MOS管。

8.如权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，所述第二MOS管QB801为N-MOS管，所述三极管QB809为PNP型三极管。

9.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述恒流控制芯片UB801是型号为OB3350、BAT325或OB3363的芯片。

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