一种高精度波纹抑制型LED用市电过压保护系统

本发明涉及一种过压保护系统，具体是指一种高精度波纹抑制型LED用市 电过压保护系统。

目前，由于LED灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，其已经 成为了人们生活照明的主流产品之一。在LED工作时通常需要采用过压保护系 统对其进行保护，避免LED被电网波动所产生的过电压所损坏。然而，目前所 使用的过压保护系统的灵敏度较低，不能在过电压产生时第一时间对LED进行 保护，无法满足人们的要求。

本发明的目的在于克服传统的过压保护系统灵敏度较低的缺陷，提供一种 高精度波纹抑制型LED用市电过压保护系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高精度波纹抑制型LED用市电 过压保护系统，主要由变压器T，控制芯片U3，三端稳压芯片U2，与控制芯片 U3相连接的开关电路，串接在控制芯片U3的CONT管脚和开关电路之间的电 阻R4，与变压器T相连接的整流滤波电路，与整流滤波电路相连接的触发电路， 与控制芯片U3相连接的波纹电压消除电路，P极与触发电路相连接、N极则与 波纹电压消除电路相连接的二极管D4，正极与三极管VT3的集电极相连接、负 极经电阻R3后与控制芯片U3的THRE管脚相连接的电容C4，以及串接在触发 电路和控制芯片U3之间的电压比较电路组成；所述三端稳压芯片U2的IN管 脚与触发电路相连接、其OUT管脚则分别与控制芯片U3的RE管脚和VCC管 脚相连接、其GND管脚接地。

进一步的，所述波纹电压消除电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT6， 负极经电容C11后与放大器P2的负极相连接、正极则作为该波纹电压消除电路 的输入端的电容C9，一端经电阻R14后与放大器P1的负极相连接、另一端则 与电容C9的正极相连接的电阻R12，正极与电阻R12和电阻R14的连接点相 连接、负极经电阻R13后与电容C9的负极相连接的电容C10，N极与电容C10 的负极相连接、P极则与放大器P2的正极相连接的二极管D8，正极与放大器 P1的负极相连接、负极则与放大器P2的负极相连接的电容C12，串接在放大器 P1的正极和输出端之间的电阻R15，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电 阻R16，以及串接在放大器P1的输出端和三极管VT6的集电极之间的电阻R17 组成；所述放大器P2的负极接地、其输出端则与三极管VT6的基极相连接；所 述三极管VT6的发射极接地；所述放大器P1的输出端作为该波纹电压消除电路 的输出端并与控制芯片U3的TRIG管脚相连接；所述波纹电压消除电路的输入 端则与二极管D4的N极相连接。

所述电压比较电路由三极管VT4，三极管VT5，放大器P，负极与三极管 VT4的基极相连接、正极作为该电压比较电路的输入端的电容C6，N极与放大 器P的正极相连接、P极经电阻R7后与三极管VT4的基极相连接的二极管D6， 串接在二极管D6的P极和三极管VT4的集电极之间的电阻R8，正极与三极管 VT4的发射极相连接、负极接地的电容C7，串接在三极管VT5的发射极和电容 C7的负极之间的电阻R9，串接在放大器P的负极和电容C7的负极之间的电阻 R10，正极与二极管D6的N极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的 电容C8，P极与三极管VT5的集电极相连接、N极则与放大器P的负极相连接 的二极管D7，以及串接在放大器P的正极和输出端之间的电阻R11组成；所述 三极管VT5的基极与三极管VT4的发射极相连接；所述电容C7的负极与放大 器P的输出端相连接；所述放大器P的输出端作为该电压比较电路的输出端并 与控制芯片U3的GND管脚相连接；所述电压比较电路的输入端则与触发电路 相连接。

所述整流滤波电路由二极管整流器U1和电容C1组成；所述二极管整流器 U1的负极输出端与电容C1的负极相连接、其正极输出端则与电容C1的正极相 连接；所述二极管整流器U1的输入端则与变压器T的副边电感线圈的同名端和 非同名端相连接、其负极输出端还与变压器T的原边电感线圈的非同名端相连 接；所述电容C1的正极和负极均与触发电路相连接。

所述触发电路由三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，N极与电容C1 的负极相连接、P极则与三极管VT1的发射极相连接的二极管D1，正极与三极 管VT1的发射极相连接、负极则与三极管VT3的基极相连接的电容C2，串接 在三极管VT2的发射极和三极管VT3的基极之间的电阻R1，正极与三极管VT3 的发射极相连接、负极则与二极管D1的N极相连接的电容C3，P极与三极管

VT2的集电极相连接、N极则与三极管VT3的集电极相连接的二极管D3， N极与电容C1的正极相连接、P极则与三极管VT2的集电极相连接的二极管 D2，以及串接在二极管D2的N极和二极管D3的N极之间的电阻R2组成；所 述三端稳压芯片U2的IN管脚则与二极管D2的N极相连接；所述三极管VT1 的基极与电容C1的正极相连接、其集电极则与三极管VT2的基极相连接；所 述控制芯片U3的GND管脚与二极管D1的N极相连接；所述二极管D1的N 极与电压比较电路的输入端相连接；所述三极管VT3的集电极还分别与二极管 D4的N极和电容C4的正极相连接。

所述开关电路由双向晶闸管D5，串接在双向晶闸管D5的控制极和控制芯 片U3的OUT管脚之间的电阻R5，正极与双向晶闸管D5的第二阳极相连接、 负极则与控制芯片U3的GND管脚相连接的同时接地的电容C5，以及一端与双 向晶闸管D5的第一阳极相连接、另一端则与变压器T的原边电感线圈的同名端 相连接的电阻R6组成；所述电容C5的负极经电阻R4后与控制芯片U3的CONT 管脚相连接。

所述控制芯片U3为NE555集成芯片，三端稳压芯片U2为7815集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明采用NE555集成芯片及相应的外围电路相结合，并巧妙的利用 了晶体管的开关功能，使本发明与传统的过压保护系统相比灵敏度提升了30％， 从而可以有效的对LED进行过压保护。

(2)本发明可以在电网电压超过上限值时切断电源使LED不工作，当电 网电压恢复正常时重新接通电源使LED重新点亮，从而可以保护LED不被过电 压损坏。

(3)本发明可以准确的将输入电压与设定的上限电压进行比较，从而极大 的提高了本发明的判断精准度，使本发明不会出现误判现像。

(4)本发明可以对残余的波纹电压进行消除，从而提高本发明的稳定性， 避免本发明产生误动作。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的电压比较电路的结构图。

图3为本发明的波纹电压消除电路的结构图。

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不 限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由变压器T，控制芯片U3，三端稳压芯片U2，与 控制芯片U3相连接的开关电路，串接在控制芯片U3的CONT管脚和开关电路 之间的电阻R4，与变压器T相连接的整流滤波电路，与整流滤波电路相连接的 触发电路，与控制芯片U3相连接的波纹电压消除电路，P极与触发电路相连接、 N极则与波纹电压消除电路相连接的二极管D4，正极与三极管VT3的集电极相 连接、负极经电阻R3后与控制芯片U3的THRE管脚相连接的电容C4，以及串 接在触发电路和控制芯片U3之间的电压比较电路组成；所述三端稳压芯片U2 的IN管脚与触发电路相连接、其OUT管脚则分别与控制芯片U3的RE管脚和 VCC管脚相连接、其GND管脚接地。为了更好的实施本发明，所述控制芯片 U3优选NE555集成芯片，而三端稳压芯片U2则优选7815集成芯片来实现。

其中，该整流滤波电路由二极管整流器U1和电容C1组成。所述二极管整 流器U1的负极输出端与电容C1的负极相连接、其正极输出端则与电容C1的 正极相连接。所述二极管整流器U1的输入端则与变压器T的副边电感线圈的同 名端和非同名端相连接、其负极输出端还与变压器T的原边电感线圈的非同名 端相连接。所述电容C1的正极和负极均与触发电路相连接。

另外，所述触发电路由三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，电阻R1， 电阻R2，二极管D1，二极管D2，二极管D3，电容C2以及电容C3组成。

连接时，二极管D1的N极与电容C1的负极相连接、其P极则与三极管 VT1的发射极相连接。电容C2的正极与三极管VT1的发射极相连接、其负极 则与三极管VT3的基极相连接。电阻R1串接在三极管VT2的发射极和三极管 VT3的基极之间。电容C3的正极与三极管VT3的发射极相连接、其负极则与 二极管D1的N极相连接。二极管D3的P极与三极管VT2的集电极相连接、 其N极则与三极管VT3的集电极相连接。二极管D2的N极与电容C1的正极 相连接、其P极则与三极管VT2的集电极相连接。电阻R2串接在二极管D2的 N极和二极管D3的N极之间。

所述三端稳压芯片U2的IN管脚则与二极管D2的N极相连接。所述三极 管VT1的基极与电容C1的正极相连接、其集电极则与三极管VT2的基极相连 接。所述控制芯片U3的GND管脚与二极管D1的N极相连接。所述二极管D1 的N极与电压比较电路的输入端相连接；所述三极管VT3的集电极还分别与二 极管D4的N极和电容C4的正极相连接。

所述开关电路由双向晶闸管D5，电阻R5，电阻R6以及电容C5组成。连 接时，电阻R5串接在双向晶闸管D5的控制极和控制芯片U3的OUT管脚之间。 电容C5的正极与双向晶闸管D5的第二阳极相连接、其负极则与控制芯片U3 的GND管脚相连接的同时接地。电阻R6的一端与双向晶闸管D5的第一阳极 相连接、其另一端则与变压器T的原边电感线圈的同名端相连接。LED则与电 阻R6相并联。所述电容C5的负极还经电阻R4后与控制芯片U3的CONT管 脚相连接。

如图2所示，该电压比较电路由三极管VT4，三极管VT5，放大器P，电 阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，二极管D6，二极管D7，电 容C6，电容C7以及电容C8组成。

连接时，电容C6的负极与三极管VT4的基极相连接、其正极作为该电压 比较电路的输入端并与二极管D1的N极相连接。二极管D6的N极与放大器P 的正极相连接、其P极经电阻R7后与三极管VT4的基极相连接。电阻R8串接 在二极管D6的P极和三极管VT4的集电极之间。电容C7的正极与三极管VT4 的发射极相连接、其负极接地。电阻R9串接在三极管VT5的发射极和电容C7 的负极之间。电阻R10串接在放大器P的负极和电容C7的负极之间。电容C8 的正极与二极管D6的N极相连接、其负极与三极管VT5的集电极相连接。二 极管D7的P极与三极管VT5的集电极相连接、其N极则与放大器P的负极相 连接。电阻R11串接在放大器P的正极和输出端之间。

同时，所述三极管VT5的基极与三极管VT4的发射极相连接。所述电容 C7的负极与放大器P的输出端相连接。所述放大器P的输出端作为该电压比较 电路的输出端并与控制芯片U3的GND管脚相连接。

如图3所示，该波纹电压消除电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT6， 电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，二极管D8， 电容C9，电容C10，电容C11以及电容C12组成。

连接时，电容C9的负极与电容C11的正极相连接、其正极则作为该波纹电 压消除电路的输入端并与二极管D4的N极相连接。所述电容C11的负极则与 放大器P2的负极相连接。电阻R12的一端经电阻R14后与放大器P1的负极相 连接、其另一端则与电容C9的正极相连接。电容C10的正极与电阻R12和电 阻R14的连接点相连接、其负极经电阻R13后与电容C9的负极相连接。二极 管D8的N极与电容C10的负极相连接、其P极则与放大器P2的正极相连接。 电容C12的正极与放大器P1的负极相连接、其负极则与放大器P2的负极相连 接。电阻R15串接在放大器P1的正极和输出端之间。电阻R16串接在放大器 P2的正极和输出端之间。电阻R17串接在放大器P1的输出端和三极管VT6的 集电极之间。

同时，所述放大器P2的负极接地、其输出端则与三极管VT6的基极相连接。 所述三极管VT6的发射极接地；所述放大器P1的输出端作为该波纹电压消除电 路的输出端并与控制芯片U3的TRIG管脚相连接。

工作时，本发明在电网电压超过上限值时切断电源使LED不工作，当电网 电压恢复正常时重新接通电源使LED重新点亮，从而可以保护LED不被过电压 损坏。本发明采用NE555集成芯片及相应的外围电路相结合，并巧妙的利用了 晶体管的开关功能，使本发明与传统的过压保护系统相比灵敏度提升了30％； 同时，本发明可以准确的将输入电压与设定的上限电压进行比较，从而极大的 提高了本发明的判断精准度；本发明可以对残余的波纹电压进行消除，从而提 高本发明的稳定性，避免本发明产生误动作，从而可以有效的对LED进行过压 保护。

如上所述，便可很好的实现本发明。