本實用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種短路保護電路及開關(guān)電源電路。

背景技術(shù)：

在電子產(chǎn)品中，白光LED越來越多地被使用作為顯示屏的背光源。近年來，許多產(chǎn)品設(shè)計者希望白光LED的光亮度在不同的應用場合能作相應的變化。因此，在LED驅(qū)動電源的兩個輸出端之間，除了連接LED負載，還添加了開關(guān)管控制流過LED負載的電流。通過開關(guān)管的開關(guān)特性將輸出電流斬波，使LED光源不斷地開啟和關(guān)閉，即可通過調(diào)節(jié)開關(guān)管的占空比改變LED的光特性。為了實現(xiàn)恒流，通常還接入采樣電阻，即LED負載、開關(guān)管和采樣電阻串聯(lián)后并聯(lián)于驅(qū)動電源的輸出端之間，采集采樣電阻兩端的電壓，以此調(diào)整輸出電流以達到恒流的目的。

但這種驅(qū)動電源存在缺陷，當LED負載短路時，輸出電壓由開關(guān)管承受，開關(guān)管容易因為功耗過大損壞。同時電流瞬間通過LED負載、開關(guān)管和采樣電阻，采樣電阻兩端會形成很高的電壓尖峰，開關(guān)管也容易損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種短路保護電路及開關(guān)電源電路，能在負載短路時停止輸出，進而保護調(diào)光開關(guān)管。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種短路保護電路，包括：輸出電流反饋引腳連接端、第一二極管、分壓電路、第一開關(guān)管過壓觸發(fā)保護引腳連接端和高電平供電端；

所述輸出電流反饋引腳連接端連接所述第一二極管的正極；

所述分壓電路包括高壓輸入端、接地端和分壓結(jié)點；所述高壓輸入端連接所述第一二極管的負極，所述接地端接地，所述分壓結(jié)點連接所述第一開關(guān)管的控制端；

所述第一開關(guān)管的第一端連接所述高電平供電端；所述第一開關(guān)管的第二端連接所述過壓觸發(fā)保護引腳連接端。

實施本實用新型，具有如下有益效果：

本實用新型提供的短路保護電路，當輸出電流反饋引腳連接端上有高電流尖峰時，能使第一二極管導通，將高壓加載在分壓電路上，分壓結(jié)點的電壓將第一開關(guān)管導通，從而使過壓觸發(fā)保護引腳連接高電平供電端以獲得過壓，觸發(fā)保護機制。應用于開關(guān)電源電路時，LED負載短路時，電解瞬間通過LED負載、調(diào)光開關(guān)管和輸出電流采樣電阻放電，使第一開關(guān)管導通，以過壓觸發(fā)開關(guān)電源芯片關(guān)閉輸出，從而保護調(diào)光開關(guān)管。

進一步地，所述分壓電路還包括第一電阻和第二電阻；

所述第一電阻的第一端連接所述高壓輸入端，所述第一電阻的第二端連接所述第二電阻的第一端，所述第二電阻的第二端連接所述接地端。

進一步地，所述短路保護電路還包括第一電容，所述第一電容的第一端連接所述第一開關(guān)管的控制端，所述第一電容的第二端接地。

進一步地，所述第一開關(guān)管為N型場效應管；

所述N型場效應管的柵極為所述第一開關(guān)管的控制端，所述N型場效應管的漏極為所述第一開關(guān)管的第一端，所述N型場效應管的源極為所述第一開關(guān)管的第二端。

本實用新型還提供一種開關(guān)電源電路，包括電源輸入端、電壓轉(zhuǎn)換電路、LED負載輸入端、LED負載輸出端、第二開關(guān)管、采樣電阻、開關(guān)電源芯片、PWM控制電路和如上所述的短路保護電路；

所述開關(guān)電源芯片包括過壓觸發(fā)保護引腳、驅(qū)動輸出引腳、輸出電流反饋引腳；

所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括電壓轉(zhuǎn)換輸入端、電壓轉(zhuǎn)換輸出端和開關(guān)控制端；所述電源輸入端連接所述電壓轉(zhuǎn)換輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換輸出端連接所述LED負載輸入端；所述開關(guān)電源芯片的驅(qū)動輸出引腳連接所述開關(guān)控制端；

所述LED負載輸出端連接所述第二開關(guān)管的第一端，所述第二開關(guān)管的第二端連接所述采樣電阻的第一端，所述采樣電阻的第二端接地；所述PWM控制電路的輸出端連接所述第二開關(guān)管的控制端；所述采樣電阻的第一端連接所述輸出電流反饋引腳；

所述短路保護電路的輸出電流反饋引腳連接端連接所述采樣電阻的第一端；所述過壓觸發(fā)保護引腳連接端連接所述過壓觸發(fā)保護引腳。

本實用新型提供的開關(guān)電源電路，LED負載短路時，電解瞬間通過LED負載、調(diào)光開關(guān)管和輸出電流采樣電阻放電，使第一開關(guān)管導通，以過壓觸發(fā)開關(guān)電源芯片關(guān)閉輸出，從而保護調(diào)光開關(guān)管。

進一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換電路為非隔離型電壓轉(zhuǎn)換電路。

進一步地，所述電壓轉(zhuǎn)換電路還包括電感、第二二極管、第三開關(guān)管和第二電容；

所述電感的第一端連接所述電壓轉(zhuǎn)換輸入端，所述電感的第二端連接所述第二二極管的正極，所述第二二極管的負極連接所述電壓轉(zhuǎn)換輸出端；

所述第三開關(guān)管的控制端連接所述開關(guān)控制端，所述第三開關(guān)管的第一端連接所述第二二極管的正極，所述第三開關(guān)管的第二端接地；

所述第二電容的第一端連接所述電壓轉(zhuǎn)換輸出端，所述第二電容的第二端接地。

進一步地，所述開關(guān)電源電路還包括第三二極管，所述第三二極管的正極連接所述采樣電阻的第一端，所述第三二極管的負極連接所述采樣電阻的第二端。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的短路保護電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型提供的開關(guān)電源電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2所示的開關(guān)電源電路中的短路保護電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖1，是本實用新型提供的短路保護電路的結(jié)構(gòu)示意圖；本實用新型提供的短路保護電路，包括：輸出電流反饋引腳連接端FB1、第一二極管D1、分壓電路101、第一開關(guān)管Q1、過壓觸發(fā)保護引腳連接端OVP1和高電平供電端12V；

輸出電流反饋引腳連接端FB1連接第一二極管D1的正極；

分壓電路101包括高壓輸入端、接地端和分壓結(jié)點；所述高壓輸入端連接第一二極管D1的負極，接地端接地，分壓結(jié)點連接第一開關(guān)管Q1的控制端；

第一開關(guān)管Q1的第一端連接高電平供電端12V；所述第一開關(guān)管Q1的第二端連接過壓觸發(fā)保護引腳連接端OVP1。

當輸出電流反饋引腳連接端FB1上有高電流尖峰時，第一二極管D1導通，將高壓加載在分壓電路101上，分壓結(jié)點的電壓將第一開關(guān)管Q1導通，從而使過壓觸發(fā)保護引腳連接端OVP1連接高電平供電端12V，即獲得過壓，觸發(fā)保護機制。

參見圖2，是本實用新型提供的開關(guān)電源電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；本實施例的開關(guān)電源電路，包括電源輸入端VBL、電壓轉(zhuǎn)換電路201、LED負載輸入端LED+、LED負載輸出端LED-、第二開關(guān)管Q2、采樣電阻、開關(guān)電源芯片U1、PWM控制電路202和短路保護電路203；其中，采樣電阻包括電阻RS1～RS3，短路保護電路203采用上述以過壓觸發(fā)保護機制的短路保護電路。

開關(guān)電源芯片U1包括過壓觸發(fā)保護引腳OVP、驅(qū)動輸出引腳GATE、輸出電流反饋引腳FB；本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，過壓觸發(fā)保護引腳OVP用于在接收到過壓信號時，關(guān)閉驅(qū)動輸出引腳GATE的輸出；輸出電流反饋引腳FB用于接收輸出電流的采樣信息，以使開關(guān)電源芯片U1根據(jù)采樣信息調(diào)整驅(qū)動輸出引腳GATE的輸出，達到恒流或恒壓的目的；

電壓轉(zhuǎn)換電路201包括電壓轉(zhuǎn)換輸入端、電壓轉(zhuǎn)換輸出端和開關(guān)控制端；所述電源輸入端連接所述電壓轉(zhuǎn)換輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換輸出端連接所述LED負載輸入端；開關(guān)電源芯片U1的驅(qū)動輸出引腳GATE連接所述開關(guān)控制端；即開關(guān)電源芯片U1的驅(qū)動輸出引腳GATE控制電壓轉(zhuǎn)換電路中的開關(guān)；

LED負載輸出端LED-連接第二開關(guān)管Q2的第一端，第二開關(guān)管Q2的第二端連接采樣電阻的第一端，采樣電阻的第二端接地；PWM控制電路202的輸出端VOUT連接第二開關(guān)管Q2的控制端；采樣電阻的第一端連接輸出電流反饋引腳FB；本實施例的開關(guān)電源電路，電源輸入端的電信號經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換電路后，輸出電壓經(jīng)LED負載、第二開關(guān)管Q2、采樣電阻后接地；PWM控制電路202控制第二開關(guān)管，顯然，PWM控制電路202通過調(diào)整第二開關(guān)管Q2的占空比，可改變輸出電流的有效值，改變LED負載的光特性；

短路保護電路203的輸出電流反饋引腳連接端FB1連接采樣電阻的第一端；過壓觸發(fā)保護引腳連接端OVP1連接過壓觸發(fā)保護引腳OVP。LED負載短路時，電解瞬間通過LED負載、調(diào)光開關(guān)管(即第二開關(guān)管Q2)和輸出電流采樣電阻RS1～RS3放電，使第一開關(guān)管導通，以過壓觸發(fā)開關(guān)電源芯片關(guān)閉輸出，從而保護第二開關(guān)管。

由于開關(guān)電源電路輸出部分的短路保護電路需要連接到輸入部分的開關(guān)電源芯片的引腳，即需要共地，因此本實施例的電壓轉(zhuǎn)換電路為非隔離型電壓轉(zhuǎn)換電路。在其中一種可選實施方式中，電壓轉(zhuǎn)換電路201還包括電感L1、第二二極管D2、第三開關(guān)管Q3和第二電容C2；

電感L1的第一端連接電壓轉(zhuǎn)換輸入端，電感L2的第二端連接第二二極管D2的正極，第二二極管D2的負極連接電壓轉(zhuǎn)換輸出端；

第三開關(guān)管Q3的控制端連接開關(guān)控制端，第三開關(guān)管Q3的第一端連接第二二極管D2的正極，第三開關(guān)管Q2的第二端接地；優(yōu)選地，第三開關(guān)管Q2的第二端通過第四電阻R4接地，可采集第四電阻的第一端的電壓作為反饋信息，傳輸至開關(guān)電源芯片U1的輸入電流反饋引腳CS，以使開關(guān)電源芯片U1根據(jù)反饋信息調(diào)整GATE引腳的輸出；

第二電容C2的第一端連接電壓轉(zhuǎn)換輸出端，第二電容C2的第二端接地。

上述的電壓轉(zhuǎn)換電路為BOOST升壓電路，能實現(xiàn)升壓效果。在其他實施方式中，可根據(jù)實際需求采用其他拓撲結(jié)構(gòu)的電壓轉(zhuǎn)換電路替換BOOST升壓電路。

在其中一種可選實施方式中，開關(guān)電源電路還包括第三二極管D3，所述第三二極管D3的正極連接所述采樣電阻的第一端，所述第三二極管D3的負極連接所述采樣電阻的第二端。第三二極管D3能避免輸出短路時大電流流經(jīng)采樣電阻，燒壞采樣電阻。

參見圖3，是圖2所示的開關(guān)電源電路中的短路保護電路203的結(jié)構(gòu)示意圖。短路保護電路采用圖1的以過壓觸發(fā)保護機制的短路保護電路，因此，其實現(xiàn)短路保護的工作原理在次不再贅述。

短路保護電路203中的分壓電路還包括第一電阻R1和第二電阻R2；第一電阻R1的第一端連接高壓輸入端，第一電阻R1的第二端連接第二電阻R2的第一端，第二電阻R2的第二端連接接地端。在其他實施方式中，可以采用其他元件和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)分壓以達到更好的電路效果，比如使用穩(wěn)壓管和電阻實現(xiàn)分壓。

此外，短路保護電路203還包括第一電容C1，第一電容C1的第一端連接第一開關(guān)管C1的控制端，第一電容C1的第二端接地。第一電容C1為第一開關(guān)管Q1的控制端濾波。

作為一種優(yōu)選實施方式，第一開關(guān)管Q1為N型場效應管；

所述N型場效應管的柵極G為第一開關(guān)管Q1的控制端，N型場效應管的漏極D為第一開關(guān)管Q1的第一端，N型場效應管的源極S為第一開關(guān)管Q1的第二端。在其他實施方式中，第一開關(guān)管Q1還可以替換為NPN型三極管或其它三端控制開關(guān)器件或其派生器件，在不同的應用場合中，視實際電路的功耗、成本、驅(qū)動功率以及與開關(guān)管的驅(qū)動控制元件參數(shù)匹配等要求合理選用和設(shè)置，選用和設(shè)置開關(guān)管是現(xiàn)有技術(shù)的常用設(shè)計過程，在此不進行贅述。

本實用新型提供的短路保護電路，當輸出電流反饋引腳連接端上有高電流尖峰時，能使第一二極管導通，將高壓加載在分壓電路上，分壓結(jié)點的電壓將第一開關(guān)管導通，從而使過壓觸發(fā)保護引腳連接高電平供電端以獲得過壓，觸發(fā)保護機制。應用于開關(guān)電源電路時，LED負載短路時，電解瞬間通過LED負載、調(diào)光開關(guān)管和輸出電流采樣電阻放電，使第一開關(guān)管導通，以過壓觸發(fā)開關(guān)電源芯片關(guān)閉輸出，從而保護調(diào)光開關(guān)管。

以上是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也視為本實用新型的保護范圍。