具有负载开路保护的电源转换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具负载开路保护的电源转换电路，电性连接至第一电压的电源，并输出第二电压以驱动其负载，而电源转换电路包含有：直流对直流转换器，接收电源，并将第一电压转换为第二电压，以输出第二电压至负载；及整流组件，设置于直流对直流转换器的输出端与输入端间，并与直流对直流转换器构成一放电回路，而放电回路用以释放直流对直流转换器于负载开路时所产生的突波电压。本发明专利技术的具负载开路保护的电源转换电路，直接于电源转换电路的输入端与输出端间设置一个整流元件（例如，二极管），以于负载开路故障时，提供突波电压释放路径，由于无须利用齐纳二极管作保护，故不会对制造成本造成太大负担，且无须检测控制线路故电路架构简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源转换电路，尤其涉及一种具有负载开路保护的电源转 换电路。
技术介绍
由于发光二极管(Light Emitting Diode, LED)具有体积小、发光效率高、 寿命长、可靠度强、低耗能、无汞污染以及不易损坏等的优势，目前已大力推 广逐渐用来取代传统照明。请参照图l，为目前发光二极管的驱动电路示意图。如图1所示，开关SW 的第一端电性连接至二极管D的第一端，开关SW的第二端电性连接至电源Vi 的第一端，而电源Vi的第二端电性连接至接地端；输入电容Ci的第一端与开 关SW的第二端电性连接，输入电容Ci的第二端电性连接至接地端；二极管D 的第一端(即负端或N端)与开关SW的第一端电性连接，二极管D的第二端(即 正端或P端)电性连接至接地端；电感L的第一端与二极管D的第一端电性连 接，电感L的第二端电性连接至输出电容Co的第一端，而输出电容Co的第二 端电性连接至接地端；发光二极管LED的的第一端(即负端或N端)电性连接至 接地端，发光二极管LED的的第二端(即正端或P端)电性连接至输出电容Co 的第一端，而图1的驱动方式具有以下几个问题(l)驱动电路须要通过输出 电容Co减少发光二极管的输出电压涟波，但外加的输出电容Co不仅占用驱动 电路的整体空间也使其制造成本上升。(2)当电源Vi未关闭(即火线作业)瞬间 更换发光二极管模块时，会造成发光二极管模块损坏，特别是更换成具有较少 发光二极管数量的发光二极管模块时，例如，原本为IO颗发光二极管的模块， 此时输出电压Vo上约有40V(假设每个发光二极管的顺向导通电压Vp为4V)， 当更换成2颗发光二极管的模块时，由于输出电容Co所残余的电压，会造成 瞬间的大电流流过发光二极管，进而造成发光二极管烧毁。(3)因为有输出电 容Co所以无法快速启动电路，否则突波电流会很大，所以需要作缓启动控制 设计。请参照图2，为目前发光二极管的另一驱动电路示意图。如图2所示，开 关SW的第一端电性连接至二极管D的第一端，开关SW的第二端电性连接至电 源Vi的第一端，而电源Vi的第二端电性连接至接地端；输入电容Ci的第一 端与开关SW的第二端电性连接，输入电容Ci的第二端电性连接至接地端；二 极管D的第一端(即负端或N端)与开关SW的第一端电性连接，二极管D的第 二端(即正端或P端)电性连接至接地端；电感L的第一端与二极管D的第一端 电性连接，电感L的第二端电性连接发光二极管LED的的第二端(即正端或P 端)，发光二极管LED的的第一端(即负端或N端)电性连接至二极管D的第二 端(即正端或P端)。图2的驱动电路通过加大电感L以降低发光二极管的输出 电压涟波，因此不须输出电容Co减少发光二极管的输出电压涟波，故可减少 驱动电路的整体体积及制造成本，且无输出电容Co，也可快速启动电路，但 是当发光二极管发生开路的故障情形时，储存于电感L上的能量将无法释放而 产生数百伏以上的突波电压，造成危险，特别是当电感L愈大时，所产生突波 电压也会愈严重。例如假设发光二极管上的平均电流为500mA、电感L^220uH、线路上的寄生电容为1000pF。根据能量守恒1l.AI2=|c.AV2，在发光二极管开路故2 2障时会产生AV-AI.g^.5.j^-234.52V的突波电压。这是非常危险的，尤其是在电感L愈大、发光二极管的电流愈高的情形下，开路故障所产生的突 波电压会更严重。请参照图3，为目前发光二极管的另一驱动电路示意图。如图3所示，开 关SW的第一端电性连接至二极管D的第一端，开关SW的第二端电性连接至电 源Vi的第一端，而电源Vi的第二端电性连接至接地端；输入电容Ci的第一 端与开关SW的第二端电性连接，输入电容Ci的第二端电性连接至接地端；二 极管D的第一端(即负端或N端)与开关SW的第一端电性连接，二极管D的第 二端(即正端或P端)电性连接至接地端；电感L的第一端与二极管D的第一端 电性连接，电感L的第二端电性连接至齐纳二极管Dz的第一端(即负端或N端)，而齐纳二极管Dz的第二端(即正端或P端)电性连接至接地端；发光二极管LED的的第一端(即负端或N端)电性连接至接地端，发光二极管LED的的第 二端(即正端或P端)电性连接至齐纳二极管Dz第一端(即负端或N端)。图3 的驱动电路加入了齐纳二极管Dz作保护，当发光二极管发生开路故障时，储 存于电感L的能量会经由齐纳二极管Dz释放，因此电感L所产生的突波电压 会被齐纳二极管Dz箝制在其崩溃电压，以达到保护的效果。但采用此种保护方式的齐纳二极管Dz的崩溃电压至少需高于串联的发光 二极管的个数乘以顺向导通电压Vp值。例如，驱动电路输出端串联15颗发光 二极管，假设每个发光二极管的顺向导通电压Vp为4V，则齐纳二极管Dz的崩 溃电压至少必须高于60V以上，就应用在高功率照明场合上选用高瓦数、高崩 溃电压的齐纳二极管Dz作为保护而言，对于成本上实为昂贵且沉重的负担， 且应用上需依照不同的发光二极管的个数乘以其顺向导通电压Vp值，以作为 齐纳二极管Dz的选取依据，在设计上也缺乏弹性。请参照图4，为目前发光二极管的另一驱动电路示意图。如图4所示，开 关SW的第一端电性连接至二极管D的第一端，开关SW的第二端电性连接至电 源Vi的第一端，而电源Vi的第二端电性连接至接地端；输入电容Ci的第一 端与开关SW的第二端电性连接，输入电容Ci的第二端电性连接至接地端；二 极管D的第一端(即负端或N端)与开关SW的第一端电性连接，二极管D的第 二端(即正端或P端)电性连接至接地端；电感L的第一端与二极管D的第一端 电性连接，电感L的第二端电性连接至电阻R1的第一端，而电阻R1的第二端 电性连接至电阻R2的第一端与比较器的非反相输入端，电阻R2的第二端电性 连接至接地端，比较器的反相输入端接收参考电压Vw，比较器的输出端电性 连接至栅极驱动器的输入端，栅极驱动器的输出端电性连接至晶体管开关 醒OS的栅极，晶体管开关丽0S的源极电性连接至电阻R3的第一端，电阻R3的第二端电性连接至接地端，晶体管开关NMOS的漏极电性连接至电感L的第 二端；发光二极管LED的的第一端(即负端或N端)电性连接至接地端，发光二 极管LED的的第二端(即正端或P端)电性连接至电感L的第二端。图4通过检 测驱动电路输出端的电压Vo，将其分压的后与参考电压Vrsf做比较，若是检测 电压分压之后大于参考电压Vw，即判断发光二极管发生开路故障情形。此时， 栅极驱动器输出驱动信号将晶体管开关丽OS导通，电感L上的能量就可经由晶体管开关醒0S和电阻R3释放到零，避免产生突波电压的破坏。由于不须利 用齐纳二极管Dz做为保护线路，因此不会造成价格上的负担，但检测控制线 路较为复杂，且信号检测及控制具有延迟问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具负载开路保护的电源转换电 路，通过放电回路释放直流对直流转换器于负载开路时所产生的突波电压，借 以避免插拔负载时，所引发突波电压的问题。根据本专利技术所揭露的具负载开路保护的电源转换电路，电性连接至第一电 压的电源，并输出第二电压以驱动其负载(例如，发光元件)，而电源转换电路包含有直流对直流转换器，接收该电源，并将第一电压转换为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具负载开路保护的电源转换电路，电性连接至一第一电压的电源，并输出一第二电压以驱动其负载，其特征在于，该电源转换电路包含有：　一直流对直流转换器，接收该电源，并将该第一电压转换为该第二电压，以输出该第二电压至该负载；及　一整流元件，设置于该直流对直流转换器的输出端与输入端间，并与该直流对直流转换器构成一放电回路，该放电回路用以释放该直流对直流转换器于该负载开路时所产生的突波电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴国，朱益杉，
申请(专利权)人：通嘉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[]