一種led控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于照明電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種控制電路，尤其是LED控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前倡導(dǎo)綠色環(huán)保、低碳生活、節(jié)能高效的大環(huán)境下，公園、廣場(chǎng)、戶外廣告燈等戶外照明應(yīng)用開(kāi)始普遍采用太陽(yáng)能補(bǔ)充能源及控制方式，不僅能充分利用當(dāng)前的可持續(xù)能源，同時(shí)也大大節(jié)省了傳統(tǒng)能源的消耗、降低了污染的排放。由于在實(shí)際應(yīng)用中LED發(fā)光二極管具有體積小、功率低、使用壽命長(zhǎng)、高亮度低熱量、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)上正大量采用以替代傳統(tǒng)燈。
[0003]實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，不同的客戶常常會(huì)有不同的需求，有些客戶要求亮度高、功率大起到照明的作用；有些客戶要求亮度低、功率小起到微亮點(diǎn)綴的效果即可。因此對(duì)于設(shè)計(jì)者而言要滿足不同負(fù)載要求，而對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)而言LED驅(qū)動(dòng)控制器應(yīng)具有簡(jiǎn)單方便的電流調(diào)整功能，能適應(yīng)不同的工作要求。
[0004]市場(chǎng)上具有升壓功能的LED控制器電路主要包括:恒壓控制器電路、恒流控制器電路、PWM(脈寬調(diào)制)控制器電路等。由于構(gòu)造復(fù)雜，外圍管腳多且在太陽(yáng)能充電及控制時(shí)常需要一些其他的元器件來(lái)進(jìn)行配合使用，因而增加了成本，因此恒壓與恒流控制器電路常應(yīng)用于早期的LED控制，這兩種方式在太陽(yáng)能電路應(yīng)用市場(chǎng)上已經(jīng)越來(lái)越少。
[0005]如圖1和圖2所示的恒壓控制器電路和恒流控制器電路，為了更好的工作常常需要加入整流濾波電路并通過(guò)芯片內(nèi)部供電電源VDD和反饋管腳fb反饋形成閉合環(huán)路。圖3所示為基于固定占空比PWM控制的太陽(yáng)能LED控制電路結(jié)構(gòu)圖，這種控制方式通過(guò)內(nèi)部特定的控制方式形成小環(huán)路，從而達(dá)到了芯片管腳少、使用方便、成本低廉，只需簡(jiǎn)單的調(diào)整外圍電感的電感值即可，比較適合戶外LED驅(qū)動(dòng)要求，而且也滿足了客戶對(duì)成本的要求。
[0006]LED (Light Emitting D1de)即發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化成可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED有單色LED和彩色LED，單色分為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫、粉白等顏色，其對(duì)應(yīng)著不同的工作電壓。紅、橙、黃三種顏色的單芯片都是
1.9?2.3V之間的，其余的都是3.0?3.6V的。圖3所示的控制方式中，芯片在帶載這些不同顏色LED時(shí)，雖然負(fù)載不同，但其占空比并不隨著變化，只有當(dāng)電池電壓變化時(shí)它的占空比才會(huì)有一定的變化。然而根據(jù)DC-DC的原理可知，對(duì)于相同的輸入電壓，其輸出電壓不同(負(fù)載不同)時(shí)，電路的占空比是不同的。因此，采用PWM控制器電路帶載不同類(lèi)型LED時(shí)，其電流變化較大，對(duì)于生產(chǎn)廠家以及客戶而言不易掌握，增加了應(yīng)用的復(fù)雜性。
[0007]相較于LED開(kāi)關(guān)控制而言，市場(chǎng)上主要有時(shí)控、光控、聲控等控制方式。在戶外照明應(yīng)用中由于外界聲音干擾較大，所以聲控應(yīng)用不常用。實(shí)際應(yīng)用中主要采用時(shí)控和光控，時(shí)控開(kāi)關(guān)可以定時(shí)關(guān)斷和開(kāi)啟以此來(lái)保證白天關(guān)斷晚上開(kāi)啟；光控開(kāi)關(guān)通過(guò)感應(yīng)光的亮度來(lái)控制開(kāi)關(guān)，以此更好地利用太陽(yáng)能，尤其在陰天、霧天等陰暗環(huán)境下能更好地起到照明的作用。圖4所示是現(xiàn)有技術(shù)中一種基于PFM的LED控制器電路的原理示意圖，相比于傳統(tǒng)的LED控制器電路如圖1、圖2和圖3所示的控制器電路來(lái)說(shuō)，這種控制器電路通過(guò)內(nèi)部特定的小環(huán)路使得芯片管腳少，使用方便，只需要調(diào)節(jié)外圍電感即可，適合太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)LED燈引用，同時(shí)也可以滿足不同驅(qū)動(dòng)電壓的LED彩燈控制。
[0008]然而，圖4所示電路同圖1、圖2、圖3所示電路和當(dāng)前戶外照明市場(chǎng)上大部分控制器電路一樣，均存在以下問(wèn)題:一方面，在太陽(yáng)能應(yīng)用時(shí)隨著客戶需要的電壓工作范圍越來(lái)越大，使得當(dāng)電池電壓大于LED供電電壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)LED直通的情況，使得流經(jīng)LED的電流升高，相應(yīng)地增加了功耗并減少了使用時(shí)間，有些電路在外圍電路中的負(fù)載LED上串聯(lián)電阻并加入開(kāi)關(guān)，這就無(wú)形中為客戶增加了生產(chǎn)應(yīng)用成本；另一方面，在太陽(yáng)能進(jìn)行充電時(shí)LED燈常會(huì)遇到關(guān)不斷暗亮的情況，有一部分漏電流流過(guò)LED，這樣就導(dǎo)致了能量的損耗使得能源利用率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠有效避免當(dāng)供電電壓大于LED工作電壓時(shí)LED燈與地直通的情形的LED控制電路，次要目的在于在太陽(yáng)能充電時(shí)有效關(guān)斷LED燈，避免出現(xiàn)LED燈暗亮的情形。
[0010]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0011]一種LED控制電路，包括LED控制器電路、恒壓源與電感L ;所述恒壓源的陰極接地，陽(yáng)極與所述電感L的一端連接；所述LED控制器電路的內(nèi)部開(kāi)關(guān)引腳連接所述電感L的另一端；其還包括關(guān)斷電路；所述關(guān)斷電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)型晶體管；第一電阻R1的一端連接所述恒壓源的陽(yáng)極，另一端連接第二電阻1?2的一端和所述開(kāi)關(guān)型晶體管的柵極；第二電阻民的另一端連接所述開(kāi)關(guān)；所述開(kāi)關(guān)的另一端接地；所述開(kāi)關(guān)型晶體管的源極連接所述電感L的另一端，漏極連接負(fù)載LED的陽(yáng)極，負(fù)載LED的陰極接地。
[0012]所述開(kāi)關(guān)為光控開(kāi)關(guān)。所述開(kāi)關(guān)型晶體管為場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0013]所述LED控制器電路為恒壓控制器電路、恒流控制器電路、基于PWM的LED控制器電路或者基于PFM的LED控制器電路。
[0014]所述LED控制器電路包括與所述電感L并聯(lián)的電流檢測(cè)電路，一輸入端連接一太陽(yáng)能電池的陽(yáng)極且另一輸入端連接所述電流檢測(cè)電路的輸出端的邏輯電路，輸入端連接所述邏輯電路的輸出端的振蕩電路，輸入端連接所述振蕩電路的輸出端的驅(qū)動(dòng)電路，源極連接所述恒壓源的陽(yáng)極、柵極連接所述電流檢測(cè)電路的輸出端且漏極連接所述太陽(yáng)能電池的陽(yáng)極的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0015]所述LED控制器電路還包括第一開(kāi)關(guān)；第一開(kāi)關(guān)的一端連接所述電感L的另一端，另一端接地；所述第一開(kāi)關(guān)連接所述驅(qū)動(dòng)電路并由所述驅(qū)動(dòng)電路控制。
[0016]所述電流檢測(cè)電路包括形成鏡像關(guān)系的第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管和第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管，放大器Al和電阻R。，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接所述電感L的一端，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極連接所述電感L的另一端；第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和柵極接在一起形成偏置，第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極連接電阻R。和放大器Al，電阻R。接地，放大器Al具有施密特特性，另一端與所述邏輯電路的輸入端連接。
[0017]所述LED控制器電路與所述關(guān)斷電路集成于一個(gè)芯片中。
[0018]所述負(fù)載LED為單色LED燈串或是由多種顏色LED組成的LED燈串。
[0019]由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種能夠有效調(diào)節(jié)輸出電流的高性能的LED控制電路。該電路能夠用于較寬的工作電壓范圍，在供電電壓高于LED工作電壓時(shí)，能夠保證電流不受電壓影響，始終保持在固定范圍內(nèi)，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中LED與地直通電流無(wú)法調(diào)節(jié)的情形；同時(shí)，在太陽(yáng)能電池給電池充電時(shí)，LED能夠徹底關(guān)斷，不會(huì)有漏電流從LED流過(guò)，有效地提高了太陽(yáng)能的利用效率；此外，在相同外圍電感條件下，采用不同規(guī)格的LED負(fù)載時(shí)，電路的放電電流是一樣的，其批量生產(chǎn)時(shí)一致性非常好。該電路可集成為芯片，所需外圍器件少，整個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，生產(chǎn)效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中DC-DC恒壓升壓LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中DC-DC恒流升壓LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中固定占空比PWM控制的升壓LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中基于PFM(脈沖頻率調(diào)制)模式的LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中LED控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中的關(guān)斷電路部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中電流檢測(cè)電路Isense的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中電池放電電流和放電電壓波形對(duì)照?qǐng)D；
[0028]圖9是本發(fā)明實(shí)施例中太陽(yáng)能共陰極接法的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0030]本發(fā)明提出了一種LED控制電路，該LED控制電路能夠有效避免電池電壓過(guò)大時(shí)LED燈與地直通而電流不受控制的情形，能夠滿足不同的LED負(fù)載所需電流要求，還能夠有效避免太陽(yáng)能充電時(shí)LED燈關(guān)不斷暗亮的情形，因此尤其適用于太陽(yáng)能應(yīng)用。本實(shí)施例中以圖4所示的基于PFM模式的LED控制器電路為基礎(chǔ)進(jìn)行說(shuō)明，圖5所示為本實(shí)施例中該LED控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖5中可以看出，該LED控制電路包括圖4所示的基于PFM模式的LED控制器電路，尤其還包括如圖6所示的有效的LED關(guān)斷電路部分。
[0031]該LED控制電路包括電池BATT (在本發(fā)明中其為恒壓源即可)、電感L、基于PFM模式的LED控制器電路和關(guān)斷電路。該基于PFM模式的LED控制器電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管P—、電流檢測(cè)電路Isense、邏輯電路Logic、振蕩電路0SC、驅(qū)動(dòng)電路Driver和第一開(kāi)關(guān)SW(未示出，圖5中僅示出了其管腳即SW管腳)；該關(guān)斷電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、開(kāi)關(guān)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管MP和開(kāi)關(guān)Switch。
[0032]電池BATT的陰極接地，陽(yáng)極與電感L的一端和第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管P-的源極連接。電感L的另一端連接開(kāi)關(guān)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管MP的源極、開(kāi)關(guān)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管MP的漏極接負(fù)載LED的陽(yáng)極，負(fù)載LED的陰極接地。電流檢測(cè)電路Isense并聯(lián)在電感L的兩端。第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管P—的柵極、電流檢測(cè)電路Isense的輸出端和邏輯電路Logic的一輸入端連接；第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管P.的漏極、太陽(yáng)能電池的陽(yáng)極和邏輯電路Logic的另一輸入端連接；Logic電路的輸出端連接振蕩電路OSC的輸入端。振蕩電路OSC的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路Driver的輸入端。驅(qū)動(dòng)電路Drive的輸出端與第一開(kāi)關(guān)SW的觸頭連接(未示出)，以控制第一開(kāi)關(guān)SW的導(dǎo)通與關(guān)斷。第一開(kāi)關(guān)SW的一端連接電感L的另一端，另一端接地(未示出)。第一電阻札的一端連接電池BATT的陽(yáng)極，另一端連接第二電阻1?2的一端和開(kāi)關(guān)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管MP的柵極；