一種用于線性恒流驅(qū)動led的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路。本發(fā)明器件的電路，包括串聯(lián)LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調(diào)光模塊；其中，串聯(lián)LED燈組的正極接輸入電源，負極接恒流模塊和電壓采樣模塊的輸入端；恒流模塊用于使流過串聯(lián)LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端電壓，電壓采樣模塊的輸出端接減法器模塊的輸入端；減法器模塊的輸出端接調(diào)光模塊的輸入端；調(diào)光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調(diào)光模塊用于控制恒流模塊的關(guān)斷。本發(fā)明的有益效果為，能有效降低芯片功耗和溫度，保護LED燈珠和器件，提升芯片對電壓波動的適應(yīng)范圍。
【專利說明】
一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管LED現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，它主要的優(yōu)點在于體積小，功耗低，成本低。作為一種新的光源，需要對其進行專門的電驅(qū)動設(shè)計，目前主要的驅(qū)動方法有線性驅(qū)動和開關(guān)電源驅(qū)動。線性驅(qū)動的方式比較簡單，具有電磁干擾EMI小、成本低等優(yōu)勢，在市面上占有很大的份額。但是在電源電壓波動的情況下，芯片的輸入電壓會升高，導(dǎo)致驅(qū)動芯片功耗增加，造成芯片發(fā)燙甚至燒毀等問題。因此，對于恒流驅(qū)動的LED而言，具有過壓保護電路可以很好地調(diào)節(jié)芯片的功耗以及保護驅(qū)動芯片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路，包括串聯(lián)LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調(diào)光模塊;其中，串聯(lián)LED燈組的正極接輸入電源，負極接恒流模塊和電壓采樣模塊的輸入端;恒流模塊用于使流過串聯(lián)LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端電壓，電壓采樣模塊的輸出端接減法器模塊的輸入端;減法器模塊的輸出端接調(diào)光模塊的輸入端；調(diào)光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調(diào)光模塊用于控制恒流模塊的關(guān)斷。
[0005]進一步的，所述恒流模塊由具有使能端的誤差放大器EA、驅(qū)動管匪1、電阻Rs構(gòu)成；其中，誤差放大器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端接驅(qū)動管匪I的源極，輸出端接驅(qū)動管的柵級，使能端EN接調(diào)光模塊的輸出端；驅(qū)動管NMl的源極通過電阻Rs接到地GND，漏極接串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端。
[0006]進一步的，電壓采樣模塊由第一電阻Rl、第二電阻R2、齊納二極管Zener構(gòu)成；其中，第一電阻Rl的一端接串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端，另一端通過第二電阻R2接到地GND;齊納二極管Zener與第二電阻R2并聯(lián)，齊納二極管Zener的正極接第一電阻Rl和第二電阻R2的連接點，其負極接到地GND。
[0007]進一步的，調(diào)光模塊由第一比較器、反相器、第二比較器、鋸齒波發(fā)生器、或門構(gòu)成;其中，第一比較器的同相輸入端接參考電位Vr，反相輸入端Vin接減法器的輸出端Vout，其輸出端接鋸齒波發(fā)生器的使能端ENl和反相器的輸入端;反相器的輸出端接或門的一個輸入端;鋸齒波的發(fā)生器的輸出端接第二比較器的反向輸入端;第二比較器的同向輸入端接減法器的輸出端，其輸出端接或門的另一個輸入端;或門的輸出端恒流模塊的使能端。
[0008]本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明器件電路中芯片輸入電源電壓升高，芯片功耗增大，芯片不會立即關(guān)斷LED燈組，而是調(diào)節(jié)調(diào)光模塊輸出信號的占空比，改變恒流模塊中驅(qū)動管的導(dǎo)通時間，以降低電流的平均值，進而降低芯片功耗和溫度，保護了LED燈珠和器件，提升了芯片對電壓波動的適應(yīng)范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的一種線性恒流LED驅(qū)動的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是電壓采樣模塊的具體電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是圖2所示電壓采樣模塊輸入輸出電壓示意圖；
[0012]圖4是調(diào)光模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5是調(diào)光模塊輸入端電壓Vin與串聯(lián)LED燈組模塊輸出端電壓VD的關(guān)系，以及調(diào)光模塊EN輸出端輸出信號的占空比與調(diào)光模塊輸入端電壓Vin的關(guān)系。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0015]本發(fā)明的一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路，如圖1所示，包括串聯(lián)LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調(diào)光模塊;其中，串聯(lián)LED燈組的正極接輸入電源，負極接恒流模塊和電壓采樣模塊的輸入端;恒流模塊用于使流過串聯(lián)LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端電壓，電壓采樣模塊的輸出端接減法器模塊的輸入端;減法器模塊的輸出端接調(diào)光模塊的輸入端；調(diào)光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調(diào)光模塊用于控制恒流模塊的關(guān)斷。所述恒流模塊由具有使能端的誤差放大器EA、驅(qū)動管匪1、電阻Rs構(gòu)成；其中，誤差放大器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端接驅(qū)動管匪1的源極，輸出端接驅(qū)動管的柵級，使能端EN接調(diào)光模塊的輸出端;驅(qū)動管匪I的源極通過電阻Rs接到地GND，漏極接串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端。減法器模塊的輸入端接電壓采樣模塊的輸出端，其輸出端接調(diào)光模塊的輸入端。隨著功率管NMl的漏端電壓VD的上升，電壓采樣模塊的輸出Vl電壓逐漸增大，減法器模塊輸出Vout = VDD-Vl逐漸增大。
[0016]如圖2所示，電壓采樣模塊由第一電阻Rl、第二電阻R2、齊納二極管Zener構(gòu)成;其中，第一電阻Rl的一端接串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端，另一端通過第二電阻R2接到地GND;齊納二極管Zener與第二電阻R2并聯(lián)，齊納二極管Zener的正極接第一電阻Rl和第二電阻R2的連接點，其負極接到地GND。
[0017]如圖4所示，調(diào)光模塊由第一比較器、反相器、第二比較器、鋸齒波發(fā)生器、或門構(gòu)成;其中，第一比較器的同相輸入端接參考電位Vr，反相輸入端Vin接減法器的輸出端Vout，其輸出端接鋸齒波發(fā)生器的使能端ENl和反相器的輸入端;反相器的輸出端接或門的一個輸入端;鋸齒波的發(fā)生器的輸出端接第二比較器的反向輸入端;第二比較器的同向輸入端接減法器的輸出端，其輸出端接或門的另一個輸入端;或門的輸出端恒流模塊的使能端。
[0018]本發(fā)明的工作原理是:
[0019]當(dāng)輸入電源電壓正常時，串聯(lián)LED燈組輸出電壓為VD，VD經(jīng)過電壓采樣模塊中的Rl和R2分壓后輸出電壓為VI，則減法器的輸入端電壓為VI，減法器模塊的輸出端電壓為Vout=VDD-Vl，其中VDD為減法器模塊的電源端電壓；調(diào)光模塊的輸入電壓為Vout，S卩調(diào)光模塊中比較器I的反向輸入端Vin = Vout,調(diào)光模塊中比較器I的同向輸入端電壓為參考電壓Vr，此時Vr<Vin，則比較器I的輸出端ENl輸出低電平，ENl經(jīng)過反相器I后變?yōu)楦唠娖降竭_或門的輸入端，則或門的輸出端EN輸出高電平;或門的輸出端與恒流模塊的使能端相連，此時恒流模塊的使能端為高電平，恒流模塊正常工作；
[0020]當(dāng)輸入電源電壓升高時，串聯(lián)LED燈組的輸出端電壓VD升高。對于恒流模塊，匪I管工作于飽和區(qū)，升高的電壓降在恒流模塊中驅(qū)動管NMl的漏源兩極間，流過NMl管的電流不變。由于VD升高，VD經(jīng)過電壓采樣模塊中Rl和R2分壓后的輸出電壓Vl增大，其中電壓采樣模塊中的齊納二極管Zener用來防止Vl過大；由于Vl增大，減法器模塊的輸出電壓為Vout =VDD-Vl減小；調(diào)光模塊的輸入電壓為Vout，S卩調(diào)光模塊中比較器I的反向輸入端電壓Vin =Vout減小，有比較器I同向輸入端參考電壓Vr > Vin，則比較器I的輸出端ENl輸出高電平，經(jīng)過反相器I后變?yōu)楦唠娖降竭_或門的一個輸入端。同時，ENl使能鋸齒波發(fā)生器，調(diào)光模塊中比較器2的同向輸入端為Vin，反向輸入端輸入鋸齒波信號，則比較器2輸出端信號為方波信號；比較器2輸出的方波信號輸入到或門的輸入端，則或門輸出信號為方波信號，即調(diào)光模塊的輸出信號為方波信號。當(dāng)調(diào)光模塊輸出的方波信號為高電平時使能恒流模塊，串聯(lián)LED燈組模塊工作。如圖4所示，VD越大，比較器2同向輸入端Vin電壓越小，調(diào)光模塊輸出端EN輸出信號的占空比越小，則一個周期內(nèi)串聯(lián)LED燈組模塊工作時間越短，降低了電流平均值，進而降低功耗和芯片溫度，實現(xiàn)過壓保護的功效。
【主權(quán)項】
1.一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路，包括串聯(lián)LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調(diào)光模塊;其中，串聯(lián)LED燈組的正極接輸入電源，負極接恒流模塊和電壓采樣模塊的輸入端;恒流模塊用于使流過串聯(lián)LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端電壓，電壓采樣模塊的輸出端接減法器模塊的輸入端;減法器模塊的輸出端接調(diào)光模塊的輸入端；調(diào)光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調(diào)光模塊用于控制恒流模塊的關(guān)斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路，其特征在于，所述恒流模塊由具有使能端的誤差放大器EA、驅(qū)動管NM1、電阻Rs構(gòu)成;其中，誤差放大器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端接驅(qū)動管NMl的源極，輸出端接驅(qū)動管的柵級，使能端EN接調(diào)光模塊的輸出端；驅(qū)動管匪I的源極通過電阻Rs接到地GND，漏極接串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路，其特征在于，電壓采樣模塊由第一電阻R1、第二電阻R2、齊納二極管Zener構(gòu)成；其中，第一電阻Rl的一端接串聯(lián)LED燈組模塊的輸出端，另一端通過第二電阻R2接到地GND ；齊納二極管Zener與第二電阻R2并聯(lián)，齊納二極管Zener的正極接第一電阻Rl和第二電阻R2的連接點，其負極接到地GND。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于線性恒流驅(qū)動LED的過壓自適應(yīng)調(diào)整電路，其特征在于，調(diào)光模塊由第一比較器、反相器、第二比較器、鋸齒波發(fā)生器、或門構(gòu)成;其中，第一比較器的同相輸入端接參考電位Vr，反相輸入端Vin接減法器的輸出端Vout，其輸出端接鋸齒波發(fā)生器的使能端ENl和反相器的輸入端;反相器的輸出端接或門的一個輸入端;鋸齒波的發(fā)生器的輸出端接第二比較器的反向輸入端;第二比較器的同向輸入端接減法器的輸出端，其輸出端接或門的另一個輸入端;或門的輸出端恒流模塊的使能端。
【文檔編號】H05B33/08GK105916239SQ201610284657
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】李澤宏, 汪榕
【申請人】電子科技大學(xué)