專利名稱：發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光裝置的驅(qū)動(dòng)終端，特別是用于可調(diào)恒流輸出 發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)終端，屬于電源管理類的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,以下簡(jiǎn)稱LED)是一種節(jié)能、 環(huán)保和壽命長(zhǎng)的新型光源，其基本特性是亮度隨電流改變；除上述基本 特性外，LED還具有如下電學(xué)特性當(dāng)施加在LED上的電壓有一個(gè)微小的 變化時(shí)，將會(huì)引起流經(jīng)LED上的電流產(chǎn)生較大的變化。為了解決上述LED 電流易受其上施加電壓影響的問題，目前常用的限流方式為在LED電流 環(huán)路上串聯(lián)限流電阻，用以控制流經(jīng)LED的電流變化，或者采用IC芯片 的PWM :^支術(shù)用于調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的電流。
在上述方法中，在LED電流環(huán)路上串聯(lián)限流電阻的方法存在著諸多不 足，主要表現(xiàn)在串連限流電阻后，LED工作不穩(wěn)定。其原因是，和LED 串連的限流電阻僅僅起到了分壓的作用，但無法產(chǎn)生恒定的電流，既使流 經(jīng)LED的工作電流是安全的，LED仍將伴隨流經(jīng)電流的變化而忽明忽暗； 而當(dāng)LED的工作電流超過安全值時(shí)，更會(huì)燒毀LED。為了解決上述問題， 要對(duì)流經(jīng)LED的電流值進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方式為已知接入的與LED串聯(lián)的
限流電阻的阻值，再測(cè)出電阻兩端間的電位差，利用歐姆定律計(jì)算出檢測(cè) 電流值；應(yīng)用反饋控制來穩(wěn)定流經(jīng)LED的電流值，以達(dá)到LED工作穩(wěn)定的
目的。這種反饋控制的特性是，被控制量越小控制效果越好，即流經(jīng)LED 的電流值越小電壓差就越小，控制效果就越好。然而，為了達(dá)到控制精度
而流經(jīng)LED的電流值變得非常小時(shí)，LED的亮度就會(huì)變差，且容易受噪聲 等的影響。
因此，為了在大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)仍能穩(wěn)定調(diào)整LED的亮度，現(xiàn)有技術(shù)中 還有一種方案，即4吏用PWM控制方式的LED驅(qū)動(dòng)裝置。PWM控制方式是 以設(shè)定的恒定定時(shí)時(shí)間接通/斷開LED中流過的電流，并根據(jù)調(diào)節(jié)占空比 來調(diào)節(jié)LED的亮度。但是在斷開LED中流過的電流的瞬間，其亮度調(diào)節(jié)還 是不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)節(jié)。
且上述兩種LED驅(qū)動(dòng)終端在調(diào)節(jié)電流時(shí)，均需手動(dòng)調(diào)節(jié)，隨時(shí)使用測(cè) 量工具測(cè)量輸出電流，操作起來也很不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的一些實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，使得LED可 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的恒流輸出，提高了 LED亮度的穩(wěn)定性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的各實(shí)施例，包括驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)采 集模塊及智能控制模塊，其中
信號(hào)采集^t塊，與一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED電連接，用于實(shí)時(shí)探測(cè)所 述一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED的電流，將所述電流轉(zhuǎn)換為電壓，并輸出取樣 電壓值；
智能控制模塊，用于將信號(hào)采集模塊輸出的所述取樣電壓值與輸出到驅(qū) 動(dòng)模塊的控制電壓值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電 壓值；
驅(qū)動(dòng)模塊，與所述一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED電連接，用于輸出恒流， 驅(qū)動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)相互串:f關(guān)的LED。
由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的一些實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管 驅(qū)動(dòng)終端通過良好的數(shù)據(jù)采集和智能控制彌補(bǔ)了目前LED驅(qū)動(dòng)終端開環(huán)輸 出以及輸出電流不穩(wěn)的弊端，實(shí)現(xiàn)了 LED工作在恒流狀態(tài)下，通過設(shè)置和調(diào)
節(jié)電流輸出的大小，達(dá)到了 LED發(fā)光強(qiáng)度的明暗可調(diào)。
下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1示意圖； 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端的一些實(shí)施例是基于數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊、 升壓驅(qū)動(dòng)模塊、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、智能控制模塊以及功能按鍵、顯示 模塊、接口等構(gòu)成的，各模塊之間的連接形成驅(qū)動(dòng)終端的一個(gè)閉環(huán)控制，從 而實(shí)現(xiàn)LED輸出電流恒流可調(diào)。
實(shí)施例1
如圖1所示驅(qū)動(dòng)終端，此驅(qū)動(dòng)終端上電，默認(rèn)為開始時(shí)LED輸出電流為 零，設(shè)置電流，設(shè)置電流值的大小應(yīng)在LED工作電流的安全值范圍內(nèi)；智能 控制模塊3讀取設(shè)置電流值；智能控制模塊3將讀取的設(shè)置電流值經(jīng)過比例 算法轉(zhuǎn)換為控制電壓值，輸出給驅(qū)動(dòng)模塊4;驅(qū)動(dòng)模塊4輸入控制電壓后， 輸出電流信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)模塊相連接的一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED5; 再通過信號(hào)采集模塊6對(duì)LED的輸出電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，轉(zhuǎn)換為取樣電壓值； 智能控制模塊3讀取取樣電壓值，并與控制電壓值進(jìn)行比較，若取樣電壓值 高于控制電壓值，則降低輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值；若取樣電壓值低于 控制電壓值，則升高輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值。
本實(shí)施例通過提前設(shè)置好輸入電流值；再將設(shè)置電流值轉(zhuǎn)換為控制電壓 值，通過在智能控制模塊中對(duì)取樣電壓值和控制電壓值的比較；根據(jù)比較結(jié) 果對(duì)控制電壓值進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)LED輸出電流的閉環(huán)控制，從而可以實(shí)現(xiàn)LED 的恒流輸出。
需要注意的是，本實(shí)施例中設(shè)置電流可以人為的通過功能按鍵1進(jìn)行設(shè) 置，為了便于觀察和實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可以通過顯示程序?qū)⒃O(shè)置電流值的大小在 顯示模塊2中進(jìn)行顯示。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)終端如圖2所示，采用220V交流輸入經(jīng)過AC-DC開 關(guān)電源轉(zhuǎn)化輸出的正負(fù)5V模擬電源和正5V數(shù)字電源工作。本實(shí)施例將功 能按鍵1、顯示模塊2和接口 7均設(shè)置在一個(gè)控制面板A上，功能按鍵1 為四個(gè)名為"MENU" 、 "UP" 、 "DOWN"和"ESC"的按鍵,"MENU"用 于選擇需要設(shè)置的量(如電流)，"UP"用來增加設(shè)置量的值(如升高 電流值)，"DOWN"用來減少設(shè)置量的值(如減少電流值)，"ESC"用 于退出選擇菜單；顯示模塊2用來顯示設(shè)置電流值；在該控制面板中還包 括一個(gè)接口 7,可接遠(yuǎn)程控制設(shè)備，用于通過遠(yuǎn)程控制設(shè)備設(shè)置電流值，
該接口與智能控制模塊相連接。
驅(qū)動(dòng)終端上電，默認(rèn)為開始時(shí)LED輸出電流為零，通過控制面板A設(shè) 置LED工作所需的輸出電流值(該工作電流為0~20mA)，或者通過遠(yuǎn)程 控制設(shè)備(如計(jì)算機(jī))設(shè)置LED的輸出電流值，經(jīng)過智能控制模塊(如單 片機(jī)，本實(shí)施例下述內(nèi)容均以單片機(jī)為例)3的第一功能模塊31的接收， 將該電流值通過比例算法(y=kx )轉(zhuǎn)換為控制電壓值(該控制電壓值為0 ~ 2. 5V );
將控制電壓值輸入到數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換模塊41中，為升壓驅(qū)動(dòng)模塊 42相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓值。該升壓驅(qū)動(dòng)模塊42是輸出電流可隨輸入電壓的變 化而變化，當(dāng)輸入驅(qū)動(dòng)模塊的電壓升高時(shí)，所述電流信號(hào)隨輸入電壓升高而 升高；當(dāng)輸入所述驅(qū)動(dòng)模塊的電壓降低時(shí)，所述電流信號(hào)隨輸入電壓降低而 降低。如圖2所示，本實(shí)施例中共用了兩塊D/A轉(zhuǎn)換模塊，兩塊升壓驅(qū)動(dòng) 模塊，每塊升壓驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)兩路LED5，且每塊升壓驅(qū)動(dòng)模塊兩路最少接 6支LED,最多可驅(qū)動(dòng)兩路共20支LED。
LED被驅(qū)動(dòng)后，要對(duì)流經(jīng)LED的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣。對(duì)電流的實(shí)時(shí)采 樣是在一路或多路LED5的電流環(huán)路中串入低溫漂、高精度的采樣電阻61; 通過儀用放大器62將測(cè)到的電阻兩端的電壓值進(jìn)行差分放大，通過對(duì)采 樣電阻兩端壓差的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)流經(jīng)LED的實(shí)時(shí)工作電流的采樣；將取樣電 壓值輸入到模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換模塊63中進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，由單片機(jī)3對(duì) 其進(jìn)行讀取。
由于本實(shí)施例所示取樣電壓信號(hào)共四路，則單片機(jī)3要通過不同的控 制命令對(duì)多路LED輸出分別進(jìn)行讀取，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同通道取樣電壓的實(shí)時(shí) 監(jiān)控。單片機(jī)的第二功能模塊32用以將從A/D轉(zhuǎn)換模塊63讀取的取樣電 壓值與從第一功能模塊31得到的控制電壓值進(jìn)行比較；將比較結(jié)果送入 第三功能模塊33,若取樣電壓值高于控制電壓值，則通過PID算法降低輸 入到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值；若取樣電壓值低于控制電壓值，則通過PID算 法升高輸入到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值利用該算法進(jìn)行調(diào)節(jié)的精度約為5uA。 最后將調(diào)節(jié)好的控制電壓值輸出給驅(qū)動(dòng)模塊4 ，實(shí)現(xiàn)LED輸出電流的閉環(huán) 控制。
本實(shí)施例所示驅(qū)動(dòng)終端可驅(qū)動(dòng)四路LED，且每路有多個(gè)LED串聯(lián)；此 驅(qū)動(dòng)終端對(duì)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制開放，因此還應(yīng)考慮到各控制端的優(yōu)先級(jí)問 題，由單片機(jī)第四控制模塊34控制，如以遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)為最高優(yōu)先級(jí)， 當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，通過點(diǎn)亮控制面板上的紅燈進(jìn)行提醒和顯示，此時(shí)本 地功能按鍵控制無效，只有特別情況下通過特殊的組合按鍵鑰匙才可以強(qiáng) 行實(shí)現(xiàn)本地才喿作。
需要注意的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道，本實(shí)用新型的實(shí)施例所示 LED驅(qū)動(dòng)終端所用D/A轉(zhuǎn)換模塊及升壓驅(qū)動(dòng)模塊均不限于兩塊，可根據(jù)該 終端的驅(qū)動(dòng)能力任意連接；并每塊升壓驅(qū)動(dòng)模塊所接LED也不限于兩路以 及共接6-20支，也可根據(jù)該升壓驅(qū)動(dòng)模塊的驅(qū)動(dòng)能力任意連接；遠(yuǎn)程控 制端也不限于 一 個(gè)，可以為多個(gè)遠(yuǎn)程控制端，通過多個(gè)接口與單片機(jī)連接；
上述控制面板也不限于圖中所示形狀，只要可以實(shí)現(xiàn)上述功能即可。
本實(shí)用新型的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)方法的一些實(shí)施例描述的是基于發(fā)光二極
管的驅(qū)動(dòng)終端對(duì)LED進(jìn)行輸出電流調(diào)整的方法，通過智能控制，實(shí)現(xiàn)LED輸 出電流恒流可調(diào)。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非 對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行 修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不 使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1、一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于，包括信號(hào)采集模塊，與一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED電連接，用于實(shí)時(shí)探測(cè)所述一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED的電流，將所述電流轉(zhuǎn)換為電壓，并輸出取樣電壓值；智能控制模塊，用于將信號(hào)采集模塊輸出的所述取樣電壓值與輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值；驅(qū)動(dòng)模塊，與所述一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED電連接，用于輸出恒流，驅(qū)動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于所述智能控 制模塊包括第 一功能模塊，用于將設(shè)置電流值轉(zhuǎn)換為所述驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值； 第二功能模塊，用于比較所述取樣電壓值與所述驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值；
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于所述智能控 制模塊還包括第三功能模塊，采用PID算法調(diào)節(jié)所述輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控 制電壓值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)模 塊包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述智能控制模塊輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值 進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，輸出驅(qū)動(dòng)電壓；升壓驅(qū)動(dòng)模塊，與數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊電連接，輸出恒流信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)相互串聯(lián)的LED。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于所述信號(hào)采 集模塊包括取樣電阻，與所述一路或多路LED的電流環(huán)路串聯(lián)連接； 放大器，用于取樣所述取樣電阻兩端電壓值，進(jìn)行差分放大； 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將經(jīng)過差分放大的取樣電壓進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出取 樣電壓值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于 所述驅(qū)動(dòng)終端還進(jìn)一步包括功能按鍵和用于連接遠(yuǎn)程控制設(shè)備的接口，所 述功能按鍵和遠(yuǎn)程控制設(shè)備用于設(shè)置電流。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于所述智能控 制模塊還包括第四功能模塊，用于設(shè)置所述功能按鍵和所述連接遠(yuǎn)程控制 設(shè)備的接口的優(yōu)先級(jí)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端，其特征在于所 述驅(qū)動(dòng)終端還進(jìn)一步包括與所述功能按鍵和/或所述接口相連接的顯示模 塊，用于顯示所述設(shè)置電流值。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)終端。LED驅(qū)動(dòng)終端可同時(shí)驅(qū)動(dòng)多路串聯(lián)LED；該驅(qū)動(dòng)終端主要由驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)采集模塊及智能控制模塊構(gòu)成；通過信號(hào)采集模塊采集LED工作電流轉(zhuǎn)換的取樣電壓，在智能控制模塊將取樣電壓與輸出的控制電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果再調(diào)節(jié)輸出到驅(qū)動(dòng)模塊的控制電壓值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了LED輸出電流的閉環(huán)控制，使LED輸出電流具有高穩(wěn)定性，達(dá)到了電流的可調(diào)恒流輸出。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201063915SQ200720169719
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者王如寶, 陸耀東 申請(qǐng)人:北京光電技術(shù)研究所