專利名稱：Led恒流驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種LED恒流驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED在通用照明領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。LED作為照明電器的光源，由于LED工作時需要恒定電流，因此需要專門的驅(qū)動電路，如果一個燈具內(nèi)LED顆數(shù)較多，則需要多路輸出的驅(qū)動電路。目前，多路輸出LED驅(qū)動電路，通常采用控制單元MCU加恒流控制芯片方案，有多少路LED負(fù)載就需要相應(yīng)數(shù)量的恒流控制芯片，成本比較高。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種成本低廉的LED恒流驅(qū)動電路。一種LED恒流驅(qū)動電路，包括:控制單元，具有AD轉(zhuǎn)換模塊和PWM信號發(fā)生模塊，所述PWM信號發(fā)生模塊發(fā)出預(yù)設(shè)占空比的PWM信號；恒流支路，所述恒流支路根據(jù)對應(yīng)PWM信號用于對LED負(fù)載提供恒定的電流；所述恒流支路包括:PWM信號放大電路，所述PWM信號放大電路包括輸入端、接地端和輸出端，PWM信號輸入端與所述PWM信號發(fā)生模塊相連，所述PWM信號放大電路的接地端接地，所述PWM信號放大電路對所述PWM信號放大后經(jīng)所述PWM信號放大電路的輸出端輸出；開關(guān)電路，所述開 關(guān)電路包括輸入端、輸出端和控制端，開關(guān)電路的輸入端連接電源，所述開關(guān)電路的控制端與所述PWM信號放大電路的輸出端相連，所述開關(guān)電路根據(jù)PWM信號把電源電壓經(jīng)開關(guān)電路的輸出端輸出；濾波電路，所述濾波電路包括輸入端、輸出端和接地端，所述濾波電路的輸入端與所述開關(guān)電路的輸出端相連，所述濾波電路的接地端接地，所述濾波電路對所述電源電壓濾波后經(jīng)所述濾波電路的輸出端輸出，所述濾波電路的輸出端用于與LED負(fù)載正極相連；采樣電路，所述采樣電路包括輸入端、接地端和輸出端，所述采樣電路的輸入端與LED負(fù)載負(fù)極相連，所述采樣電路的接地端接地，所述采樣電路對LED負(fù)載的電流采樣后經(jīng)采樣電路的輸出端輸出給所述AD轉(zhuǎn)換模塊。優(yōu)選的，所述PWM信號放大電路包括第一電阻、第二電阻以及第一開關(guān)管，所述PWM信號發(fā)生模塊通過所述第一電阻與第一開關(guān)管的控制端相連，所述開關(guān)管的第一端與所述開關(guān)電路的控制端相連，所述第一開關(guān)管的第二端接地，所述第一開關(guān)管的控制端與第二端之間連接第二電阻。優(yōu)選的，所述第一電阻為I千歐姆，所述第二電阻為4.7千歐姆。優(yōu)選的，所述開關(guān)電路包括第二開關(guān)管、第三電阻以及第四電阻，所述第二開關(guān)管的第一端連接電源，所述第二開關(guān)管的第一端和第二開關(guān)管的控制端之間連接第三電阻，所述第二開關(guān)管的控制管通過第四電阻與PWM信號放大電路的輸出端相連，所述第二開關(guān)管的第二端與所述濾波電路的輸入端相連。優(yōu)選的，所述第三電阻為I千歐姆，所述第四電阻為100歐姆。優(yōu)選的，所述濾波電路包括電感、二極管、第一電容及第二電容，所述電感的一端和二極管的陰極都與所述開關(guān)電路的輸出端相連，所述二極管的陽極接地，所述電感的另一端連接LED負(fù)載的正極，所述電感的另一端還通過并聯(lián)后的所述第一電容及第二電容接地。優(yōu)選的，所述電感為100 μ H,所述第一電容、第二電容均為100 μ F。優(yōu)選的，所述采樣電路包括第五電阻、第六電阻以及第三電容，第五電阻連接在LED負(fù)載的負(fù)極與地之間，第六電阻連接在LED負(fù)載的負(fù)極與所述AD轉(zhuǎn)換模塊之間，第三電容連接在第六電阻與所述AD轉(zhuǎn)換模塊的公共端。優(yōu)選的，所述第五電 阻為100歐姆，所述第六電阻為I千歐姆，所述第三電容為100 μ F。優(yōu)選的，所述控制單元還包括控制模塊，所述控制模塊根據(jù)AD轉(zhuǎn)換模塊得到的采樣電流的大小控制PWM信號發(fā)生模塊發(fā)出的PWM信號的占空比；所述控制模塊與所述AD轉(zhuǎn)換模塊和PWM信號發(fā)生模塊相連，根據(jù)所述AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的采樣電路的檢測結(jié)果控制所述PWM信號發(fā)生模塊進(jìn)入三個工作模式:工作模式:若檢測到所述采樣電路獲得的大于預(yù)設(shè)電流，則控制模塊減小PWM信號的占空比，若檢測到LED負(fù)載電流小于預(yù)設(shè)電流，則控制模塊增大PWM信號的占空比；負(fù)載開路檢測模式:若檢測到LED負(fù)載電流為零，則控制模塊間歇地輸出最小占空比的PWM信號，若檢測到電流則進(jìn)入工作模式；負(fù)載短路檢測模式:若檢測到LED負(fù)載電流迅速增大，則控制模塊輸出最小占空比的PWM信號，判斷檢測到的LED負(fù)載電流是否超過預(yù)設(shè)值，若超過所述預(yù)設(shè)值則控制PWM信號發(fā)生模塊間歇地輸出最小占空比的PWM信號，如果檢測到LED電流不超過預(yù)設(shè)值則進(jìn)入工作模式；其中，最小占空比PWM信號對應(yīng)AD轉(zhuǎn)換模塊所能識別的最小電流。上述LED恒流驅(qū)動電路相比現(xiàn)有技術(shù)中采用恒流芯片的技術(shù)方案，由于采用價格便宜的電阻、開關(guān)管、以及電容等器件實(shí)現(xiàn)了恒流芯片同樣的功能，大大降低了 LED恒流驅(qū)動電路的成本，使LED恒流驅(qū)動電路成本比較低廉。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。圖1為本實(shí)施方式提供的LED恒流驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)施方式提供的恒流支路的電路圖。
具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1、圖2所示，本實(shí)施方式提供一種LED恒流驅(qū)動電路，包括控制單元100和恒流支路200?？刂茊卧?00具有AD轉(zhuǎn)換模塊101和PWM信號發(fā)生模塊102。AD轉(zhuǎn)換模塊101用于檢測LED負(fù)載的電流，PWM信號發(fā)生模塊102發(fā)出預(yù)設(shè)占空比的PWM信號，其中預(yù)設(shè)占空比為該獨(dú)立PWM信號發(fā)生模塊對應(yīng)LED負(fù)載所需要的驅(qū)動電流。在優(yōu)選實(shí)施方式中，控制單元100為STM8S103F2單片機(jī)。該STM8S103F2單片機(jī)具有5條AD轉(zhuǎn)換通道，3個PWM信號發(fā)生模塊，該STM8S103F2單片機(jī)可組成具有3路獨(dú)立LED負(fù)載驅(qū)動。恒流支路200包括PWM信號放大電路201、開關(guān)電路202、濾波電路203和采樣電路 204。PWM信號放大電路201包括輸入端、接地端和輸出端，PWM信號放大電路201的輸入端與PWM信號發(fā)生模塊102相連，PWM信號放大電路201的接地端接地，PWM信號放大電路201對PWM信號放大后經(jīng)PWM信號放大電路的輸出端輸出。在優(yōu)選實(shí)施方式中，PWM信號放大電路201包括第一電阻R1、第二電阻R2以及第一開關(guān)管Ql,PWM信號發(fā)生模塊101通過第一電阻Rl與第一開關(guān)管Ql的控制端相連，第一開關(guān)管Ql的第一端與開關(guān)電路202的控制端相連，第一開關(guān)管Ql的第二端接地，第一開關(guān)管Ql的控制端與第一開關(guān)管Ql的第二端之間連接第二電阻R2。優(yōu)選的，第一電阻Rl為I千歐姆，第二電阻R2為4.7千歐姆?？梢岳斫猓谝婚_關(guān)管Ql可為三端可控的開關(guān)元件，例如MOS管、三極管等。開關(guān)電路202包括輸入端、輸出端和控制端，開關(guān)電路202的輸入端連接電源VCC，開關(guān)電路202的控制端與PWM信號放大電路201的輸出端相連，開關(guān)電路202根據(jù)PWM信號把電源電壓經(jīng)開關(guān)電路202的輸出端輸出。在優(yōu)選實(shí)施方式中，開關(guān)電路202包括第二開關(guān)管Q2、第三電阻R3以及第四電阻R4，第二開關(guān)管Q2的第一端連接電源VCC，第二開關(guān)管Q2的第一端和第二開關(guān)管Q2的控制端之間連接第三電阻R3，第二開關(guān)管Q2的控制管通過第四電阻R4與PWM信號放大電路201的輸出端相連，第二開關(guān)管Q2的第二端與濾波電路203的輸入端相連。優(yōu)選的，第三電阻R3為I千歐姆，第四電阻R4為100歐姆。可以理解，第二開關(guān)管Q2可為三端可控的開關(guān)元件，例如MOS管、三極管等。濾波電路203包括輸入端、輸出端和接地端，濾波電路203的輸入端與開關(guān)電路202的輸出端相連，濾波電路203的接地端接地，濾波電路203對電源電壓濾波后經(jīng)濾波電路203的輸出端輸出，濾波電路的輸出端用于與LED負(fù)載正極相連。在優(yōu)選實(shí)施方式中，濾波電路203包括電感L1、二極管D1、第一電容Cl及第二電容C2，電感LI的一端和二極管Dl的陰極都與開關(guān)電路202的輸出端相連，二極管Dl的陽極接地，電感LI的另一端連接LED負(fù)載的正極，電感LI的另一端還通過并聯(lián)后的第一電容Cl及第二電容C2接地。電感LI在開關(guān)電路201導(dǎo)通時儲能，在開關(guān)電路201關(guān)斷時，電感LI通過LED負(fù)載、二極管Dl釋放能量，儲能和釋放能量維持動態(tài)平衡，使流過負(fù)載LED的電流恒定。優(yōu)選的，電感LI為100 μ H，第一電容Cl、第二電容C2均為100 μ F。采樣電路204包括輸入端、接地端和輸出端，采樣電路204的輸入端與LED負(fù)載的負(fù)極相連，采樣電路204的接地端接地，采樣電路204對LED負(fù)載的電流采樣后經(jīng)采樣電路204的輸出端輸出給AD轉(zhuǎn)換模塊101。在優(yōu)選實(shí)施方式中，米樣電路204包括第五電阻R5、第六電阻R6以及第三電容C3，第五電阻R5連接在LED負(fù)載的負(fù)極與地之間，第六電阻R6連接在LED負(fù)載的負(fù)極與AD轉(zhuǎn)換模塊101之間，第三電容C3連接在第六電阻R6與AD轉(zhuǎn)換模塊101的公共端。優(yōu)選的，第五電阻R5為100歐姆，第六電阻R6為I千歐姆，第三電容為100 μ F。在優(yōu)選實(shí)施方式中，控制單元100還包括控制模塊103，控制模塊103根據(jù)AD轉(zhuǎn)換模塊101得到的采樣電流的大小控制PWM信號發(fā)生模塊102發(fā)出的PWM信號的占空比；控制模塊103與AD轉(zhuǎn)換模塊101和PWM信號發(fā)生模塊102相連，根據(jù)AD轉(zhuǎn)換模塊101轉(zhuǎn)換后的采樣電路的檢測結(jié)果控制PWM信號發(fā)生模塊102進(jìn)入三個工作模式:工作模式:若檢測到采樣電路204獲得的大于預(yù)設(shè)電流，則控制模塊103減小PWM信號的占空比，若檢測到LED負(fù)載電流小于預(yù)設(shè)電流，則控制模塊103增大PWM信號的占空比；負(fù)載開路檢測模式:若檢測到LED負(fù)載電流為零，則控制模塊103間歇地輸出最小占空比的PWM信號，若檢測到電流則進(jìn)入工作模式；負(fù)載短路檢測模式:若檢測到LED負(fù)載電流迅速增大，則控制模塊103輸出最小占空比的PWM信號，判斷檢測到的LED負(fù)載電流是否超過預(yù)設(shè)值，若超過預(yù)設(shè)值則控制PWM信號發(fā)生模塊103間歇地輸出最小占空比的PWM信號，如果檢測到LED電流不超過預(yù)設(shè)值則進(jìn)入工作模式； 其中，最小占空比PWM信號對應(yīng)AD轉(zhuǎn)換模塊101所能識別的最小電流，即AD轉(zhuǎn)換模塊101的轉(zhuǎn)換精度決定了 PWM信號的最小占空比。負(fù)載開路檢測模式和負(fù)載短路檢測模式的加入，優(yōu)化了控制單元100的控制，間歇的輸出最小占空比的PWM信號，有效保護(hù)了電路，不會因?yàn)榇箅娏鞫鴮﹄娐吩斐蓳p害；也不會因?yàn)長ED負(fù)載開路時還對LED負(fù)載輸出電流，造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。下面，將簡述一下上述LED恒流驅(qū)動電路的工作過程:PWM信號發(fā)生模塊102發(fā)出具有一定占空比的PWM信號，PWM信號經(jīng)過P麗信號放大電路201放大使PWM信號具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，開關(guān)電路202在PWM信號的作用下實(shí)現(xiàn)關(guān)斷和導(dǎo)通，在開關(guān)電路202導(dǎo)通時,濾波電路203儲能，在開關(guān)電路202關(guān)斷時，濾波電路203通過LED負(fù)載釋放能量，儲能和釋放能量維持動態(tài)平衡，使流過LED負(fù)載的電流恒定。采樣電路204對流過LED負(fù)載的電流進(jìn)行采樣，流過LED負(fù)載的電流經(jīng)采樣電路204采樣后輸出給AD轉(zhuǎn)換模塊101，控制模塊103根據(jù)AD轉(zhuǎn)換模塊101得到的采樣電流的大小控制PWM信號發(fā)生模塊102發(fā)出的PWM信號的占空比，使流過LED負(fù)載的電流穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值上。上述LED恒流驅(qū)動電路相比現(xiàn)有技術(shù)中采用恒流芯片的技術(shù)方案，由于采用價格便宜的電阻、開關(guān)管、以及電容等器件實(shí)現(xiàn)了恒流芯片同樣的功能，大大降低了 LED恒流驅(qū)動電路的成本，使LED恒流驅(qū)動電路成本比較低廉。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，包括: 控制單元，具有AD轉(zhuǎn)換模塊和PWM信號發(fā)生模塊，所述PWM信號發(fā)生模塊發(fā)出預(yù)設(shè)占空比的PWM信號； 恒流支路，所述恒流支路根據(jù)對應(yīng)PWM信號用于對LED負(fù)載提供恒定的電流；所述恒流支路包括: PWM信號放大電路，所述PWM信號放大電路包括輸入端、接地端和輸出端，PWM信號放大電路的輸入端與所述PWM信號發(fā)生模塊相連，所述PWM信號放大電路的接地端接地，所述PWM信號放大電路對所述PWM信號放大后經(jīng)所述PWM信號放大電路的輸出端輸出； 開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括輸入端、輸出端和控制端，開關(guān)電路的輸入端連接電源，所述開關(guān)電路的控制端與所述PWM信號放大電路的輸出端相連，所述開關(guān)電路根據(jù)PWM信號把電源電壓經(jīng)開關(guān)電路的輸出端輸出； 濾波電路，所述濾波電路包括輸入端、輸出端和接地端，所述濾波電路的輸入端與所述開關(guān)電路的輸出端相連，所述濾波電路的接地端接地，所述濾波電路對所述電源電壓濾波后經(jīng)所述濾波電路的輸出端輸出，所述濾波電路的輸出端用于與LED負(fù)載正極相連； 采樣電路，所述采樣電路包括輸入端、接地端和輸出端，所述采樣電路的輸入端與LED負(fù)載的負(fù)極相連，所述采樣電路的接地端接地，所述采樣電路對LED負(fù)載的電流采樣后經(jīng)采樣電路的輸出端輸出給所述AD轉(zhuǎn)換模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述PWM信號放大電路包括第一電阻、第二電阻以及第一開關(guān)管，所述PWM信號發(fā)生模塊通過所述第一電阻與第一開關(guān)管的控制端相連，所述開關(guān)管的第一端與所述開關(guān)電路的控制端相連，所述第一開關(guān)管的第二端接地，所述第一開關(guān)管的控制端與所述第一開關(guān)管的第二端之間連接第二電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第一電阻為I千歐姆，所述第二電阻為4.7千歐姆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述開關(guān)電路包括第二開關(guān)管、第三電阻以及第四電阻，所述第二開關(guān)管的第一端連接電源，所述第二開關(guān)管的第一端和第二開關(guān)管的控制端之間連接第三電阻，所述第二開關(guān)管的控制管通過第四電阻與PWM信號放大電路的輸出端相連，所述第二開關(guān)管的第二端與所述濾波電路的輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第三電阻為I千歐姆，所述第四電阻為100歐姆。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述濾波電路包括電感、二極管、第一電容及第二電容，所述電感的一端和二極管的陰極都與所述開關(guān)電路的輸出端相連，所述二極管的陽極接地，所述電感的另一端連接LED負(fù)載的正極，所述電感的另一端還通過并聯(lián)后的所述第一電容及第二電容接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述電感為ΙΟΟμΗ，所述第一電容、第二電容均為100 μ F。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述采樣電路包括第五電阻、第六電阻以及第三電容，第五電阻連接在LED負(fù)載的負(fù)極與地之間，第六電阻連接在LED負(fù)載的負(fù)極與所述AD轉(zhuǎn)換模塊之間，第三電容連接在第六電阻與所述AD轉(zhuǎn)換模塊的公共端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述第五電阻為100歐姆，所述第六電阻為I千歐姆，所述第三電容為100 μ F。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED恒流驅(qū)動電路，其特征在于，所述控制單元還包括控制模塊，所述控制模塊根據(jù)AD轉(zhuǎn)換模塊得到的采樣電流的大小控制PWM信號發(fā)生模塊發(fā)出的PWM信號的占空比；所述控制模塊與所述AD轉(zhuǎn)換模塊和PWM信號發(fā)生模塊相連，根據(jù)所述AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的采樣電路的檢測結(jié)果控制所述PWM信號發(fā)生模塊進(jìn)入三個工作模式: 工作模式:若檢測到所述采樣電路獲得的大于預(yù)設(shè)電流，則控制模塊減小PWM信號的占空比，若檢測到LED負(fù)載電流小于預(yù)設(shè)電流，則控制模塊增大PWM信號的占空比； 負(fù)載開路檢測模式:若檢測到LED負(fù)載電流為零，則控制模塊間歇地輸出最小占空比的PWM信號，若檢測到電流則進(jìn)入工作模式； 負(fù)載短路檢測模式:若檢測到LED負(fù)載電流迅速增大，則控制模塊輸出最小占空比的PWM信號，判斷檢測到的LED負(fù)載電流是否超過預(yù)設(shè)值，若超過所述預(yù)設(shè)值則控制PWM信號發(fā)生模塊間歇地輸出最小占空比的PWM信號，如果檢測到LED電流不超過預(yù)設(shè)值則進(jìn)入工作模式； 其中， 最小占空比PWM信號對應(yīng)AD轉(zhuǎn)換模塊所能識別的最小電流。
全文摘要
一種LED恒流驅(qū)動電路，包括控制單元，具有AD轉(zhuǎn)換模塊和PWM信號發(fā)生模塊，所述PWM信號發(fā)生模塊發(fā)出預(yù)設(shè)占空比的PWM信號；恒流支路，所述恒流支路根據(jù)對應(yīng)PWM信號用于對LED負(fù)載提供恒定的電流；所述恒流支路包括PWM信號放大電路、開關(guān)電路、濾波電路以及采樣電路。上述LED恒流驅(qū)動電路相比現(xiàn)有技術(shù)中采用恒流芯片的技術(shù)方案，由于采用價格便宜的電阻、開關(guān)管、以及電容等器件實(shí)現(xiàn)了恒流芯片同樣的功能，大大降低了LED恒流驅(qū)動電路的成本，使LED恒流驅(qū)動電路成本比較低廉。
文檔編號H05B37/02GK103188851SQ20111045966
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者周明杰, 張表新 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司