專利名稱：一種改進(jìn)的led驅(qū)動(dòng)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于LED燈設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種改進(jìn)的LED燈控制系統(tǒng)，適用于各種顏色的LED燈，包括各種顏色的單色LED燈和彩色LED燈。
背景技術(shù)：
LED燈包括單色LED燈和彩色LED燈，其中單色LED燈分紅、黃、藍(lán)、綠、白等等不同顏色的LED燈，這些不同顏色的LED燈工作電壓是不一樣的、即使同一顏色的LED燈由于工藝離散問題其工作電壓也是不一樣的，當(dāng)外部供電電壓變化時(shí)LED燈工作電流也隨之變化，導(dǎo)致外部電池供電電流不一樣。目前越來越多的產(chǎn)品是用在戶外的，其供給電源為太陽能電源，而太陽能電源不像市電、它是有限制的，因此在開發(fā)產(chǎn)品時(shí)要精確控制電源放電電流。由于不同LED燈的工作電壓不一致，要求LED燈驅(qū)動(dòng)電路不能以恒定電壓來驅(qū)動(dòng)、要以電流參數(shù)來作為設(shè)計(jì)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)電流控制。目前常用的LED燈驅(qū)動(dòng)方式有兩種恒壓驅(qū)動(dòng)和恒流驅(qū)動(dòng)。如圖I所示，恒壓驅(qū)動(dòng)方案，是目前常用的一種LED燈驅(qū)動(dòng)電路，主要是因?yàn)槟壳笆袌錾虾銐候?qū)動(dòng)電路比較成熟，在有更合適的LED燈驅(qū)動(dòng)電路前客戶可以直接拿來應(yīng)用。但是由于不同LED燈工作電壓不一致的特性以及恒壓驅(qū)動(dòng)電路本身也有一定的離散，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用時(shí)無法控制LED燈的電流，因此在應(yīng)用電路上，一般都需要加電阻以平衡電流離散，尤其是驅(qū)動(dòng)彩色LED燈時(shí)。這樣會(huì)增加產(chǎn)品成本、降低生產(chǎn)效率。如圖2所示，恒流驅(qū)動(dòng)方案，該方案可以精確控制LED燈的工作電流，不管驅(qū)動(dòng)何種顏色的LED燈，其精確度均可以控制在±3%以內(nèi)！但是該方案需要額外的管腳Ifb作為反饋控制端、且還需要一個(gè)取樣電阻Rs，導(dǎo)致成本較高。恒壓驅(qū)動(dòng)和恒流驅(qū)動(dòng)由于需要額外的PIN腳和外圍元件，因此對于要求低成本的小功率LED燈驅(qū)動(dòng)幾乎沒有優(yōu)勢；另外，這兩種方案都是恒功率的，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，電源放電電流呈上升趨勢，電源放電速度加快，從而導(dǎo)致電池使用時(shí)間短并影響LED燈的點(diǎn)売時(shí)間。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，使戶外LED應(yīng)用產(chǎn)品能適用各種規(guī)格的LED燈，使電源耗電一致性好、且控制簡單、降低產(chǎn)品成本、提高生產(chǎn)效率。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型所采用的解決方案是一種改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，包括LED燈、電感和電壓反饋電路，LED燈與電壓反饋電路并聯(lián)連接于SW端和接地端，電感一端連接于SW端，電感另一端連接電壓反饋電路的電壓輸入端Vin。進(jìn)一步，所述SW端和LED燈之間還設(shè)有一肖特基二級管，并在LED燈兩端并聯(lián)一電容。[0011]所述電壓反饋電路包括電壓比較器、控制邏輯電路和驅(qū)動(dòng)電路，電壓比較器的正相輸入端與SW端和驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連，電壓比較器的反相輸入端與電壓輸入端Vin和控制邏輯電路輸入端相連，電壓比較器的輸出端與控制邏輯電路的輸入端相連，控制邏輯電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連。所述電壓比較器的正相輸入端的電壓大于反相輸入端，控制邏輯電路驅(qū)動(dòng)SW端斷開，電感放電；正相輸入端的電壓小于反相輸入端，控制邏輯電路驅(qū)動(dòng)SW端閉合，電感充電。由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型利用現(xiàn)有LED開關(guān)驅(qū)動(dòng)端的電壓來判斷電路的工作狀態(tài)，以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)整個(gè)電路耗電電流的目的。電路電流主要通過外接電感來調(diào)節(jié)，在選定同一外接電感的情況下，驅(qū)動(dòng)各種顏色、各種規(guī)格的LED負(fù)載時(shí)，電源放電電流是一致的。

圖I是現(xiàn)有的恒壓LED驅(qū)動(dòng)電路示意圖。圖2是現(xiàn)有的恒流LED驅(qū)動(dòng)電路示意圖。圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。圖4是本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。圖5是本實(shí)用新型電路簡化示意圖。圖6是LED開關(guān)驅(qū)動(dòng)端電壓輸出波形示意圖。圖7是不同LED負(fù)載條件下的電源近似放電電流波形示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，如圖3所示的LED脈沖接法，LED燈與電壓反饋電路并聯(lián)連接于SW端和接地端，電感一端連接于SW端,另一端連接電壓反饋電路的電壓輸入端Vin。其中電壓反饋電路包括電壓比較器、控制邏輯電路和驅(qū)動(dòng)電路，電壓比較器的正相輸入端與SW端和驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連，電壓比較器的反相輸入端與電壓輸入端Vin和控制邏輯電路輸入端相連，電壓比較器的輸出端與控制邏輯電路的輸入端相連，控制邏輯電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連。圖4所示是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，其為LED直流接法，其在圖3所示的電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在SW端和LED燈之間增設(shè)一肖特基二級管，并在LED燈兩端并聯(lián)一電容，組成的濾波電路。圖4所示的控制電路相對于圖3來說，LED燈發(fā)光流明數(shù)高，同時(shí)成本也相對高點(diǎn)。圖5示出了 LED驅(qū)動(dòng)部分電路簡化示意圖，圖5中的SW開關(guān)等同于上述驅(qū)動(dòng)電路，內(nèi)部電壓比較器是用來監(jiān)控SW端電壓以判斷此時(shí)工作狀態(tài)，控制邏輯電路主要有DC-DC升壓控制、比較器數(shù)據(jù)(狀態(tài))讀取判斷、使能控制等功能，也就是可以根據(jù)電壓比較器的狀態(tài)控制驅(qū)動(dòng)SW開關(guān)的工作狀態(tài)。電壓比較器輸入端主要是用來確認(rèn)目前電路的狀態(tài)，具體控制由內(nèi)部邏輯電路控制例如，正向輸入端 > 反向輸入端，表示電感正處在放電狀態(tài)或電路處在關(guān)斷狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)器SW此時(shí)被禁止閉合；反之，電路處在給電感充電蓄能狀態(tài)。圖6是SW端輸出電壓波形及電源放電電流波形，開關(guān)SW閉合時(shí)即Tl時(shí)間段，SW端電壓被拉低并保持低電平、電池開始給電感充電、儲(chǔ)能；開關(guān)SW斷開后即T2時(shí)間段，SW端電壓瞬間被抬高、通過LED回路給電感放電，當(dāng)SW端電壓變化到A點(diǎn)時(shí)，其電壓值已和LED工作電壓相等，LED電流為O、即整個(gè)放電回路電流為O、電池放電電流為O，此時(shí)通過內(nèi)部電壓比較器電路轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)，使控制電路經(jīng)T3時(shí)間變化到充電狀態(tài)，如此反復(fù)。T3是工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間、該時(shí)間內(nèi)電池放電電流為O，其時(shí)間與Tl和T2相比可以忽略不計(jì)。在電路每個(gè)工作周期中，Tl時(shí)間是電路在給電感充電、T2時(shí)間是在放電，T3時(shí)間是在轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)，可忽略不計(jì)。充電時(shí)間Tl是由芯片內(nèi)部固定延時(shí)電路實(shí)現(xiàn)的，是精確控制、固定不變的。放電時(shí)間T2由SW端輸出電壓反饋決定。LED放電和負(fù)載LED有關(guān)系，在相同輸出功率的條件下，LED工作電壓越高，放電電流越小，放電時(shí)間越長。圖7所示兩個(gè)電流波形就是不同LED負(fù)載條件下的電源近似放電電流波形。由于充電時(shí)間Tl是固定的，所以充電過程上升斜率是一樣的，由于負(fù)載LED的工作電壓不同，放電過程的下降斜率不一樣。由于充電過程上升 斜率一致且充電時(shí)間一致，雖然放電過程下降斜率不一樣，從三角形基本原理來看，其平均值是一樣的，這樣就可以確保在相同電壓電感條件下，對于不同LED負(fù)載，電源耗電一致性好，LED點(diǎn)亮?xí)r間基本一致。上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本實(shí)用新型不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以上所揭示的內(nèi)容，在不脫離本實(shí)用新型范疇的情況下所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于包括LED燈、電感和電壓反饋電路，LED燈與電壓反饋電路并聯(lián)連接于SW端和接地端，電感一端連接于SW端，電感另一端連接電壓反饋電路的電壓輸入端Vin。
2.如權(quán)利要求I所述的改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于所述SW端和LED燈之間還設(shè)有一肖特基二級管，并在LED燈兩端并聯(lián)一電容。
3.如權(quán)利要求I或2所述的改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于所述電壓反饋電路包括電壓比較器、控制邏輯電路和驅(qū)動(dòng)電路，電壓比較器的正相輸入端與SW端和驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連，電壓比較器的反相輸入端與電壓輸入端Vin和控制邏輯電路輸入端相連，電壓比較器的輸出端與控制邏輯電路的輸入端相連，控制邏輯電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連。
4.如權(quán)利要求3所述的改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，其特征在于所述電壓比較器的正相輸入端的電壓大于反相輸入端，控制邏輯電路驅(qū)動(dòng)SW端斷開，電感放電；正相輸入端的電壓小于反相輸入端，控制邏輯電路驅(qū)動(dòng)SW端閉合，電感充電。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種改進(jìn)的LED驅(qū)動(dòng)控制電路，包括LED燈、電感和電壓反饋電路，LED燈與電壓反饋電路并聯(lián)連接于SW端和接地端，電感一端連接于SW端，另一端連接電壓反饋電路的電壓輸入端Vin；進(jìn)一步，還可以SW端和LED燈之間還設(shè)有一肖特基二級管，并在LED燈兩端并聯(lián)一電容。本實(shí)用新型通過電壓反饋電路輸出電壓信號作為信號檢測端來實(shí)現(xiàn)電路電流自動(dòng)控制、LED自動(dòng)適應(yīng)，在同一外接電感的條件下，對于不同負(fù)載LED整個(gè)電路放電電流保持基本一致，使LED驅(qū)動(dòng)控制器比同類電路減少一個(gè)封裝管腳且減少外圍器件，從而縮減電路成本、也方便電路布線、降低客戶生產(chǎn)成本。
文檔編號H05B37/02GK202385360SQ201120557910
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者付春國, 楊義凱 申請人:上海裕芯電子有限公司