專利名稱：智能數(shù)控led恒流驅動電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED驅動電源，尤其涉及一種智能數(shù)控LED恒流驅動電源。
背景技術：
LED驅動電源按驅動方式可分為恒流式和恒壓式。恒流驅動電源輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內變化，負載阻值小，輸出電壓就低，負載阻值越大，輸出電壓也就越高。恒流驅動電源是驅動LED較為理想的一種電源，不因LED溫度上升而引起電流增加，防止PN結惡性升溫，延長LED燈的使用壽命。LED恒流驅動電源有電阻、電容降壓方式驅動電源、RCC降壓方式開關電源及PWM控制方式開關電源等。電阻、電容降壓方式驅動電源和RCC降壓方式開關電源不能從根本上解決LED PN結的負溫度效應，即PN結半導體器件正向導通后，結電壓隨環(huán)境溫度上升而下降，稱PN結的負溫度效應，而且也不能廣泛應用于低電壓應用場合。PWM控制方式開關電源主要由四部分組成，包括輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分和開關能量轉換部分，其雖然具有輸出電壓或者電流穩(wěn)定、效率高等優(yōu)點，但是不能實現(xiàn)恒流源電流步進可調，使用不夠靈活，也不適合低電壓應用，在電源智能控制方面還存在欠缺。
發(fā)明內容本實用新型主要解決原有LED恒流驅動電源不能從根本上解決LED PN結的負溫度效應，不能實現(xiàn)恒流源電流步進可調，使用不夠靈活，也不適合低電壓應用，在電源智能控制方面還存在欠缺的技術問題；提供一種智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其很好地解決了LED PN結的負溫度效應，可用于各類低電壓LED驅動場合，具有LED驅動電壓低、驅動電流可控、電流精度高、可移植性等優(yōu)點。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的本實用新型包括微處理單元、輸出電流設置單元、恒流控制單元、按鍵單元和顯示單元，輸出電流設置單元、按鍵單元和顯示單元分別與微處理單元相連，輸出電流設置單元又和所述的恒流控制單元相連，恒流控制單元再和LED單元相連。通過按鍵單元進行電流等工作狀態(tài)的設定，相關參數(shù)由顯示單元顯示，微處理單元根據(jù)按鍵單元的設定，經(jīng)過分析和處理，發(fā)出控制信號給輸出電流設置單元，將輸出電流控制到設定狀態(tài)，輸出電流設置單元輸出信號給恒流控制單元，由恒流控制單元發(fā)出信號驅動LED單元點亮。LED驅動電流可控可調，電流精度高，很好地解決了 LED PN結的負溫度效應，可用于各類低電壓LED驅動場合，如醫(yī)療器械產(chǎn)品、TFT背光控制和LED照明等。作為優(yōu)選，所述的微處理單元采用單片機U4及其外圍電路，所述的輸出電流設置單元包括若干片模擬開關芯片，所述的恒流控制單元包括恒流驅動芯片U3，若干片模擬開關芯片的輸入端分別和單片機U4的輸出端相連，若干片模擬開關芯片的輸出端均和恒流驅動芯片U3的輸入端相連，恒流驅動芯片U3的輸出端和所述的LED單元相連。由微處理單元輸出信號控制模擬開關芯片的開關通道選擇，再控制可調恒流驅動芯片，實現(xiàn)輸出電流步進可調和檔位調節(jié)。改變模擬開關芯片的數(shù)量，即可改變輸出電流的可調步進量。作為優(yōu)選，所述的單片機U4采用STC89LE51RC單片機，所述的輸出電流設置單元包括模擬開關芯片Ul和模擬開關芯片U2，模擬開關芯片Ul和模擬開關芯片U2均采用ADG811模擬開關芯片，所述的恒流驅動芯片U3采用AP8836恒流驅動芯片；單片機U4的I腳、2腳、3腳、4腳分別和模擬開關芯片Ul的I腳、16腳、9腳、8腳相連，單片機U4的5腳、6腳、7腳、8腳分別和模擬開關芯片U2的I腳、16腳、9腳、8腳相連，模擬開關芯片Ul的2腳、15腳、10腳和7腳均接地，模擬開關芯片U2的2腳經(jīng)電阻Rl接地，模擬開關芯片U2的15腳經(jīng)電阻R2接地，模擬開關芯片U2的10腳經(jīng)電阻R3接地，模擬開關芯片U2的7腳經(jīng)電阻R4接地，模擬開關芯片Ul的3腳、14腳、11腳和6腳及模擬開關芯片U2的3腳、14腳、11腳和6腳均和恒流驅動芯片U3的I腳相連，恒流驅動芯片U3的5腳和所述的LED單元相連。采用兩片ADG811模擬開關芯片，即可實現(xiàn)輸出電流范圍10mA-400mA可調，以IOmA步進，輸出電流精度可以做到±1%。由于該模擬開關的單通道允許持續(xù)電流可以做到300mA，所以在IOmA 400mA可調范圍內，對外接輸出電流設定電阻的功率無特殊要求，只需要選擇外接電阻的精度即可。兩個ADG811模擬開關芯片即可實現(xiàn)IOmA 400mA可調范圍，電路可移植性強，適當增加ADG811模擬開關芯片的數(shù)量，即可將輸出電流做到I IOmA步進。采用AP8836恒流驅動芯片，實現(xiàn)輸出電流IOmA 400mA以10mA/100mA連續(xù)可調。作為優(yōu)選，所述的按鍵單元包括按鍵SW2和電阻R22的串聯(lián)電路、按鍵SW3和電阻R23的串聯(lián)電路、按鍵SW4和電阻R24的串聯(lián)電路及按鍵SW5和電阻R25的串聯(lián)電路，四個串聯(lián)電路相并聯(lián)構成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的一端接電壓VCC，該并聯(lián)電路的另一端接地，按鍵SW2和電阻R22的連接點與所述的單片機U4的24腳相連，按鍵SW3和電阻R23的連接點與所述的單片機U4的23腳相連，按鍵SW4和電阻R24的連接點與所述的單片機U4的22腳相連，按鍵SW5和電阻R25的連接點與所述的單片機U4的21腳相連。通過按鍵單元實現(xiàn)開關機、步進調節(jié)和檔位調節(jié)(IOmA步進還是IOOmA步進)，使用方便。作為優(yōu)選，所述的顯示單元包括數(shù)碼管芯片U5，數(shù)碼管芯片U5采用LED-SEG8-A數(shù)碼管芯片，所述的單片機U4的32 39腳分別和數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳相連，數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳分別經(jīng)電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14接電壓VCC，數(shù)碼管芯片U5的12腳和三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R18和單片機U4的28腳相連，數(shù)碼管芯片U5的9腳和三極管Q3的集電極相連，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R17和單片機U4的27腳相連，數(shù)碼管芯片U5的8腳和三極管Q2的集電極相連，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R16和單片機U4的26腳相連，數(shù)碼管芯片U5的6腳和三極管Q5的集電極相連，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R15和單片機U4的25腳相連，三極管Q4、三極管Q3、三極管Q2和三極管Q5的發(fā)射極均和電壓VCC相連。采用數(shù)碼管顯示，結構簡單，顯示清楚，成本較低。作為優(yōu)選，所述的單片機U4的14腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D33和電阻R19的串聯(lián)電路，單片機U4的15腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D32和電阻R20的串聯(lián)電路，單片機U4的16腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D31和電阻R21的串聯(lián)電路。發(fā)光二極管D31，可采用綠燈，點亮表示系統(tǒng)工作正常，如系統(tǒng)上電后顯示綠燈、步進操作未超限。發(fā)光二極管D32，可采用紅燈，點亮表示系統(tǒng)設置電流高于400mA，此時系統(tǒng)提供不了400mA電流，紅燈亮報警指示。發(fā)光二極管D33，可采用黃燈，點亮表示系統(tǒng)設置電流低于10mA，此時系統(tǒng)提供不了 IOmA電流，黃燈亮報警指示。作為優(yōu)選，所述的LED單元包括若干個LED燈珠的并聯(lián)電路，LED燈珠的負極和所述的恒流驅動芯片U3的輸出端相連，LED燈珠的正極和電壓VCC相連。本實用新型的有益效果是很好地解決了 LED PN結的負溫度效應，輸出電流步進可調，具有LED驅動電壓低、驅動電流可調可控、電流精度高、可移植性等優(yōu)點，可用于各類低電壓LED驅動場合。

圖1是本實用新型的一種電路原理連接結構框圖。圖2是本實用新型的一種電路原理圖。圖中1.微處理單元，2.輸出電流設置單元，3.恒流控制單元，4.按鍵單元，5.顯示單元，6. LED單元。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例本實施例的智能數(shù)控LED恒流驅動電源,如圖1所示,包括微處理單元1、輸出電流設置單元2、恒流控制單元3、按鍵單元4和顯示單元5，輸出電流設置單元2、按鍵單元4和顯示單元5分別與微處理單元I相連，輸出電流設置單元2又和恒流控制單元3相連，恒流控制單元3再和LED單元6相連。本實施例中，如圖2所示，微處理單元I采用單片機U4及其外圍電路，單片機U4采用STC89LE51RC單片機；輸出電流設置單元2包括模擬開關芯片Ul和模擬開關芯片U2，模擬開關芯片Ul和模擬開關芯片U2均采用ADG811模擬開關芯片；恒流控制單元3包括恒流驅動芯片U3，恒流驅動芯片U3采用AP8836恒流驅動芯片；LED單元6包括多個LED燈珠的并聯(lián)電路。單片機U4的I腳、2腳、3腳、4腳分別和模擬開關芯片Ul的I腳、16腳、9腳、8腳相連，單片機U4的5腳、6腳、7腳、8腳分別和模擬開關芯片U2的I腳、16腳、9腳、8腳相連，模擬開關芯片Ul的2腳、15腳、10腳和7腳均接地，模擬開關芯片U2的2腳經(jīng)電阻Rl接地，模擬開關芯片U2的15腳經(jīng)電阻R2接地，模擬開關芯片U2的10腳經(jīng)電阻R3接地，模擬開關芯片U2的7腳經(jīng)電阻R4接地，模擬開關芯片Ul的3腳、14腳、11腳和6腳及模擬開關芯片U2的3腳、14腳、11腳和6腳均和恒流驅動芯片U3的I腳相連，恒流驅動芯片U3的5腳和LED燈珠的負極相連，LED燈珠的正極和電壓VCC相連。如圖2所示，按鍵單元4包括按鍵SW2和電阻R22的串聯(lián)電路、按鍵SW3和電阻R23的串聯(lián)電路、按鍵SW4和電阻R24的串聯(lián)電路及按鍵SW5和電阻R25的串聯(lián)電路，四個串聯(lián)電路相并聯(lián)構成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的一端接電壓VCC，該并聯(lián)電路的另一端接地，按鍵SW2和電阻R22的連接點與單片機U4的24腳相連，按鍵SW3和電阻R23的連接點與單片機U4的23腳相連，按鍵SW4和電阻R24的連接點與單片機U4的22腳相連，按鍵SW5和電阻R25的連接點與單片機U4的21腳相連。顯示單元5包括數(shù)碼管芯片U5，數(shù)碼管芯片U5采用LED-SEG8-A數(shù)碼管芯片，單片機U4的32 39腳分別和數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳相連，數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳分別經(jīng)電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14接電壓VCC，數(shù)碼管芯片U5的12腳和三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R18和單片機U4的28腳相連，數(shù)碼管芯片U5的9腳和三極管Q3的集電極相連，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R17和單片機U4的27腳相連，數(shù)碼管芯片U5的8腳和三極管Q2的集電極相連，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R16和單片機U4的26腳相連，數(shù)碼管芯片U5的6腳和三極管Q5的集電極相連，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R15和單片機U4的25腳相連，三極管Q4、三極管Q3、三極管Q2和三極管Q5的發(fā)射極均和電壓VCC相連。單片機U4的14腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D33和電阻R19的串聯(lián)電路，單片機U4的15腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D32和電阻R20的串聯(lián)電路，單片機U4的16腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D31和電阻R21的串聯(lián)電路。通過按鍵單元進行工作狀態(tài)及功能設定，如開關機、步進調節(jié)和檔位調節(jié)(IOmA步進還是IOOmA步進)，采用STC89LE51 RC單片機，實現(xiàn)高性能ADG811模擬開關芯片的 通道切換和電流設定，輸出電流由數(shù)碼管芯片顯示，采用高性能的四通道ADG811模擬開關芯片，充分利用ADG811模擬開關芯片的
式Bi =0·^并且誤差不超過±1%的特性，故輸出電流精度可以做到±1%。由于該模擬開
關的單通道允許持續(xù)電流可以做到300mA，兩個ADG811模擬開關芯片即可實現(xiàn)輸出電流10mA-400mA可調。系統(tǒng)內部自帶軟啟動、過熱保護、低壓保護等功能，方便移植到低電壓應用場合，如醫(yī)療器械產(chǎn)品、TFT背光控制、LED照明等。本實用新型有效解決LED的PN結的負溫度效應，降低功耗，LED驅動電壓低，驅動電流可控可調，輸出電流可數(shù)字設定和實時顯示，輸出電流精度高。以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳方案，并非對本實用新型做任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。 本說明書中未作詳細描述的內容，屬于本專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
權利要求1.一種智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其特征在于包括微處理單元(I )、輸出電流設置單元(2)、恒流控制單元(3)、按鍵單元(4)和顯示單元(5)，輸出電流設置單元(2)、按鍵單元(4)和顯示單元(5)分別與微處理單元(I)相連，輸出電流設置單元(2)又和所述的恒流控制單元(3)相連，恒流控制單元(3)再和LED單元(6)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其特征在于所述的微處理單元(I)采用單片機U4及其外圍電路，所述的輸出電流設置單元(2)包括若干片模擬開關芯片，所述的恒流控制單元(3)包括恒流驅動芯片U3，若干片模擬開關芯片的輸入端分別和單片機U4的輸出端相連，若干片模擬開關芯片的輸出端均和恒流驅動芯片U3的輸入端相連，恒流驅動芯片U3的輸出端和所述的LED單元(6)相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其特征在于所述的單片機U4采用STC89LE51RC單片機，所述的輸出電流設置單元(2)包括模擬開關芯片Ul和模擬開關芯片U2，模擬開關芯片Ul和模擬開關芯片U2均采用ADG811模擬開關芯片，所述的恒流驅動芯片U3采用AP8836恒流驅動芯片；單片機U4的I腳、2腳、3腳、4腳分別和模擬開關芯片Ul的I腳、16腳、9腳、8腳相連，單片機U4的5腳、6腳、7腳、8腳分別和模擬開關芯片U2的I腳、16腳、9腳、8腳相連，模擬開關芯片Ul的2腳、15腳、10腳和7腳均接地，模擬開關芯片U2的2腳經(jīng)電阻Rl接地，模擬開關芯片U2的15腳經(jīng)電阻R2接地，模擬開關芯片U2的10腳經(jīng)電阻R3接地，模擬開關芯片U2的7腳經(jīng)電阻R4接地，模擬開關芯片Ul的3腳、14腳、11腳和6腳及模擬開關芯片U2的3腳、14腳、11腳和6腳均和恒流驅動芯片U3的I腳相連，恒流驅動芯片U3的5腳和所述的LED單元(6)相連。
4.根據(jù)權利要求2所述的智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其特征在于所述的按鍵單元(4)包括按鍵SW2和電阻R22的串聯(lián)電路、按鍵SW3和電阻R23的串聯(lián)電路、按鍵SW4和電阻R24的串聯(lián)電路及按鍵SW5和電阻R25的串聯(lián)電路，四個串聯(lián)電路相并聯(lián)構成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的一端接電壓VCC，該并聯(lián)電路的另一端接地，按鍵SW2和電阻R22的連接點與所述的單片機U4的24腳相連，按鍵SW3和電阻R23的連接點與所述的單片機U4的23腳相連，按鍵SW4和電阻R24的連接點與所述的單片機U4的22腳相連，按鍵SW5和電阻R25的連接點與所述的單片機U4的21腳相連。
5.根據(jù)權利要求2或3或4所述的智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其特征在于所述的顯示單元(5)包括數(shù)碼管芯片U5，數(shù)碼管芯片U5采用LED-SEG8-A數(shù)碼管芯片，所述的單片機U4的32 39腳分別和數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳相連，數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳分別經(jīng)電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻町1、電阻1 12、電阻1 13、電阻1 14接電壓VCC，數(shù)碼管芯片U5的12腳和三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R18和單片機U4的28腳相連，數(shù)碼管芯片U5的9腳和三極管Q3的集電極相連，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R17和單片機U4的27腳相連，數(shù)碼管芯片U5的8腳和三極管Q2的集電極相連，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R16和單片機U4的26腳相連，數(shù)碼管芯片U5的6腳和三極管Q5的集電極相連，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R15和單片機U4的25腳相連，三極管Q4、三極管Q3、三極管Q2和三極管Q5的發(fā)射極均和電壓VCC相連。
6.根據(jù)權利要求2或3或4所述的智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其特征在于所述的單片機U4的14腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D33和電阻R19的串聯(lián)電路，單片機U4的15腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D32和電阻R20的串聯(lián)電路，單片機U4的16腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D31和電阻R21的串聯(lián)電路。
7.根據(jù)權利要求2或3或4所述的智能數(shù)控LED恒流驅動電源，其特征在于所述的LED單元(6)包括若干個LED燈珠的并聯(lián)電路，LED燈珠的負極和所述的恒流驅動芯片U3的輸出端相連，LED燈珠的正極和電壓VCC相連。
專利摘要本實用新型涉及一種智能數(shù)控LED恒流驅動電源，包括微處理單元、輸出電流設置單元、恒流控制單元、按鍵單元和顯示單元，輸出電流設置單元、按鍵單元和顯示單元分別與微處理單元相連。微處理單元采用單片機U4及其外圍電路，輸出電流設置單元包括若干片模擬開關芯片，恒流控制單元包括恒流驅動芯片U3，若干片模擬開關芯片的輸入端分別和單片機U4的輸出端相連，若干片模擬開關芯片的輸出端均和恒流驅動芯片U3的輸入端相連，恒流驅動芯片U3的輸出端和LED單元相連。本實用新型很好地解決了LEDPN結的負溫度效應，輸出電流步進可調，具有LED驅動電壓低、驅動電流可調可控及電流精度高等優(yōu)點，可用于各類低電壓LED驅動場合。
文檔編號H05B37/02GK202907311SQ20122062653
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者馬迎, 葉鋒, 包光平, 王樹增, 魏佳萍 申請人:臺州學院, 楊本全, 陳愛華