一種用于線性恒流驅動led的過壓自適應調整電路的制作方法
【專利摘要】本發明屬于電子電路技術領域，涉及一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路。本發明器件的電路，包括串聯LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調光模塊；其中，串聯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LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯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光模塊的輸入端；調光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調光模塊用于控制恒流模塊的關斷。本發明的有益效果為，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范圍。
【專利說明】
一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路
技術領域
[0001]本發明屬于電子電路技術領域，涉及一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路。
【背景技術】
[0002]發光二極管LED現在被廣泛應用于各個領域，它主要的優點在于體積小，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動設計，目前主要的驅動方法有線性驅動和開關電源驅動。線性驅動的方式比較簡單，具有電磁干擾EMI小、成本低等優勢，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，導致驅動芯片功耗增加，造成芯片發燙甚至燒毀等問題。因此，對于恒流驅動的LED而言，具有過壓保護電路可以很好地調節芯片的功耗以及保護驅動芯片。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路。
[0004]本發明的技術方案為:一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路，包括串聯LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調光模塊;其中，串聯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LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯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光模塊的輸入端；調光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調光模塊用于控制恒流模塊的關斷。
[0005]進一步的，所述恒流模塊由具有使能端的誤差放大器EA、驅動管匪1、電阻Rs構成；其中，誤差放大器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端接驅動管匪I的源極，輸出端接驅動管的柵級，使能端EN接調光模塊的輸出端；驅動管NMl的源極通過電阻Rs接到地GND，漏極接串聯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構成；其中，第一電阻Rl的一端接串聯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，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，調光模塊由第一比較器、反相器、第二比較器、鋸齒波發生器、或門構成;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]本發明的有益效果為，本發明器件電路中芯片輸入電源電壓升高，芯片功耗增大，芯片不會立即關斷LED燈組，而是調節調光模塊輸出信號的占空比，改變恒流模塊中驅動管的導通時間，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范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明的一種線性恒流LED驅動的過壓自適應調整電路的結構示意圖；
[0010]圖2是電壓采樣模塊的具體電路結構示意圖；
[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是調光模塊結構示意圖；
[0013]圖5是調光模塊輸入端電壓Vin與串聯LED燈組模塊輸出端電壓VD的關系，以及調光模塊EN輸出端輸出信號的占空比與調光模塊輸入端電壓Vin的關系。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，詳細描述本發明的技術方案:
[0015]本發明的一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路，如圖1所示，包括串聯LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調光模塊;其中，串聯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LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯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光模塊的輸入端；調光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調光模塊用于控制恒流模塊的關斷。所述恒流模塊由具有使能端的誤差放大器EA、驅動管匪1、電阻Rs構成；其中，誤差放大器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端接驅動管匪1的源極，輸出端接驅動管的柵級，使能端EN接調光模塊的輸出端;驅動管匪I的源極通過電阻Rs接到地GND，漏極接串聯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構成;其中，第一電阻Rl的一端接串聯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，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，調光模塊由第一比較器、反相器、第二比較器、鋸齒波發生器、或門構成;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]本發明的工作原理是:
[0019]當輸入電源電壓正常時，串聯LED燈組輸出電壓為VD，VD經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；調光模塊的輸入電壓為Vout，S卩調光模塊中比較器I的反向輸入端Vin = Vout,調光模塊中比較器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經過反相器I后變為高電平到達或門的輸入端，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]當輸入電源電壓升高時，串聯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，升高的電壓降在恒流模塊中驅動管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；調光模塊的輸入電壓為Vout，S卩調光模塊中比較器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，經過反相器I后變為高電平到達或門的一個輸入端。同時，ENl使能鋸齒波發生器，調光模塊中比較器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，即調光模塊的輸出信號為方波信號。當調光模塊輸出的方波信號為高電平時使能恒流模塊，串聯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，調光模塊輸出端EN輸出信號的占空比越小，則一個周期內串聯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，實現過壓保護的功效。
【主權項】
1.一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路，包括串聯LED燈組模塊、恒流模塊、電壓采樣模塊、減法器模塊和調光模塊;其中，串聯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LED燈組模塊的電流恒定；電壓采樣模塊采樣串聯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光模塊的輸入端；調光模塊的輸出端接恒流模塊的使能端，調光模塊用于控制恒流模塊的關斷。2.根據權利要求1所述的一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路，其特征在于，所述恒流模塊由具有使能端的誤差放大器EA、驅動管NM1、電阻Rs構成;其中，誤差放大器EA的同向輸入端接參考電位Vref，反向輸入端接驅動管NMl的源極，輸出端接驅動管的柵級，使能端EN接調光模塊的輸出端；驅動管匪I的源極通過電阻Rs接到地GND，漏極接串聯LED燈組模塊的輸出端。3.根據權利要求2所述的一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路，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構成；其中，第一電阻Rl的一端接串聯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，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.根據權利要求3所述的一種用于線性恒流驅動LED的過壓自適應調整電路，其特征在于，調光模塊由第一比較器、反相器、第二比較器、鋸齒波發生器、或門構成;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
【發明人】李澤宏, 汪榕
【申請人】電子科技大學