一种装饰灯的LED驱动电路的制作方法

本实用新型涉及一种电源驱动装置，具体地说是一种装饰灯的LED驱动电路。

背景技术：

近几年LED照明技术在装饰灯应用领域中发展迅猛，对装饰灯所配置的LED驱动电路普遍要求较高。现有技术中装饰灯的驱动电路输入的都是直流电，再通过驱动电路转化为适合驱动LED负载的电信号，而为了能让用户控制装饰灯的发光效果，装饰灯的驱动电路都会配置有与外部设备连接的通信接口，但使用的是单端连接方式。

现有的驱动电路缺点在于：首先直流供电存在驱动力不足的问题，而如果使用交流电输入，交流电中的杂波会对驱动电路接收到的信号造成干扰，影响其LED的控制效果，其次现有技术中驱动电路都是使用单端连接的方式与外部设备进行通信连接，所传输的都是单端信号，其抗电磁干扰和噪声干扰的能力不理想，不适合远距离传输。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种装饰灯的LED驱动电路，能兼容直流电和交流电输入，同时还能提高驱动电路的抗干扰能力。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种装饰灯的LED驱动电路，包括供电单元、信号隔离单元、控制单元以及驱动单元，所述信号隔离单元与控制单元相连，所述控制单元与驱动单元相连，所述供电单元分别与信号隔离单元、控制单元以及驱动单元相连，所述信号隔离单元是光电隔离电路，所输入的信号是差分信号。

进一步，所述光电隔离电路包括光电耦合器及其外围电路。

进一步，所述控制单元向驱动单元输出的是PWM脉冲控制信号。

进一步，所述控制单元包括LED驱动控制芯片及其外围电路。

进一步，所述驱动单元用于维持LED驱动电路的输出电流。

进一步，所述驱动单元包括恒流芯片及其外围电路。

进一步，所述控制单元通过一个三极管与驱动单元相连，控制单元输出端与三极管的基极相连，驱动单元输入端与三极管的集电极或者发射极相连。

进一步，所述供电单元包括整流电路、滤波电路以及稳压电路。

进一步，所述稳压电路包括稳压芯片及其外围电路。

另外本领域的技术人员可以根据实际使用情况，自行增加控制单元和驱动单元的数量，已达到可以控制多个或多组LED负载。

本实用新型的有益效果是：本发明创造能同时兼容直流电和交流电输入，信号隔离单元使用光电隔离电路，有效对交流电中杂波成份进行隔离，防止其他电路受到影响；另外利用差分信号传输数据控制LED驱动电路，改变了现有的利用单端信号传输数据的技术，使到LED驱动电路在抗电磁干扰以及噪声干扰方面性能得到显著提高，接收控制信号准确度加大，更能精准地控制LED负载工作。

本实用新型用于驱动装饰灯中的LED负载。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的电路原理框架图；

图2是本实用新型实施例的整体电路原理图；

图3是本实用新型实施例中的信号隔离单元电路图；

图4是本实用新型实施例中的控制单元电路图；

图5是本实用新型实施例中的驱动单元电路图；

图6是本实用新型实施例中的供电单元电路图；

图7是本实用新型实施例中的极间单元电路图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，为本实用新型的电路原理框图，一种装饰灯的LED驱动电路，包括供电单元、信号隔离单元、控制单元以及驱动单元，所述信号隔离单元与控制单元相连，所述控制单元与驱动单元相连，所述供电单元分别与信号隔离单元、控制单元以及驱动单元相连。

图1中信号隔离单元与外部设备通过两根数据线进行通信连接，外部设备所传输的信号是差分信号，这种差分连接方式区别于现有技术中的单端连接方式，好处在于：对于电磁干扰信号来讲，实际进行印刷电路板布线时，由于传输差分信号的两根数据线会彼此相互靠近，两根信号线与地线之间的耦合电磁场幅值相等，方向相反，磁场叠加后会相互抵消；对于噪声信号来讲，由于噪声信号会同时掺杂在两根差分信号线上，而输入到信号隔离单元的信号电压等于两根差分信号线上电压的差值，同样也会将噪声信号抵消掉，从而提高传输过程中的抗电磁干扰和噪声干扰的能力，进而提高接收数据信号的准确度。

参照图2至图6，所示的是本实用新型实施例的整体电路图以及各个组成单元电路图。

图3所示为本实施例信号隔离单元电路图，所述信号隔离单元是光电隔离电路，所述光电耦合电路包括光电耦合器及其外围电路。具体地，本实施例中使用到的光电耦合器型号为TLP116A。另外外部设备的差分信号是通过接口Di+和Di-输入的，所述差分信号是两个幅值相等，极性相反，携带控制LED驱动电路数据的信号。

本实施例中光电耦合器起到两个作用：一是利用输入的差分信号驱动光电耦合器中的发光二极管，将电信号转化为光信号，再通过光敏三极管输出电信号，利用光电耦合器实现其输入端与输出端的电气隔离，防止输入的交流电中杂波成份对后级电路造成影响，有效提高抗干扰能力，而且光电耦合器的输出信号对输入端没有任何影响，能提高整个电路单元的稳定性；二是通过光电耦合器及其外围电路的作用使输入的差分信号转换为适合控制单元处理的数字信号。

除此之外本实施例中信号隔离单元在输入端并联一个型号为P6KE6.8CA的瞬态抑制二极管，能起到保护电路的作用，防止因输入电压过高而损坏电路。

本实用新型中所述信号隔离单元不限于本实施例所述的电路结构，任何能完成类似功能的电路均属于本实用新型的保护范围。

进一步作为优选的实施方式，参照图4，为本实施例中控制单元电路图，所述控制单元向驱动单元输出的是PWM脉冲控制信号。

具体地，所述控制单元包括LED驱动控制芯片及其外围电路，所述LED驱动控制芯片型号为WS2811。所述型号的LED驱动控制芯片被配置为将数据输入引脚DIN所输入的多位数据中的前24位提取并进行处理，处理的结果是通过3个PWM信号输出引脚（分别为OUTR、OUTG和OUTB）对外输出规定占空比和频率的PWM信号，同时将剩余的多位数据经过芯片内部电路整形放大通过数据输出引脚DO输出。

进一步作为优选的实施方式，参照图5，为本实施例中驱动单元电路图，所述驱动单元用于维持LED驱动电路的输出电流。

具体地，所述驱动单元包括恒流芯片及其外围电路，所述恒流芯片型号为NCL30160。本实施例中驱动单元利用的是降压型DC-DC开关电源工作原理，恒流芯片利用引脚/EN接收到的PWM脉冲控制信号作为控制芯片内部开关管导通截止的信号，同时芯片引脚CS与地之间接有两个并联电阻，通过改变电阻阻值可以调节驱动电路所输出的电流值。

进一步，参照图2，所述控制单元通过一个三极管与驱动单元相连，控制单元输出端与三极管的基极相连，驱动单元输入端与三极管的集电极或者发射极相连。本实施例中使用的三极管是PNP型三极管，其基极通过一个电阻与控制单元中LED驱动控制芯片的PWM信号输出引脚（如OUTR）相连，其集电极通过一个电阻与驱动单元中恒流芯片/EN引脚相连，其发射极与电源接口VCC相连；当然所述三极管如果是NPN三极管，则三极管的发射极通过一个电阻与驱动单元中恒流芯片/EN引脚相连，其集电极与电源接口VCC相连。

需要说明的是本实施例中的驱动单元是根据实际应用中所使用的LED负载额定工作电压和电流进行设计的，也就是说本实用新型所述驱动单元不只限于本实施例，本领域的技术人员还可以根据LED负载的工作参数自行改变，例如如果所使用的LED负载额定工作电压高于电源电压，驱动单元可以采用升压型DC-DC的开关电源工作原理，选择使用相关的恒流芯片，利用本领域的知识完成驱动单元的设计，因此任何以输出实际所需电压为前提的电路均可以作为驱动单元电路，均属于本实用新型的保护范围。

参照图1和图2，实际设计过程中，本领域的技术人员可以自行增加控制单元与驱动单元的数量以实现对多个或者多组LED负载的控制，当需要用到多个控制单元时，各个控制单元之间需要通过一个互联单元进行连接以实现控制信号的单向传输，图7为所述互联单元电路图。当出现上述情况时，其工作过程如下：信号隔离单元将输入的携带有控制LED驱动电路数据的差分信号转换为适合控制单元处理的多位数字信号，所述数字信号经过第一个控制单元时，被提取出前24位数据，剩下的信号数据通过互联单元传输到下一个控制单元，下一个控制单元再提取24位数据，如此类推，所有的控制单元根据所接收的数据，在其LED驱动控制芯片的PWM信号输出引脚向该引脚所连接的驱动单元输出规定占空比和频率的PWM脉冲控制信号，而所有的驱动单元有根据所接收的PWM脉冲控制信号对其所连接的LED负载进行控制。

进一步作为优选的实施方式，参照图6，为本实施例中的供电单元电路图，包括整流电路，滤波电路以及稳压电路。

具体地，所述整流电路是由4个二极管D2、D3、D4和D5组成的桥式全波整流电路；所述滤波电路则是由一个容值为1uF和一个容值为2200uF两个电容并联而组成，能更加有效滤除交流成分中的高频和低频杂波，使输出电压波形更为平滑；所述稳压电路包括稳压芯片及其外围电路，所述稳压芯片型号为78M05，用于将输入端一定范围值的电压转化规定值的电压并输出。图6中所示滤波电路与稳压电路之间接有一个二极管，利用二极管的单向导通特性起到防止稳压电路电流逆流的作用。由图6中可以看出供电单元向LED驱动电路各个单元电路所提供的电压接口分别有VCC和+5V接口。

当然能完成类似功能的不仅只有本实施例所述供电单元的电路结构，任何以输出实际所需电压为前提的各种电源电路均属于本实用新型的保护范围。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。