一种新型自适应光源电压恒流控制器的制作方法

文档序号:13940730
一种新型自适应光源电压恒流控制器的制作方法

本实用新型涉及光源装置技术领域,具体涉及一种可以适应不同LED电压的恒流控制电路结构。



背景技术:

LED因省电、电压低、效率高、寿命长等优点而得到越来越广泛应用,包括普通照明、检测光源、商业照明等领域。但是,目前市面上的LED恒流控制器都是定输入电压,控制定电压光源,点亮一个LED和点亮若干个LED时的效率不同,LED组串两端电压与输入电压的差越大,效率越低,发热越大,当电压差太大时会直接烧坏LED。因此,目前对于LED的恒流控制电路结构是存在明显缺陷的。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是现有技术的缺陷,提供一种新型自适应光源电压恒流控制器,以改善LED的效率,提高电路的稳定性,同时简化LED灯板内部限流电阻的设计,提高对不同LED灯具控制的适应性。

为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:一种新型自适应光源电压恒流控制器,其特征在于:该控制器包括有单片机控制部分和输出控制部分,单片机控制部分采用芯片U14作为控制芯片,其型号为STM32F103C;而输出控制部分包括有驱动及检测部分和电压调节部分,其中驱动及检测部分包括有LED驱动电路和电压检测反馈电路,电压调节部分、LED驱动电路和电压检测反馈电路分别连接控制芯片U14;电压调节部分包括有运算放大器U2B,运算放大器U2B的同相端Vx连接控制芯片U14的PB7脚,而运算放大器U2B的输出端则连接稳压芯片U1的ADJ脚形成电压调节电路;稳压芯片U1的型号为LM1085IT-ADJ,稳压芯片U1的IN脚接24V电源,而其OUT脚连接LED驱动电路的驱动芯片U4,而其IN脚与OUT脚之间跨接有反相连接的二极管D2;

驱动芯片U4的DIM脚接控制芯片U14的PB6脚,驱动芯片U4的SW脚连接一电感L1,电感L1的另一端与驱动芯片U4的CSN脚之间形成用于接入LED的OutPut+和OutPut-接入端;电压检测反馈电路包括有一运算放大器U2C,运算放大器U2C的同相端和反相端分别连接OutPut+点和OutPut-点,而运算放大器U2C的输出端连接电阻R18,电阻R18串联电阻R19,在电阻R18和电阻R19之间具有一VO输出点,该VO输出点连接控制芯片U14的PB12脚;电阻R19接地。

进一步地,所述驱动芯片U4的型号为PT4115-89E,其VIN脚与SW脚之间跨接有反相连接的二极管D3;而驱动芯片U4的CSN脚与VIN脚之间接有恒流采用电阻R15,驱动芯片U4的VIN脚通过电容C3接地;OutPut+点和OutPut-点之间接有电容C4。

进一步地,运算放大器U2C的同相端与接入的LED之间连接有电阻R14,且该同相端通过电阻R13接地;运算放大器U2C的反相端与接入的LED之间连接有电阻R17,且该反相端与运算放大器U2C的输出端之间跨接有电阻R16。

进一步地,所述运算放大器U2B的输出端与反相端之间跨接有电阻R12,而该反相端通过电阻R11接地。

工作原理:当OutPut+点和OutPut-点之间没有接入LED光源时,电阻R18与电阻R19之间的V0输出点输出一个高电平3.3V给控制芯片U14的MCU,MCU输出PWM为最大,输出Vx也为最大,等待LED接入。

当OutPut+点和OutPut-点之间接入LED光源时,电阻R18和电阻R19之间的V0输出点输出一个低于3.3V的电信号给控制芯片U14的MCU,MCU输出PWM仍为最大,MCU启动输出Vx,Vx经过运算放大器U2B放大后控制稳压芯片U3进行电压输出,Vx从低到高输出,当Vx输出到V0输出点的电压不再变化时,此电压就为LED两端的最近电压,此时效率最高,发热最小。

电阻R15为恒流采样电阻,电流输出公式为I=0.1/R15。

每次更换LED时,VO输出端都会检测到一个数据,调整稳压芯片U1的输出,以到达电源使用最高效率,同时也防止LED瞬间过高的电压导致LED损坏。每更换一次LED光源时,MCU都会给出最佳的驱动LED电压,以达到最佳的电能转换效率;最大电流由电阻R15控制定电流值,通过改变PWM值到达调光效果。

本实用新型通过设计特殊结构的电压调节部分、LED驱动电路和电压检测反馈电路,同时配以单片机STM32F103C进行控制,使得在更换LED时,电压检测反馈电路的VO输出端会检测电压值,并反馈给单片机,再通过单片机控制电压调节部分的电压输出,最终达到最佳的驱动LED电压,实现最佳的电能转换效率,降低LED的发热量,提高电路的稳定性,同时简化LED灯板内部对于限流电阻的设计,提高对不同LED灯具控制的适应性。

附图说明

图1为本实用新型输出部分电路原理图;

图2为本实用新型单片机系统接线图。

具体实施方式

本实施例中,参照图1和图2,所述新型自适应光源电压恒流控制器,该控制器包括有单片机控制部分和输出控制部分,单片机控制部分采用芯片U14作为控制芯片,其型号为STM32F103C;而输出控制部分包括有驱动及检测部分和电压调节部分,其中驱动及检测部分包括有LED驱动电路和电压检测反馈电路,电压调节部分、LED驱动电路和电压检测反馈电路分别连接控制芯片U14;电压调节部分包括有运算放大器U2B,运算放大器U2B的同相端Vx连接控制芯片U14的PB7脚,而运算放大器U2B的输出端则连接稳压芯片U1的ADJ脚形成电压调节电路;稳压芯片U1的型号为LM1085IT-ADJ,稳压芯片U1的IN脚接24V电源,而其OUT脚连接LED驱动电路的驱动芯片U4,而其IN脚与OUT脚之间跨接有反相连接的二极管D2;

驱动芯片U4的DIM脚接控制芯片U14的PB6脚,驱动芯片U4的SW脚连接一电感L1,电感L1的另一端与驱动芯片U4的CSN脚之间形成用于接入LED的OutPut+和OutPut-接入端;电压检测反馈电路包括有一运算放大器U2C,运算放大器U2C的同相端和反相端分别连接OutPut+点和OutPut-点,而运算放大器U2C的输出端连接电阻R18,电阻R18串联电阻R19,在电阻R18和电阻R19之间具有一VO输出点,该VO输出点连接控制芯片U14的PB12脚;电阻R19接地。

所述驱动芯片U4的型号为PT4115-89E,其VIN脚与SW脚之间跨接有反相连接的二极管D3;而驱动芯片U4的CSN脚与VIN脚之间接有恒流采用电阻R15,驱动芯片U4的VIN脚通过电容C3接地;OutPut+点和OutPut-点之间接有电容C4。

运算放大器U2C的同相端与接入的LED之间连接有电阻R14,且该同相端通过电阻R13接地;运算放大器U2C的反相端与接入的LED之间连接有电阻R17,且该反相端与运算放大器U2C的输出端之间跨接有电阻R16。

所述运算放大器U2B的输出端与反相端之间跨接有电阻R12,而该反相端通过电阻R11接地。

工作原理:当OutPut+点和OutPut-点之间没有接入LED光源时,电阻R18与电阻R19之间的V0输出点输出一个高电平3.3V给控制芯片U14的MCU,MCU输出PWM为最大,输出Vx也为最大,等待LED接入。

当OutPut+点和OutPut-点之间接入LED光源时,电阻R18和电阻R19之间的V0输出点输出一个低于3.3V的电信号给控制芯片U14的MCU,MCU输出PWM仍为最大,MCU启动输出Vx,Vx经过运算放大器U2B放大后控制稳压芯片U3进行电压输出,Vx从低到高输出,当Vx输出到V0输出点的电压不再变化时,此电压就为LED两端的最近电压,此时效率最高,发热最小。

电阻R15为恒流采样电阻,电流输出公式为I=0.1/R15。

每次更换LED时,VO输出端都会检测到一个数据,调整稳压芯片U1的输出,以到达电源使用最高效率,同时也防止LED瞬间过高的电压导致LED损坏。每更换一次LED光源时,MCU都会给出最佳的驱动LED电压,以达到最佳的电能转换效率;最大电流由电阻R15控制定电流值,通过改变PWM值到达调光效果。

以上已将本实用新型做一详细说明,以上所述,仅为本实用新型之较佳实施例而已,当不能限定本实用新型实施范围,即凡依本申请范围所作均等变化与修饰,皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1