本实用新型涉及LED驱动电路。
背景技术：
LED具有体积小、亮度高、颜色种类丰富、色度纯、功耗低、寿命长等特点，因此被广泛应用于汽车领域，如汽车的前照灯、雾灯、牌照灯、倒车灯、制动灯、转向灯、示位灯、示廓灯、日行灯等都采用了LED。
在现有的LED驱动电路技术中，系统开启及关闭功能、低压模式功能、过热保护功能都是依赖单片机内的软件策略来实现。对于系统开启及关闭功能，现有技术一般利用单片机的AD采样对供电电源进行采样，内部软件设定电压工作点，将采样值与电压设定值对比从而控制硬件电路是否工作；对于低压模式功能，现有技术一般利用单片机的AD采样对供电电源进行采样，当采样值小于设定电压值时，软件设定对应的输出电流，从而降低输出功率达到保护电路的目的；对于过热保护功能，现有技术一般利用单片机的AD采样对热敏电阻的电压进行采样，内部软件对采样到的电压值分段处理，最后控制不同温度时输出不同的电流，从而减小输出功率达到保护电路的目的。以上现有技术由于都依赖于单片机及其内部相应的软件，导致软件编程的工作量较大，不仅开发效率低，而且增加了产品的制造成本。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于纯硬件的LED驱动电路，其通过现有的LED驱动芯片控制LED的驱动，并且在LED驱动电路的输入电压过低时能够调低输出给LED灯串的电流，以实现低压保护的功能。
本实用新型所要解决的进一步的技术问题在于提供一种具有过热保护功能的纯硬件LED驱动电路。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
纯硬件LED驱动电路，包括电压输入端、电压输出端、外部电阻连接端、DC/DC变换电路、LED驱动芯片、供电电源和分压电阻；LED驱动芯片具有PWM输出端及电流调节端；电压输入端和电压输出端分别用于连接外部电源和LED灯串；外部电阻连接端具有电阻连接正极端子和电阻连接负极端子，电阻连接正极端子分别与LED驱动芯片的电流调节端和分压电阻的一端相连，分压电阻的另一端与供电电源的输出端连接，电阻连接负极端子接地，且电阻连接正极端子和电阻连接负极端子分别用于连接外部电阻的两端；流过LED灯串的电流与LED驱动芯片的电流调节端的输入电压成正比；DC/DC变换电路的输入端连接于电压输入端，DC/DC变换电路的控制端连接于LED驱动芯片的PWM输出端，DC/DC变换电路的输出端连接电压输出端；其特点在于，纯硬件LED驱动电路包括低压保护电路；低压保护电路包括调节电阻、第一开关电路和开关控制电路；调节电阻的一端分别与电阻连接正极端子和LED驱动芯片的电流调节端连接，调节电阻的另一端与第一开关电路的第一导通端连接，第一开关电路的第二导通端连接电阻连接负极端子；开关控制电路用于检测电压输入端的输入电压，在检测到电压输入端的输入电压高于等于预设的电压时控制第一开关电路断开，在检测到电压输入端的输入电压低于预设的电压时控制第一开关电路导通，以使调节电阻与外部电阻形成并联。
进一步地，上述的纯硬件LED驱动电路还包括过热保护电路，过热保护电路包括NTC热敏电阻，NTC热敏电阻的一端分别连接于LED驱动芯片的电流调节端、分压电阻的一端和电阻连接正极端子，NTC热敏电阻的另一端连接电阻连接负极端子。
采用上述技术方案后，本实用新型至少具有以下技术效果：
1、与现有技术相比，本实用新型减少了单片机及其外围器件，实现了通过纯硬件电路驱动LED，大大节省了成本，同时减少了软件编程的工作，提高了开发效率；
2、本实用新型利用LED驱动芯片的一个端口实现了低电压保护、过热保护和电流控制的功能，使LED驱动电路的整体电路结构更加简单紧凑。
附图说明
图1示出了根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路的原理框图。
图2示出了根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
图1和图2示出了根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路的电路原理。请参考图1和图2。根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路，包括电压输入端11、电压输出端12、外部电阻连接端13、DC/DC变换电路2、LED驱动芯片3、低压保护电路4、供电电源VDD和分压电阻R233。
LED驱动芯片3具有PWM输出端GATE、电流调节端IADJ、调光控制端DIM/PWM、电压测量端OV、同相电流测量端CSP和反相电流测量端CSN。LED驱动芯片3具有如下特性：电流调节端IADJ的电压与LED中电流大小一一对应，即通过调节电流调节端IADJ的电压可以调节LED灯串102中电流大小。优选的，LED驱动芯片可以为德州仪器公司生产的型号为TPS92691或TPS92692的LED驱动芯片，在图中的示例中，选用的是型号为TPS92692的LED驱动芯片。
电压输入端11和电压输出端12分别用于连接外部电源101和LED灯串102。外部电源101为整个LED驱动电路供电。电压输入端11具有电压输入正极连接端子111、电压输入负极连接端子112以及输入滤波电容C201，输入滤波电容C201的两端分别连接电压输入正极连接端子111和电压输入负极连接端子112。电压输出端12具有LED阳极连接端子121、LED阴极连接端子122以及输出滤波电容C211，输出滤波电容C211的两端分别连接LED阳极连接端子121和LED阴极连接端子122。
外部电阻连接端13具有电阻连接正极端子131和电阻连接负极端子132，电阻连接正极端子131分别与LED驱动芯片的电流调节端IADJ和分压电阻R233的一端相连，分压电阻R233的另一端与供电电源VDD的输出端连接，电阻连接负极端子132接地，且电阻连接正极端子131和电阻连接负极端子132用于分别连接外部电阻Rcod的两端。不同阻值的外部电阻Rcod产生对应的电流调节端IADJ的输入电压VIADJ，VIADJ与输出给LED灯串102的电流ILED成正比关系，即外部电阻Rcod与ILED一一对应，并且为LED灯串提供恒定可调的电流。
DC/DC变换电路2的输入端连接于电压输入端11，DC/DC变换电路2的控制端连接于LED驱动芯片3的PWM输出端GATE，DC/DC变换电路2的输出端连接电压输出端12。PWM输出端GATE输出的不同占空比的PWM信号可以控制DC/DC变换电路2产生不同的电压，因此可以驱动LED灯串102中不同颗数的LED。
进一步地，根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路包括防反接电路91、输入滤波电路92和输出滤波电路93。防反接电路91的输入端与电压输入端11连接，防反接电路91的输出端与输入滤波电路92的输入端连接，输入滤波电路92的输出端与DC/DC变换电路2的输入端连接。输出滤波电路93的输入端与DC/DC变换电路2的输出端连接，输出滤波电路93的输出端与电压输出端12连接。防反接电路91主要包括PMOS管Q201，输入滤波电路92和输出滤波电路93均为π型滤波电路。
低压保护电路4包括调节电阻R239、第一开关电路41和开关控制电路。调节电阻R239的一端分别与电阻连接正极端子131和LED驱动芯片3的电流调节端IADJ连接，调节电阻R239的另一端与第一开关电路41的第一导通端连接，第一开关电路41的第二导通端连接电阻连接负极端子132。开关控制电路用于检测电压输入端11的输入电压，在检测到电压输入端11的输入电压高于等于预设的电压时控制第一开关电路41断开，在检测到电压输入端11的输入电压低于预设的电压时控制第一开关电路41导通，以使调节电阻R239与外部电阻Rcod形成并联。
开关控制电路包括开关控制电路电源、限流电阻R245、第二开关电路42和第一分压电路43。在本实施例中，开关控制电路电源和供电电源共用同一个电源。开关控制电路电源VDD与限流电阻R245串联后连接第二开关电路42的第一导通端，第二开关电路42的第二导通端连接电阻连接负极端子132。限流电阻R245与第二开关电路第一导通端的共接点连接第一开关电路41的控制端。第一分压电路43的输入端与电压输入端11连接，用于对电压输入端11的输入电压VBAT进行分压；第一分压电路43的输出端与第二开关电路42的控制端连接，第一分压电路43的输出电压在电压输入端的输入电压VBAT高于等于预设的电压时大于等于第二开关电路42的开启电压，以使第二开关电路42导通、继而使得第一开关电路41保持断开，第一分压电路43的输出电压在电压输入端的输入电压VBAT低于预设的电压时小于第二开关电路42的开启电压，以使第二开关电路断开、继而使得第一开关电路41导通。
在本实施例中，第一开关电路41和第二开关电路42分别由第一NMOS管和第二NMOS管构成，各NMOS管的栅极、漏极和源极分别构成控制端、第一导通端和第二导通端。第一NMOS管和第二NMOS管还可以由一个双路NMOS器件Q203代替。第一分压电路43包括彼此串联的第一电阻R241和第二电阻242。第一电阻R241的一端作为低压保护电路4的输入端与外部电源101连接，另一端与第二NMOS管的栅极相连，第二NMOS管的漏极与第一NMOS的栅极相连，第一NMOS的源极与第二NMOS的源极连接到电阻连接负极端子132。调节电阻R239的一端与电流调节端IADJ连接，另一端与第一NMOS管的漏极连接。当外部电源101经电阻R241和R242分压后的电压(即第二NMOS管的栅极电压)低于第二NMOS管的开启电压时，第二NMOS管保持断开、继而开关控制电路电源VDD使得第一NMOS管的漏极和源极导通，调节电阻R239连接到地，与上述外部电阻Rcod并联，并联产生的电压作用于电流调节端IADJ，ILED降低，起到当输入电压过低，导致输入电流过高时对电路进行保护。
进一步地，根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路包括过热保护电路5，过热保护电路5包括NTC热敏电阻R240，NTC热敏电阻R240的一端分别连接于LED驱动芯片3的电流调节端IADJ、分压电阻R233的一端和电阻连接正极端子131，NTC热敏电阻R240的另一端连接电阻连接负极端子132。NTC热敏电阻R240与外部电阻Rcod并联，并联后产生的电压作用于电流调节端IADJ，PCB温度越高，NTC热敏电阻的阻值越小，则电流调节端IADJ的电压越低，因此ILED越低，起到保护电路的作用。
进一步地，根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路包括系统开启关闭电路6，系统开启关闭电路6包括第二分压电路，第二分压电路的输入端与电压输入端11连接，用于对电压输入端11的输入电压VBAT进行分压；第二分压电路的输出端与LED驱动芯片3的调光控制端DIM/PWM连接。LED驱动芯片3在调光控制端DIM/PWM的输入电压大于LED驱动芯片第一内部参考电压时工作，在调光控制端DIM/PWM的输入电压小于LED驱动芯片第一内部参考电压时不工作。本实施例中，第二分压电路包括彼此串联的第三电阻R230和第四电阻231。第三电阻R230一端作为输入端与外部电源连接，第三电阻R230另一端作为输出端与调光控制端DIM/PWM连接。第二分压电路为整个LED驱动电路设置了一工作电压点，即当外部电源电压大于这一工作电压点时，整个LED驱动电路可工作，反之不工作。当LED驱动芯片选择德州仪器公司TPS92692型时，LED驱动芯片第一内部参考电压由电阻R227决定。
进一步地，根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路包括输出过压保护电路7，输出过压保护电路包括第三分压电路，第三分压电路的输入端与电压输出端12连接，用于对电压输出端12的输出电压Vout进行分压；第三分压电路12的输出端与LED驱动芯片3的电压测量端OV连接。LED驱动芯片3在电压测量端OV的输入电压大于LED驱动芯片第二内部参考电压时不工作，在电压测量端OV的输入电压小于LED驱动芯片第二内部参考电压时工作。
进一步地，根据本实用新型一实施例的纯硬件LED驱动电路包括电流检测电阻R208，电流检测电阻R208串联在DC/DC变换电路2的输出端与电压输出端12之间，电流检测电阻R208的两端分别连接同相电流测量端CSP和反相电流测量端CSN。当LED驱动芯片3为德州仪器公司的TPS92691、TPS92692型时，ILED＝VIADJ/(14*Rcs)，Rcs为电流检测电阻R208的阻值，即外部电阻Rcod与ILED一一对应，并且为LED灯串提供恒定可调的电流。
与现有技术相比，本实用新型减少了单片机及其外围器件，实现了通过纯硬件电路驱动LED，大大节省了成本，同时减少了软件编程的工作，提高了开发效率。