一种用于线性恒流驱动led的过压自适应调整电路的制作方法
【专利摘要】本发明属于电子电路技术领域，涉及一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路。本发明器件的电路，包括串联LED灯组模块、恒流模块、电压采样模块、减法器模块和调光模块；其中，串联LED灯组的正极接输入电源，负极接恒流模块和电压采样模块的输入端；恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定；电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压，电压采样模块的输出端接减法器模块的输入端；减法器模块的输出端接调光模块的输入端；调光模块的输出端接恒流模块的使能端，调光模块用于控制恒流模块的关断。本发明的有益效果为，能有效降低芯片功耗和温度，保护LED灯珠和器件，提升芯片对电压波动的适应范围。
【专利说明】
一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路
技术领域
[0001]本发明属于电子电路技术领域，涉及一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路。
【背景技术】
[0002]发光二极管LED现在被广泛应用于各个领域，它主要的优点在于体积小，功耗低，成本低。作为一种新的光源，需要对其进行专门的电驱动设计，目前主要的驱动方法有线性驱动和开关电源驱动。线性驱动的方式比较简单，具有电磁干扰EMI小、成本低等优势，在市面上占有很大的份额。但是在电源电压波动的情况下，芯片的输入电压会升高，导致驱动芯片功耗增加，造成芯片发烫甚至烧毁等问题。因此，对于恒流驱动的LED而言，具有过压保护电路可以很好地调节芯片的功耗以及保护驱动芯片。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路。
[0004]本发明的技术方案为:一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路，包括串联LED灯组模块、恒流模块、电压采样模块、减法器模块和调光模块;其中，串联LED灯组的正极接输入电源，负极接恒流模块和电压采样模块的输入端;恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定；电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压，电压采样模块的输出端接减法器模块的输入端;减法器模块的输出端接调光模块的输入端；调光模块的输出端接恒流模块的使能端，调光模块用于控制恒流模块的关断。
[0005]进一步的，所述恒流模块由具有使能端的误差放大器EA、驱动管匪1、电阻Rs构成；其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端接驱动管匪I的源极，输出端接驱动管的栅级，使能端EN接调光模块的输出端；驱动管NMl的源极通过电阻Rs接到地GND，漏极接串联LED灯组模块的输出端。
[0006]进一步的，电压采样模块由第一电阻Rl、第二电阻R2、齐纳二极管Zener构成；其中，第一电阻Rl的一端接串联LED灯组模块的输出端，另一端通过第二电阻R2接到地GND;齐纳二极管Zener与第二电阻R2并联，齐纳二极管Zener的正极接第一电阻Rl和第二电阻R2的连接点，其负极接到地GND。
[0007]进一步的，调光模块由第一比较器、反相器、第二比较器、锯齿波发生器、或门构成;其中，第一比较器的同相输入端接参考电位Vr，反相输入端Vin接减法器的输出端Vout，其输出端接锯齿波发生器的使能端ENl和反相器的输入端;反相器的输出端接或门的一个输入端;锯齿波的发生器的输出端接第二比较器的反向输入端;第二比较器的同向输入端接减法器的输出端，其输出端接或门的另一个输入端;或门的输出端恒流模块的使能端。
[0008]本发明的有益效果为，本发明器件电路中芯片输入电源电压升高，芯片功耗增大，芯片不会立即关断LED灯组，而是调节调光模块输出信号的占空比，改变恒流模块中驱动管的导通时间，以降低电流的平均值，进而降低芯片功耗和温度，保护了LED灯珠和器件，提升了芯片对电压波动的适应范围。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的一种线性恒流LED驱动的过压自适应调整电路的结构示意图；
[0010]图2是电压采样模块的具体电路结构示意图；
[0011]图3是图2所示电压采样模块输入输出电压示意图；
[0012]图4是调光模块结构示意图；
[0013]图5是调光模块输入端电压Vin与串联LED灯组模块输出端电压VD的关系，以及调光模块EN输出端输出信号的占空比与调光模块输入端电压Vin的关系。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，详细描述本发明的技术方案:
[0015]本发明的一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路，如图1所示，包括串联LED灯组模块、恒流模块、电压采样模块、减法器模块和调光模块;其中，串联LED灯组的正极接输入电源，负极接恒流模块和电压采样模块的输入端;恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定；电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压，电压采样模块的输出端接减法器模块的输入端;减法器模块的输出端接调光模块的输入端；调光模块的输出端接恒流模块的使能端，调光模块用于控制恒流模块的关断。所述恒流模块由具有使能端的误差放大器EA、驱动管匪1、电阻Rs构成；其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端接驱动管匪1的源极，输出端接驱动管的栅级，使能端EN接调光模块的输出端;驱动管匪I的源极通过电阻Rs接到地GND，漏极接串联LED灯组模块的输出端。减法器模块的输入端接电压采样模块的输出端，其输出端接调光模块的输入端。随着功率管NMl的漏端电压VD的上升，电压采样模块的输出Vl电压逐渐增大，减法器模块输出Vout = VDD-Vl逐渐增大。
[0016]如图2所示，电压采样模块由第一电阻Rl、第二电阻R2、齐纳二极管Zener构成;其中，第一电阻Rl的一端接串联LED灯组模块的输出端，另一端通过第二电阻R2接到地GND;齐纳二极管Zener与第二电阻R2并联，齐纳二极管Zener的正极接第一电阻Rl和第二电阻R2的连接点，其负极接到地GND。
[0017]如图4所示，调光模块由第一比较器、反相器、第二比较器、锯齿波发生器、或门构成;其中，第一比较器的同相输入端接参考电位Vr，反相输入端Vin接减法器的输出端Vout，其输出端接锯齿波发生器的使能端ENl和反相器的输入端;反相器的输出端接或门的一个输入端;锯齿波的发生器的输出端接第二比较器的反向输入端;第二比较器的同向输入端接减法器的输出端，其输出端接或门的另一个输入端;或门的输出端恒流模块的使能端。
[0018]本发明的工作原理是:
[0019]当输入电源电压正常时，串联LED灯组输出电压为VD，VD经过电压采样模块中的Rl和R2分压后输出电压为VI，则减法器的输入端电压为VI，减法器模块的输出端电压为Vout=VDD-Vl，其中VDD为减法器模块的电源端电压；调光模块的输入电压为Vout，S卩调光模块中比较器I的反向输入端Vin = Vout,调光模块中比较器I的同向输入端电压为参考电压Vr，此时Vr<Vin，则比较器I的输出端ENl输出低电平，ENl经过反相器I后变为高电平到达或门的输入端，则或门的输出端EN输出高电平;或门的输出端与恒流模块的使能端相连，此时恒流模块的使能端为高电平，恒流模块正常工作；
[0020]当输入电源电压升高时，串联LED灯组的输出端电压VD升高。对于恒流模块，匪I管工作于饱和区，升高的电压降在恒流模块中驱动管NMl的漏源两极间，流过NMl管的电流不变。由于VD升高，VD经过电压采样模块中Rl和R2分压后的输出电压Vl增大，其中电压采样模块中的齐纳二极管Zener用来防止Vl过大；由于Vl增大，减法器模块的输出电压为Vout =VDD-Vl减小；调光模块的输入电压为Vout，S卩调光模块中比较器I的反向输入端电压Vin =Vout减小，有比较器I同向输入端参考电压Vr > Vin，则比较器I的输出端ENl输出高电平，经过反相器I后变为高电平到达或门的一个输入端。同时，ENl使能锯齿波发生器，调光模块中比较器2的同向输入端为Vin，反向输入端输入锯齿波信号，则比较器2输出端信号为方波信号；比较器2输出的方波信号输入到或门的输入端，则或门输出信号为方波信号，即调光模块的输出信号为方波信号。当调光模块输出的方波信号为高电平时使能恒流模块，串联LED灯组模块工作。如图4所示，VD越大，比较器2同向输入端Vin电压越小，调光模块输出端EN输出信号的占空比越小，则一个周期内串联LED灯组模块工作时间越短，降低了电流平均值，进而降低功耗和芯片温度，实现过压保护的功效。
【主权项】
1.一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路，包括串联LED灯组模块、恒流模块、电压采样模块、减法器模块和调光模块;其中，串联LED灯组的正极接输入电源，负极接恒流模块和电压采样模块的输入端;恒流模块用于使流过串联LED灯组模块的电流恒定；电压采样模块采样串联LED灯组模块的输出端电压，电压采样模块的输出端接减法器模块的输入端;减法器模块的输出端接调光模块的输入端；调光模块的输出端接恒流模块的使能端，调光模块用于控制恒流模块的关断。2.根据权利要求1所述的一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路，其特征在于，所述恒流模块由具有使能端的误差放大器EA、驱动管NM1、电阻Rs构成;其中，误差放大器EA的同向输入端接参考电位Vref，反向输入端接驱动管NMl的源极，输出端接驱动管的栅级，使能端EN接调光模块的输出端；驱动管匪I的源极通过电阻Rs接到地GND，漏极接串联LED灯组模块的输出端。3.根据权利要求2所述的一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路，其特征在于，电压采样模块由第一电阻R1、第二电阻R2、齐纳二极管Zener构成；其中，第一电阻Rl的一端接串联LED灯组模块的输出端，另一端通过第二电阻R2接到地GND ；齐纳二极管Zener与第二电阻R2并联，齐纳二极管Zener的正极接第一电阻Rl和第二电阻R2的连接点，其负极接到地GND。4.根据权利要求3所述的一种用于线性恒流驱动LED的过压自适应调整电路，其特征在于，调光模块由第一比较器、反相器、第二比较器、锯齿波发生器、或门构成;其中，第一比较器的同相输入端接参考电位Vr，反相输入端Vin接减法器的输出端Vout，其输出端接锯齿波发生器的使能端ENl和反相器的输入端;反相器的输出端接或门的一个输入端;锯齿波的发生器的输出端接第二比较器的反向输入端;第二比较器的同向输入端接减法器的输出端，其输出端接或门的另一个输入端;或门的输出端恒流模块的使能端。
【文档编号】H05B33/08GK105916239SQ201610284657
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】李泽宏, 汪榕
【申请人】电子科技大学