专利名称：智能数控led恒流驱动电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED驱动电源，尤其涉及一种智能数控LED恒流驱动电源。
背景技术：
LED驱动电源按驱动方式可分为恒流式和恒压式。恒流驱动电源输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值越大，输出电压也就越高。恒流驱动电源是驱动LED较为理想的一种电源，不因LED温度上升而引起电流增加，防止PN结恶性升温，延长LED灯的使用寿命。LED恒流驱动电源有电阻、电容降压方式驱动电源、RCC降压方式开关电源及PWM控制方式开关电源等。电阻、电容降压方式驱动电源和RCC降压方式开关电源不能从根本上解决LED PN结的负温度效应，即PN结半导体器件正向导通后，结电压随环境温度上升而下降，称PN结的负温度效应，而且也不能广泛应用于低电压应用场合。PWM控制方式开关电源主要由四部分组成，包括输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分和开关能量转换部分，其虽然具有输出电压或者电流稳定、效率高等优点，但是不能实现恒流源电流步进可调，使用不够灵活，也不适合低电压应用，在电源智能控制方面还存在欠缺。
发明内容本实用新型主要解决原有LED恒流驱动电源不能从根本上解决LED PN结的负温度效应，不能实现恒流源电流步进可调，使用不够灵活，也不适合低电压应用，在电源智能控制方面还存在欠缺的技术问题；提供一种智能数控LED恒流驱动电源，其很好地解决了LED PN结的负温度效应，可用于各类低电压LED驱动场合，具有LED驱动电压低、驱动电流可控、电流精度高、可移植性等优点。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本实用新型包括微处理单元、输出电流设置单元、恒流控制单元、按键单元和显示单元，输出电流设置单元、按键单元和显示单元分别与微处理单元相连，输出电流设置单元又和所述的恒流控制单元相连，恒流控制单元再和LED单元相连。通过按键单元进行电流等工作状态的设定，相关参数由显示单元显示，微处理单元根据按键单元的设定，经过分析和处理，发出控制信号给输出电流设置单元，将输出电流控制到设定状态，输出电流设置单元输出信号给恒流控制单元，由恒流控制单元发出信号驱动LED单元点亮。LED驱动电流可控可调，电流精度高，很好地解决了 LED PN结的负温度效应，可用于各类低电压LED驱动场合，如医疗器械产品、TFT背光控制和LED照明等。作为优选，所述的微处理单元采用单片机U4及其外围电路，所述的输出电流设置单元包括若干片模拟开关芯片，所述的恒流控制单元包括恒流驱动芯片U3，若干片模拟开关芯片的输入端分别和单片机U4的输出端相连，若干片模拟开关芯片的输出端均和恒流驱动芯片U3的输入端相连，恒流驱动芯片U3的输出端和所述的LED单元相连。由微处理单元输出信号控制模拟开关芯片的开关通道选择，再控制可调恒流驱动芯片，实现输出电流步进可调和档位调节。改变模拟开关芯片的数量，即可改变输出电流的可调步进量。作为优选，所述的单片机U4采用STC89LE51RC单片机，所述的输出电流设置单元包括模拟开关芯片Ul和模拟开关芯片U2，模拟开关芯片Ul和模拟开关芯片U2均采用ADG811模拟开关芯片，所述的恒流驱动芯片U3采用AP8836恒流驱动芯片；单片机U4的I脚、2脚、3脚、4脚分别和模拟开关芯片Ul的I脚、16脚、9脚、8脚相连，单片机U4的5脚、6脚、7脚、8脚分别和模拟开关芯片U2的I脚、16脚、9脚、8脚相连，模拟开关芯片Ul的2脚、15脚、10脚和7脚均接地，模拟开关芯片U2的2脚经电阻Rl接地，模拟开关芯片U2的15脚经电阻R2接地，模拟开关芯片U2的10脚经电阻R3接地，模拟开关芯片U2的7脚经电阻R4接地，模拟开关芯片Ul的3脚、14脚、11脚和6脚及模拟开关芯片U2的3脚、14脚、11脚和6脚均和恒流驱动芯片U3的I脚相连，恒流驱动芯片U3的5脚和所述的LED单元相连。采用两片ADG811模拟开关芯片，即可实现输出电流范围10mA-400mA可调，以IOmA步进，输出电流精度可以做到±1%。由于该模拟开关的单通道允许持续电流可以做到300mA，所以在IOmA 400mA可调范围内，对外接输出电流设定电阻的功率无特殊要求，只需要选择外接电阻的精度即可。两个ADG811模拟开关芯片即可实现IOmA 400mA可调范围，电路可移植性强，适当增加ADG811模拟开关芯片的数量，即可将输出电流做到I IOmA步进。采用AP8836恒流驱动芯片，实现输出电流IOmA 400mA以10mA/100mA连续可调。作为优选，所述的按键单元包括按键SW2和电阻R22的串联电路、按键SW3和电阻R23的串联电路、按键SW4和电阻R24的串联电路及按键SW5和电阻R25的串联电路，四个串联电路相并联构成并联电路，该并联电路的一端接电压VCC，该并联电路的另一端接地，按键SW2和电阻R22的连接点与所述的单片机U4的24脚相连，按键SW3和电阻R23的连接点与所述的单片机U4的23脚相连，按键SW4和电阻R24的连接点与所述的单片机U4的22脚相连，按键SW5和电阻R25的连接点与所述的单片机U4的21脚相连。通过按键单元实现开关机、步进调节和档位调节(IOmA步进还是IOOmA步进)，使用方便。作为优选，所述的显示单元包括数码管芯片U5，数码管芯片U5采用LED-SEG8-A数码管芯片，所述的单片机U4的32 39脚分别和数码管芯片U5的3脚、5脚、10脚、I脚、2脚、4脚、7脚、11脚相连，数码管芯片U5的3脚、5脚、10脚、I脚、2脚、4脚、7脚、11脚分别经电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14接电压VCC，数码管芯片U5的12脚和三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的基极经电阻R18和单片机U4的28脚相连，数码管芯片U5的9脚和三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的基极经电阻R17和单片机U4的27脚相连，数码管芯片U5的8脚和三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的基极经电阻R16和单片机U4的26脚相连，数码管芯片U5的6脚和三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的基极经电阻R15和单片机U4的25脚相连，三极管Q4、三极管Q3、三极管Q2和三极管Q5的发射极均和电压VCC相连。采用数码管显示，结构简单，显示清楚，成本较低。作为优选，所述的单片机U4的14脚和电压VCC间连接有发光二极管D33和电阻R19的串联电路，单片机U4的15脚和电压VCC间连接有发光二极管D32和电阻R20的串联电路，单片机U4的16脚和电压VCC间连接有发光二极管D31和电阻R21的串联电路。发光二极管D31，可采用绿灯，点亮表示系统工作正常，如系统上电后显示绿灯、步进操作未超限。发光二极管D32，可采用红灯，点亮表示系统设置电流高于400mA，此时系统提供不了400mA电流，红灯亮报警指示。发光二极管D33，可采用黄灯，点亮表示系统设置电流低于10mA，此时系统提供不了 IOmA电流，黄灯亮报警指示。作为优选，所述的LED单元包括若干个LED灯珠的并联电路，LED灯珠的负极和所述的恒流驱动芯片U3的输出端相连，LED灯珠的正极和电压VCC相连。本实用新型的有益效果是很好地解决了 LED PN结的负温度效应，输出电流步进可调，具有LED驱动电压低、驱动电流可调可控、电流精度高、可移植性等优点，可用于各类低电压LED驱动场合。
图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。图2是本实用新型的一种电路原理图。图中1.微处理单元，2.输出电流设置单元，3.恒流控制单元，4.按键单元，5.显示单元，6. LED单元。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的智能数控LED恒流驱动电源,如图1所示,包括微处理单元1、输出电流设置单元2、恒流控制单元3、按键单元4和显示单元5，输出电流设置单元2、按键单元4和显示单元5分别与微处理单元I相连，输出电流设置单元2又和恒流控制单元3相连，恒流控制单元3再和LED单元6相连。本实施例中，如图2所示，微处理单元I采用单片机U4及其外围电路，单片机U4采用STC89LE51RC单片机；输出电流设置单元2包括模拟开关芯片Ul和模拟开关芯片U2，模拟开关芯片Ul和模拟开关芯片U2均采用ADG811模拟开关芯片；恒流控制单元3包括恒流驱动芯片U3，恒流驱动芯片U3采用AP8836恒流驱动芯片；LED单元6包括多个LED灯珠的并联电路。单片机U4的I脚、2脚、3脚、4脚分别和模拟开关芯片Ul的I脚、16脚、9脚、8脚相连，单片机U4的5脚、6脚、7脚、8脚分别和模拟开关芯片U2的I脚、16脚、9脚、8脚相连，模拟开关芯片Ul的2脚、15脚、10脚和7脚均接地，模拟开关芯片U2的2脚经电阻Rl接地，模拟开关芯片U2的15脚经电阻R2接地，模拟开关芯片U2的10脚经电阻R3接地，模拟开关芯片U2的7脚经电阻R4接地，模拟开关芯片Ul的3脚、14脚、11脚和6脚及模拟开关芯片U2的3脚、14脚、11脚和6脚均和恒流驱动芯片U3的I脚相连，恒流驱动芯片U3的5脚和LED灯珠的负极相连，LED灯珠的正极和电压VCC相连。如图2所示，按键单元4包括按键SW2和电阻R22的串联电路、按键SW3和电阻R23的串联电路、按键SW4和电阻R24的串联电路及按键SW5和电阻R25的串联电路，四个串联电路相并联构成并联电路，该并联电路的一端接电压VCC，该并联电路的另一端接地，按键SW2和电阻R22的连接点与单片机U4的24脚相连，按键SW3和电阻R23的连接点与单片机U4的23脚相连，按键SW4和电阻R24的连接点与单片机U4的22脚相连，按键SW5和电阻R25的连接点与单片机U4的21脚相连。显示单元5包括数码管芯片U5，数码管芯片U5采用LED-SEG8-A数码管芯片，单片机U4的32 39脚分别和数码管芯片U5的3脚、5脚、10脚、I脚、2脚、4脚、7脚、11脚相连，数码管芯片U5的3脚、5脚、10脚、I脚、2脚、4脚、7脚、11脚分别经电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14接电压VCC，数码管芯片U5的12脚和三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的基极经电阻R18和单片机U4的28脚相连，数码管芯片U5的9脚和三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的基极经电阻R17和单片机U4的27脚相连，数码管芯片U5的8脚和三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的基极经电阻R16和单片机U4的26脚相连，数码管芯片U5的6脚和三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的基极经电阻R15和单片机U4的25脚相连，三极管Q4、三极管Q3、三极管Q2和三极管Q5的发射极均和电压VCC相连。单片机U4的14脚和电压VCC间连接有发光二极管D33和电阻R19的串联电路，单片机U4的15脚和电压VCC间连接有发光二极管D32和电阻R20的串联电路，单片机U4的16脚和电压VCC间连接有发光二极管D31和电阻R21的串联电路。通过按键单元进行工作状态及功能设定，如开关机、步进调节和档位调节(IOmA步进还是IOOmA步进)，采用STC89LE51 RC单片机，实现高性能ADG811模拟开关芯片的 通道切换和电流设定，输出电流由数码管芯片显示，采用高性能的四通道ADG811模拟开关芯片，充分利用ADG811模拟开关芯片的
式Bi =0·^并且误差不超过±1%的特性，故输出电流精度可以做到±1%。由于该模拟开
关的单通道允许持续电流可以做到300mA，两个ADG811模拟开关芯片即可实现输出电流10mA-400mA可调。系统内部自带软启动、过热保护、低压保护等功能，方便移植到低电压应用场合，如医疗器械产品、TFT背光控制、LED照明等。本实用新型有效解决LED的PN结的负温度效应，降低功耗，LED驱动电压低，驱动电流可控可调，输出电流可数字设定和实时显示，输出电流精度高。以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳方案，并非对本实用新型做任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。 本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.一种智能数控LED恒流驱动电源，其特征在于包括微处理单元(I )、输出电流设置单元(2)、恒流控制单元(3)、按键单元(4)和显示单元(5)，输出电流设置单元(2)、按键单元(4)和显示单元(5)分别与微处理单元(I)相连，输出电流设置单元(2)又和所述的恒流控制单元(3)相连，恒流控制单元(3)再和LED单元(6)相连。
2.根据权利要求1所述的智能数控LED恒流驱动电源，其特征在于所述的微处理单元(I)采用单片机U4及其外围电路，所述的输出电流设置单元(2)包括若干片模拟开关芯片，所述的恒流控制单元(3)包括恒流驱动芯片U3，若干片模拟开关芯片的输入端分别和单片机U4的输出端相连，若干片模拟开关芯片的输出端均和恒流驱动芯片U3的输入端相连，恒流驱动芯片U3的输出端和所述的LED单元(6)相连。
3.根据权利要求2所述的智能数控LED恒流驱动电源，其特征在于所述的单片机U4采用STC89LE51RC单片机，所述的输出电流设置单元(2)包括模拟开关芯片Ul和模拟开关芯片U2，模拟开关芯片Ul和模拟开关芯片U2均采用ADG811模拟开关芯片，所述的恒流驱动芯片U3采用AP8836恒流驱动芯片；单片机U4的I脚、2脚、3脚、4脚分别和模拟开关芯片Ul的I脚、16脚、9脚、8脚相连，单片机U4的5脚、6脚、7脚、8脚分别和模拟开关芯片U2的I脚、16脚、9脚、8脚相连，模拟开关芯片Ul的2脚、15脚、10脚和7脚均接地，模拟开关芯片U2的2脚经电阻Rl接地，模拟开关芯片U2的15脚经电阻R2接地，模拟开关芯片U2的10脚经电阻R3接地，模拟开关芯片U2的7脚经电阻R4接地，模拟开关芯片Ul的3脚、14脚、11脚和6脚及模拟开关芯片U2的3脚、14脚、11脚和6脚均和恒流驱动芯片U3的I脚相连，恒流驱动芯片U3的5脚和所述的LED单元(6)相连。
4.根据权利要求2所述的智能数控LED恒流驱动电源，其特征在于所述的按键单元(4)包括按键SW2和电阻R22的串联电路、按键SW3和电阻R23的串联电路、按键SW4和电阻R24的串联电路及按键SW5和电阻R25的串联电路，四个串联电路相并联构成并联电路，该并联电路的一端接电压VCC，该并联电路的另一端接地，按键SW2和电阻R22的连接点与所述的单片机U4的24脚相连，按键SW3和电阻R23的连接点与所述的单片机U4的23脚相连，按键SW4和电阻R24的连接点与所述的单片机U4的22脚相连，按键SW5和电阻R25的连接点与所述的单片机U4的21脚相连。
5.根据权利要求2或3或4所述的智能数控LED恒流驱动电源，其特征在于所述的显示单元(5)包括数码管芯片U5，数码管芯片U5采用LED-SEG8-A数码管芯片，所述的单片机U4的32 39脚分别和数码管芯片U5的3脚、5脚、10脚、I脚、2脚、4脚、7脚、11脚相连，数码管芯片U5的3脚、5脚、10脚、I脚、2脚、4脚、7脚、11脚分别经电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻町1、电阻1 12、电阻1 13、电阻1 14接电压VCC，数码管芯片U5的12脚和三极管Q4的集电极相连，三极管Q4的基极经电阻R18和单片机U4的28脚相连，数码管芯片U5的9脚和三极管Q3的集电极相连，三极管Q3的基极经电阻R17和单片机U4的27脚相连，数码管芯片U5的8脚和三极管Q2的集电极相连，三极管Q2的基极经电阻R16和单片机U4的26脚相连，数码管芯片U5的6脚和三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的基极经电阻R15和单片机U4的25脚相连，三极管Q4、三极管Q3、三极管Q2和三极管Q5的发射极均和电压VCC相连。
6.根据权利要求2或3或4所述的智能数控LED恒流驱动电源，其特征在于所述的单片机U4的14脚和电压VCC间连接有发光二极管D33和电阻R19的串联电路，单片机U4的15脚和电压VCC间连接有发光二极管D32和电阻R20的串联电路，单片机U4的16脚和电压VCC间连接有发光二极管D31和电阻R21的串联电路。
7.根据权利要求2或3或4所述的智能数控LED恒流驱动电源，其特征在于所述的LED单元(6)包括若干个LED灯珠的并联电路，LED灯珠的负极和所述的恒流驱动芯片U3的输出端相连，LED灯珠的正极和电压VCC相连。
专利摘要本实用新型涉及一种智能数控LED恒流驱动电源，包括微处理单元、输出电流设置单元、恒流控制单元、按键单元和显示单元，输出电流设置单元、按键单元和显示单元分别与微处理单元相连。微处理单元采用单片机U4及其外围电路，输出电流设置单元包括若干片模拟开关芯片，恒流控制单元包括恒流驱动芯片U3，若干片模拟开关芯片的输入端分别和单片机U4的输出端相连，若干片模拟开关芯片的输出端均和恒流驱动芯片U3的输入端相连，恒流驱动芯片U3的输出端和LED单元相连。本实用新型很好地解决了LEDPN结的负温度效应，输出电流步进可调，具有LED驱动电压低、驱动电流可调可控及电流精度高等优点，可用于各类低电压LED驱动场合。
文档编号H05B37/02GK202907311SQ20122062653
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者马迎, 叶锋, 包光平, 王树增, 魏佳萍 申请人:台州学院, 杨本全, 陈爱华