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。