LED驱动电路、LED灯具以及LED驱动系统的制作方法

本申请属于led驱动技术领域，尤其涉及一种led驱动电路、led灯具以及led驱动系统。

背景技术：

目前，传统的多级串联的led(lightemittingdiode，发光二极管)驱动系统中，led的驱动数据采用单线传输的方式，每一级的led驱动电路均是将自身所需的数据进行截留之后再将数据传输给下一级的led驱动电路，因此当其中一级的led驱动电路出现故障时，其后续所有的led驱动电路均会因无法接受到驱动数据导致无法工作。

因此传统的技术方案中存在led驱动可靠性差的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种led驱动电路，旨在解决传统的led驱动存在的可靠性差的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种led驱动电路，包括：

数据处理电路，配置为当输入第一驱动数据帧时，提取所述第一驱动数据帧中的第一显示数据，并将所述第一驱动数据帧位于所述第一显示数据后的数据整形再生以生成第二驱动数据帧，并将所述第二驱动数据帧输出至下一级led驱动电路；

恒流驱动电路，与所述数据处理电路连接，配置为根据输入所述第一显示数据输出电流模拟量信号至led灯以使所述led灯工作；

检测电路，所述检测电路与所述数据处理电路连接，配置为检测所述数据处理电路故障以输出第一控制信号；以及

开关电路，所述开关电路与所述检测电路连接，配置基于所述第一控制信号控制所述第一驱动数据帧转接至下一级led驱动电路。

在其中一种实施例中，所述检测电路具体配置为当检测到所述数据处理电路停止输出所述第二驱动数据帧时和/或所述数据处理电路的供电电压不在预设电压区间时输出所述第一控制信号。

在其中一种实施例中，所述开关电路包括场效应管和第一电阻；所述场效应管的源极为所述开关电路的第一驱动数据帧输入端，所述场效应管的漏极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端为所述开关电路的第一驱动数据帧输出端，所述场效应管的栅极为所述开关电路的第一控制信号输入端。

在其中一种实施例中，所述检测电路包括第二电阻；所述第二电阻的第一端与电源地连接，所述第二电阻的第二端为所述检测电路的第一控制信号输出端，且为所述检测电路的供电电压模拟量输入端和/或所述检测电路的第二驱动数据帧输入端。

在其中一种实施例中，所述数据处理电路包括：

第一锁存组件，配置为当输入所述第一驱动数据帧时，提取所述第一显示数据，根据提取后的第一驱动数据帧生成第三驱动数据帧，并将所述第一显示数据输出至所述恒流驱动电路；

第一串行移位组件，与所述第一锁存组件连接，配置为在所述第三驱动数据帧中剔除所述第一显示数据以生成第四驱动数据帧；以及

第一数据再生组件，与所述第一串行移位组件连接，配置为对所述第四驱动数据帧整形再生以输出所述第二驱动数据帧至下一级led驱动电路。

在其中一种实施例中，所述数据处理电路包括：

分析判断组件，配置为当输入所述第一驱动数据帧时，根据所述第一驱动数据帧的信号模拟量受损程度输出目标数量的剔除信号；

第二锁存组件，与所述分析判断组件连接，配置为在第一驱动数据帧中剔除所述目标数量的目标显示数据后提取所述第一显示数据，根据提取后的第一驱动数据帧生成第五驱动数据帧，并将所述第一显示数据输出至所述恒流驱动电路；

第二串行移位组件，与所述第二锁存组件连接，配置为在所述第五驱动数据帧中剔除所述第一显示数据以生成第六驱动数据帧；以及

第二数据再生组件，与所述第二串行移位组件连接，配置为对所述第六驱动数据帧整形再生以输出所述第二驱动数据帧至下一级led驱动电路。

在其中一种实施例中，所述分析判断组件包括多个比较器；多个所述比较器均与所述锁存组件连接；多个所述比较器均配置为当输入的所述第一驱动数据帧的信号电压小于等于参考电压时输出一个剔除信号；其中多个所述比较器的参考电压模拟量的值成等差数列。

在其中一种实施例中，所述led驱动电路还包括防倒灌电路；所述防倒灌电路分别与所述数据处理电路和所述开关电路连接；所述防倒灌电路配置为阻断所述第一驱动数据帧由所述开关电路流向所述数据处理电路。

本申请实施例的第二方面提供了一种led灯具，包括led灯和如上述的led驱动电路；所述数据处理电路的第一驱动数据帧输入端和所述开关电路的第一驱动数据帧输入端共接于第一接线端子，所述数据处理电路的第二驱动数据帧输出端和所述开关电路的第一驱动数据帧输出端共接于第二接线端子，所述led灯与所述恒流驱动电路连接；所述led灯配置为根据所述电流模拟量信号工作。

本申请实施例的第三方面提供了一种led驱动系统，包括电源装置和多个如上述的led灯具；本级led灯具的所述第一接线端子与上一级led灯具的所述第二接线端子连接，本级led灯具的所述第二接线端子与下一级led灯具的所述第一接线端子连接，所述电源装置分别与多个所述led灯具连接；所述电源装置配置为输出所述供电电压至所述led灯具以使所述led驱动电路工作。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的led驱动电路通过检测电路在数据处理电路处于故障状态时输出第一控制信号至开关电路，使开关电路将第一驱动数据帧转接至下一级led驱动电路，保证下一级驱动电路有驱动数据帧的输入，避免因为本级的led驱动电路故障无法将驱动数据帧继续往后传输，而导致位于故障的led驱动电路后面的led驱动电路全部无法提取驱动数据帧控制led灯工作，提高了led驱动电路的可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的led驱动电路第一示例结构示意图；

图2为本申请实施例提供的led驱动电路第二示例结构示意图；

图3为图2所示的led驱动电路的第一示例电路原理示意图；

图4为图2所示的led驱动电路的第二示例电路原理示意图；

图5为本申请实施例提供的led驱动电路第三示例结构示意图；

图6为本申请实施例提供的led驱动电路第四示例结构示意图；

图7为本申请实施例提供的分析判断组件示例电路原理图；

图8为本申请实施例提供的led驱动电路的第一应用效果示意图；

图9为本申请实施例提供的led驱动电路的第二应用效果示意图；

图10为本申请实施例提供的led驱动电路的第三应用效果示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参阅图1，本申请实施例提了一种led驱动电路，包括数据处理电路130、恒流驱动电路140、检测电路120和开关电路110。

数据处理电路130，配置为当输入第一驱动数据帧时，提取第一驱动数据帧中的第一显示数据，并将第一驱动数据帧位于第一显示数据后的数据整形再生以生成第二驱动数据帧，并将第二驱动数据帧输出至下一级led驱动电路300；

恒流驱动电路140，与数据处理电路130连接，配置为根据输入第一显示数据输出电流模拟量信号至led灯400以使led灯400工作；

检测电路120，检测电路120与数据处理电路130连接，配置为检测数据处理电路130故障以输出第一控制信号；以及

开关电路110，开关电路110与检测电路120连接，配置基于第一控制信号控制第一驱动数据帧转接至下一级led驱动电路300。

在本实施例中，当数据处理电路130处于正常工作状态，数据处理电路130将从上一级led驱动电路200或者数据帧提供源(如控制电路)输出的第一驱动数据帧提取第一显示数据，并将第一显示数据传输给恒流驱动电路140，以使恒流驱动电路140根据输入的第一显示数据输出电流模拟量信号控制对应的led灯400进行工作，数据处理电路130还将第一驱动数据帧中位于第一显示数据后的数据并将其整形再生以生成第二驱动数据帧，并将第二驱动数据帧输出到下一级led驱动电路300以使下一级led驱动电路300能够接收到用以驱动led灯400工作的驱动数据帧；当数据处理电路130处于故障状态，数据处理电路130无法正常输出第二驱动数据帧，此时检测电路120输出第一控制信号至开关电路110，开关电路110在输入第一控制信号时将第一驱动数据帧转接至下一级led驱动电路300，保证了下一级led驱动电路300有驱动数据帧的输入，避免因为本级的led驱动电路故障而无法将驱动数据帧继续往后传输，而导致位于故障的led驱动电路后面的led驱动电路全部无法提取驱动数据帧控制led灯400工作，利用本申请的多个led驱动电路串联而成的led驱动系统的应用效果请参阅图8，在其中一个led驱动电路发生故障的时候不会影响后续的led驱动电路的提取驱动数据帧控制led灯400显示，提高了led驱动电路的可靠性。

其中，通过第一开关电路110将第一驱动数据帧转接至下一级led驱动电路300，对第一驱动数据帧的数据损害程度低，降低了对第一驱动数据帧的数据误码率。

其中，第一显示数据可包括电压控制信息、电流控制信息和/或温度控制信息，检测电路120检测数据处理电路130是否故障可以通过直接或间接的方式检测数据处理电路130是否有第二驱动数据帧输出，间接的检测方式包括但不限于检测数据处理电路130的供电电压是否正常以及检测数据处理电路130的内部的电连接是否存在断线，直接的检测方式包括但不限于检测数据处理电路130的是否正常输出的第二驱动数据帧，应当理解成检测电路120可以检测数据处理电路130的其中一种类型的故障、多种类型的故障或者所有类型的故障，在本实施例不对此进行限定。

其中一种实施例中，检测电路120具体配置为当检测到数据处理电路130停止输出第二驱动数据帧时和/或数据处理电路130的供电电压不在预设电压区间时输出第一控制信号。

在本实施例中，检测电路120可以仅仅检测数据处理电路130的供电电压是否处于预设电压区间，因为数据处理电路130大多数的故障是由于电源装置150的故障导致供电电压出现问题而导致的，因此通过检测数据处理电路130的输入的供电电压能够识别大多数的数据处理电路130故障，而且通过能够判别数据处理电路130的故障类型为供电电压故障类型，从而能够直接通过更换电源装置150将故障排除。检测电路120也可以仅检测数据处理电路130是否有第二驱动数据帧输出，当数据处理电路130停止输出第二驱动数据帧的时候判断数据处理电路130故障，输出第一控制信号控制至开关电路110，以使开关电路110控制第一驱动数据帧转接至下一级led驱动电路300，因为当数据处理电路130停止输出第二驱动数据帧的时候下一级led驱动电路300就没有驱动数据帧输入，因此检测电路120通过检测数据处理电路130是否有第二驱动数据帧输出来判断数据处理电路130是否出现故障，故能够识别数据处理电路130全部故障种类的故障，进一步提高了led驱动电路的可靠性；检测电路120也可以同时检测数据处理电路130的供电电压是否处于预设电压区间和检测数据处理电路130是否有第二驱动数据帧输出，在检测数据处理电路130的供电电压不处于预设电压区间或检测数据处理电路130停止第二驱动数据帧输出则判断数据处理电路130故障，检测供电电路和第二驱动数据的输出两种检测方式互为冗余，提高检测电路120的检测稳定性，另外根据实际需要检测电路120也可在检测数据处理电路130的供电电压不处于预设电压区间且检测数据处理电路130停止第二驱动数据帧输出才判断数据处理电路130故障。

请参阅图3，其中一种实施例中，开关电路110包括场效应管q1和第一电阻r1；场效应管q1的源极为开关电路110的第一驱动数据帧输入端，场效应管q1的漏极与第一电阻r1的第一端连接，第一电阻r1的第二端为开关电路110的第一驱动数据帧输出端，场效应管q1的栅极为开关电路110的第一控制信号输入端。

请参阅图3和图4，其中一种实施例中，检测电路120包括第二电阻r2；第二电阻r2的第一端与电源地连接，第二电阻r2的第二端为检测电路120的第一控制信号输出端，且为检测电路120的供电电压模拟量输入端或检测电路120的第二驱动数据帧输入端。

下面结合工作原理对图3所示检测电路120和开关电路110进行说明，当电源装置150输出给数据处理电路130的供电电压处于预设区间内，供电电压模拟量为高电平，高电平输出至场效应管q1的栅极，使场效应管q1处于截止状态，第一驱动数据帧无法通过场效应管q1传输至下一级led驱动电路300；当供电电压不处于预设区间内(即数据处理电路130故障)，低电平的供电电压模拟量输入场效应管q1，场效应管q1的栅极通过第二电阻r2接地处于低电平，场效应管q1导通，第一驱动数据帧通过场效应管q1和第一电阻r1输出至下一级led驱动电路300，场效应管q1和第一电阻r1构成的开关电路110，降低了对第一驱动数据帧的数据损害，降低了对第一驱动数据帧的数据误码率。

下面结合工作原理对图4所示所示检测电路120和开关电路110进行说明，当数据处理电路130输出第二驱动数据帧时，第二驱动数据帧的信号电压输出高电平至场效应管q1的栅极，使场效应管q1处于截止状态，第一驱动数据帧无法通过场效应管q1传输至下一级led驱动电路300；当数据处理电路130停止第二驱动数据帧输出时，场效应管q1的栅极通过第二电阻r2接地处于低电平，场效应管q1导通，第一驱动数据帧通过场效应管q1和第一电阻r1输出至下一级led驱动电路300，场效应管q1和第一电阻r1构成的开关电路110，降低了对第一驱动数据帧的数据损害，提高了第一驱动数据帧的数据保真。

请参阅图5，其中一种实施例中，数据处理电路130包括第一锁存组件131、第一串行移位组件132和第一数据再生组件133。

第一锁存组件131，配置为当输入第一驱动数据帧时，提取第一显示数据，并将第一驱动数据帧位于第一显示数据后的数据整形再生以生成第三驱动数据帧，并将第一显示数据输出至恒流驱动电路140；

第一串行移位组件132，与第一锁存组件131连接，配置为在第三驱动数据帧中剔除第一显示数据以生成第四驱动数据帧；以及

第一数据再生组件133，与第一串行移位组件132连接，配置为对第四驱动数据帧整形再生以输出第二驱动数据帧至下一级led驱动电路300。

在本实施例中，第一锁存组件131对第一驱动数据帧进行第一显示数据提取，并将第一显示数据输出至恒流驱动电路140，以及将第一驱动数据帧位于第一显示数据后的数据整形再生以生成第三驱动数据帧，恒流驱动电路140根据第一显示数据控制led灯400进行工作，第一串行移位组件132将位于第三驱动数据帧的第一位置的第一显示数据剔除以生成第四驱动数据帧，第一数据再生组件133将第四驱动数据帧整形再生成符合预设参数标准的第二驱动数据帧并输出至下一级led驱动电路。当第一驱动数据帧中的每一个显示数据是不包含id的，由于不可能预知具体的led驱动电路的故障位置和故障数量，那么第二锁存组件135只能设置成提取第一驱动数据帧的第一位置的第一显示数据，那么当前正常的led驱动电路的前面存在故障的led驱动电路时，多个led驱动电路应用构成的led驱动系统的显示效果如图9所示，故障的led驱动电路的后续led驱动电路提取的第一显示数据与预设的全部会出现移位，最终可能导致多个led灯400构成的整体显示出现很大的偏差；当每一个显示数据均有预设对应的id(identity、身份识别号码)时，第一锁存组件131可以根据当前的led驱动电路的预设顺序提取对应id的第一显示数据，这样无论当前的led驱动电路的前面是否有led驱动电路故障，第一锁存组件131均能对提取预设对应的第一显示数据，该种方式下的多个led驱动电路应用构成的led驱动系统的显示效果如图10所示，每一个led驱动电路均能根据对应的第一显示数据控制led灯400进行显示，不会因为其中的led驱动电路故障而导致第一显示数据出现移位，从而导致多个led灯400的整体显示效果出现大的变化。

在第一方面，其中一种实施例中，数据处理电路130包括第二锁存组件135、第二锁存组件135、第二串行移位组件136和第二数据再生组件137。

分析判断组件134，配置为当输入第一驱动数据帧时，根据第一驱动数据帧的信号模拟量受损程度输出目标数量的剔除信号；

第二锁存组件135，与分析判断组件134连接，配置为在第一驱动数据帧中剔除目标数量的目标显示数据后提取第一显示数据，根据提取后的第一驱动数据帧生成第五驱动数据帧，并将第一显示数据输出至恒流驱动电路140；

第二串行移位组件136，与第二锁存组件135连接，配置为在第五驱动数据帧中剔除第一显示数据以生成第六驱动数据帧；以及

第二数据再生组件137，与第二串行移位组件136连接，配置为对第六驱动数据帧整形再生以输出第二驱动数据帧至下一级led驱动电路300。

为了解决第一驱动数据帧中的每一个显示数据不含id时，故障的led驱动电路的后续led驱动电路提取的第一显示数据与预设的全部会出现移位的问题，提供本实施例的方案，在本实施例中，假如当前正常的led驱动电路距离前面一个正常的led驱动电路之间存在着故障的led驱动电路的时候，因为当前的led驱动电路的第一驱动数据帧是直接经过故障的led驱动电路的开关电路110转接输入而没有经过数据传输电路的整形再生，因此在开关电路110的作用下，第一驱动数据帧的信号模拟量会下降，假如存在一个led驱动电路出现故障则第一驱动数据帧的信号模拟量下降第一数据值，假如存在连续两个led驱动电路出现故障则第一驱动数据帧的信号模拟量下降两倍的第一数据值，分析判断组件134通过判断第一驱动数据帧的信号模拟量的受损程度判断得到受损的led驱动电路的数量再输出对应目标数量的剔除信号至第二锁存组件135，第二锁存组件135根据剔除信号将第一驱动数据帧位于前面的目标数量的目标显示数据剔除，然后第二锁存组件135提取位于第一位的第一显示数据，然后根据提取后的第一驱动数据帧生成第五驱动数据帧，恒流驱动电路140根据第一显示数据控制led灯400进行工作，第二串行移位组件136在第五驱动数据帧中剔除第一显示数据以生成第六驱动数据帧，第二数据再生组件137对第六驱动数据帧整形再生以输出第二驱动数据帧至下一级led驱动电路300。本实施例通过分析判断组件134能够识别当前正常的led驱动电路距离前面一个正常的led驱动电路之间存在的故障的led驱动电路数量，从而使得当前的led驱动电路只需提取剔除目标数量的目标显示数据后的第一驱动数据帧的第一位置的第一显示数据即可实现提取当前的led驱动电路对应的第一显示数据，避免了因为前面的led驱动电路故障而导致第一显示数据出现移位，从而导致多个led灯400的整体显示效果出现大的变化。

请参阅图7，其中一种实施例中，分析判断组件134包括多个比较器；多个比较器均与锁存组件连接；多个比较器均配置为当输入的第一驱动数据帧的信号电压小于等于参考电压时输出一个剔除信号；其中多个比较器的参考电压模拟量的值成等差数列。

在本实施例中，多个比较器包括第一比较器cmp1、第二比较器cmp2…和第n比较器cmpn，第一比较器cmp1的第一参考电压模拟量、第二比较器cmp2的第二参考电压模拟量…和第n比较器cmpn的第n参考电压模拟量的值成等差数列，通过第一比较器cmp1、第二比较器cmp2…和第n比较器cmpn均在输入的第一驱动数据帧的信号电压小于等于其对应的参考电压时输出一个剔除信号，因为每个故障的led驱动电路的对于第一驱动数据帧的信号电压的单位压降是相同的，因此第一比较器cmp1、第二比较器cmp2…和第n比较器cmpn能够通过将第一驱动数据帧的信号电压的真实压降与单位压降转换成输出的提取信号的数量，从而识别出连续故障的led驱动电路的个数。

其中，设置的比较器数量越多能够避免连续故障的led驱动电路对后续led显示的影响，比较器的数量至少为一个，比较器的数量至多与led驱动系统中的led驱动电路的数量，比较器的数量由本领域技术人员根据实际需要的精度进行设置。

请参阅图2-图6，其中一种实施例中，led驱动电路还包括防倒灌电路160；防倒灌电路160分别与数据处理电路130和开关电路110连接；防倒灌电路160配置为阻断第一驱动数据帧由开关电路110流向数据处理电路130。在其中一实施例中，防倒灌电路160包括二极管d1，二极管d1的正极与数据处理电路130的第二驱动数据帧输出端连接，二极管d1的负极与开关电路110的第一驱动数据帧输出端连接。防倒灌电路160能够防止由开关电路110输出的第一驱动数据帧流进数据处理电路130，对数据处理电路130造成影响。

本申请实施例的第二方面提了一种led灯具，包括led灯400和如上列任一实施例的led驱动电路；数据处理电路130的第一驱动数据帧输入端和开关电路110的第一驱动数据帧输入端共接于第一接线端子，数据处理电路130的第二驱动数据帧输出端和开关电路110的第一驱动数据帧输出端共接于第二接线端子，led灯400与恒流驱动电路140连接；led灯400配置为根据电流模拟量信号工作。因为本实施例中的led灯具包括了上列任一项实施例的led驱动电路，因此本实施例中的led灯具至少含有上列任一项实施例的led驱动电路对应的有益效果。

本申请实施例的第三方面提了一种led驱动系统，包括电源装置150和多个如上列任一实施例的led灯具；本级led灯具的第一接线端子与上一级led灯具的第二接线端子连接，本级led灯具的第二接线端子与下一级led灯具的第一接线端子连接，电源装置150分别与多个led灯具连接；电源装置150配置为输出供电电压至led灯具以使led驱动电路工作。因为本实施例中的led驱动系统包括了上列任一项实施例的led灯具，因此本实施例中的led驱动系统至少含有上列任一项实施例的led灯具对应的有益效果。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。