一种LED驱动器及其功率自适应调节方法与流程

一种led驱动器及其功率自适应调节方法
技术领域
1.本发明涉及led灯具领域，特别是指一种led驱动器及其功率自适应调节方法。


背景技术：

2.在现有技术中，现有的led驱动器会设置多个不同的输出功率档位来设置该led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率（即最大输出电流），进而匹配不同功率的led灯珠负载。现有的led驱动器主要通过拨码开关来手动切换不同的输出功率档位，但是使用拨码开关选择驱动器的输出功率档位，需要用户手工进行配置，要求用户具有一定的专业知识，若用户选择错误，会引起驱动器输出过高的功率而造成led灯珠负载损坏；因此需要研发一种led驱动器及其功率自适应调节方法，以实现自主调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率以适应不同功率的led灯珠负载，使得用户使用led灯具时更加方便、安全。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种led驱动器及其功率自适应调节方法，使得led驱动器能实现自主调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率以适应不同功率的led灯珠负载，使得用户使用led灯具时更加方便、安全。
4.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种led驱动器，其包括可调恒流驱动电路、控制电路以及电压采样电路，控制电路与可调恒流驱动电路和电压采样电路分别连接；所述控制电路通过电压采样电路对与可调恒流驱动电路连接的led灯珠负载的总电压进行定时电压采样，且控制电路根据采样结果来自动控制可调恒流驱动电路的输出电流。
5.所述恒流驱动芯片u1的型号为lc5228。
6.所述控制电路包括mcu处理器u2，mcu处理器u2的型号为efr32mg21。
7.所述电压采样电路包括电阻r3和电阻r4，电阻r3的第一端和电阻r4的第一端分别连接电压采样电路的正采样端、负采样端，电阻r3的第二端和电阻r4的第二端相连并共同连接电压采样电路的输出端，电压采样电路的输出端连接控制电路的一个输入端。
8.一种如上所述的led驱动器的功率自适应调节方法，其包括：步骤一：将可调恒流驱动电路的正输出端和负输出端与所需连接的led灯珠负载的正输入端和负输入端分别进行连接，以及将电压采样电路的正采样端和负采样端与所需连接的led灯珠负载的正输入端和负输入端分别进行连接；步骤二：控制电路控制可调恒流驱动电路在设定的检测时段内输出电流给led灯珠负载，且控制电路控制可调恒流驱动电路在检测时段内的输出给led灯珠负载的输出电流的电流值为设定的检测电流值；同时，控制电路通过电压采样电路对led灯珠负载的起始电压和终止电压进行采集；led灯珠负载的起始电压为led驱动器在检测时段的起始时刻时的总电压，led灯珠负载的起始电压为led驱动器在检测时段的终止时刻时的总电压；步骤三：控制电路将led灯珠负载的起始电压与终止电压进行相减而得到led灯珠
负载的起始电压与终止电压的差值，同时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于设定的多个功率档位中的哪一个；接着，控制电路根据led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值所属的功率档位来对应控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值，进而调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率。
9.所述检测时段的时长为10分钟至60分钟。
10.设定的功率档位的数量有四个；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值小于第一电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第一功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第一功率档位电流值；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值大于等于第一电压比较值且小于第二电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第二功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第二功率档位电流值；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值大于等于第二电压比较值且小于第三电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第三功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第三功率档位电流值；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值大于第三电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第四功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第四功率档位电流值；第一电压比较值、第二电压比较值和第三电压比较值依次增大，第一功率档位电流值、第二功率档位电流值、第三功率档位电流值和第四功率档位电流值依次减小，检测电流值小于等于第四功率档位电流值。
11.所述第一电压比较值为50mv，所述第二电压比较值为75mv，所述第三电压比较值为100mv；所述第一功率档位电流值为300ma，所述第二功率档位电流值为250ma，所述第三功率档位电流值为200ma，所述第四功率档位电流值为150ma。
12.所述检测电流值为100ma。
13.所述电压采样电路的正采样端和负采样端与可调恒流驱动电路的正输出端和负输出端分别连接。
14.采用上述方案后，本发明的一种led驱动器及其功率自适应调节方法会自动检测不同功率的led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值，并自动判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于设定的多个功率档位中的哪一个，以及自动根据led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值所属的功率档位来对应控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值而调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率，从而实现了自主调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率以适应不同功率的led灯珠负载，使得用户使用led灯具时更加方便、安全。
附图说明
15.图1为本发明的方法步骤示意图；图2为本发明的电路连接示意图。
具体实施方式
16.为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
17.如图1和2所示，本发明揭示了一种led驱动器及其功率自适应调节方法，该led驱动器包括可调恒流驱动电路、控制电路以及电压采样电路，控制电路与可调恒流驱动电路和电压采样电路分别连接；其中，所述控制电路通过电压采样电路对与可调恒流驱动电路连接的led灯珠负载的总电压进行定时电压采样，且控制电路根据采样结果来自动控制可调恒流驱动电路的输出电流。
18.配合图1所示，本发明的功率自适应调节方法包括：步骤一：将可调恒流驱动电路的正输出端和负输出端与所需连接的led灯珠负载的正输入端和负输入端分别进行连接，以及将电压采样电路的正采样端和负采样端与所需连接的led灯珠负载的正输入端和负输入端分别进行连接；步骤二：控制电路控制可调恒流驱动电路在设定的检测时段内输出电流给led灯珠负载，且控制电路控制可调恒流驱动电路在检测时段内的输出给led灯珠负载的输出电流的电流值为设定的检测电流值；同时，控制电路通过电压采样电路对led灯珠负载的起始电压和终止电压进行采集；其中，led灯珠负载的起始电压为led驱动器在检测时段的起始时刻时的总电压，led灯珠负载的起始电压为led驱动器在检测时段的终止时刻时的总电压；步骤三：控制电路将led灯珠负载的起始电压与终止电压进行相减而得到led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值，同时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于设定的多个功率档位中的哪一个；接着，控制电路根据led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值所属的功率档位来对应控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值，进而调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率。
19.在本发明中，本发明的一种led驱动器的功率自适应调节方法实现了自动检测不同功率的led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值，并自动判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于设定的多个功率档位中的哪一个，以及自动根据led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值所属的功率档位来对应控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值而调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率，从而实现了自主调节led驱动器输出给led灯珠负载的最大输出功率以适应不同功率的led灯珠负载，使得用户使用led灯具时更加方便、安全。
20.本发明的原理为：led灯珠负载中的led灯珠属于一种二极管，而二极管的正向电压会随着温度的升高而降低，利用这一特性，本发明通过可调恒流驱动电路在设定的检测时段内输出恒流电流给led灯珠负载，然后检测led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值（即检测led灯珠负载在检测时段内的正向电压的下降幅度），再由led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值来计算出led灯的温升速率，进而计算出led灯珠负载及其匹配的散热系统可承受的最大功率；其中，本发明设置多个功率档位，每个功率档位对应于不同的led灯珠负载及其匹配的散热系统可承受的最大功率，而每个功率档位则设置相应的电压差值区间，控制电路通过判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于哪个电压差值区间而判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于哪个功率档位，然后控制电路根据
led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值所属的功率档位来对应控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值，进而调节led驱动器的最大输出功率而适应不同功率的led灯珠负载。
21.在本发明中，本发明设定的功率档位的数量可有四个；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值小于第一电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第一功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第一功率档位电流值；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值大于等于第一电压比较值且小于第二电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第二功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第二功率档位电流值；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值大于等于第二电压比较值且小于第三电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第三功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第三功率档位电流值；当led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值大于第三电压比较值时，控制电路判断led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值属于第四功率档位，并且控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值为第四功率档位电流值；第一电压比较值、第二电压比较值和第三电压比较值依次增大，第一电压比较值可为50mv，第二电压比较值可为75mv，第三电压比较值可为100mv；第一功率档位电流值、第二功率档位电流值、第三功率档位电流值和第四功率档位电流值依次减小，检测电流值小于等于第四功率档位电流值，第一功率档位电流值可为300ma，第二功率档位电流值可为250ma，第三功率档位电流值可为200ma，第四功率档位电流值可为150ma，检测电流值可为100ma；第一电压比较值、第二电压比较值、第三电压比较值、第一功率档位电流值、第二功率档位电流值、第三功率档位电流值、第四功率档位电流值以及检测电流值可以依据led驱动器可以匹配的led灯珠负载的功率范围来设定，检测电流值可为led驱动器可以匹配的led灯珠负载的最小功率所对应的led灯珠负载电流的一半，这样可以防止led灯珠负载烧毁，同时也可以保证led灯珠负载的温升速率。所述检测时段的时长可为10分钟至60分钟，这样led灯珠负载在检测时段的起始时刻和终止时刻的温差才足够大，进而使得led灯珠负载的起始电压与终止电压的差值能被检测出来；检测时段的时长优选为10分钟，以保证用户体验。
22.配合图2所示，所述可调恒流驱动电路可包括恒流驱动芯片u1、电感l1、肖特基二极管d1、电阻r1、电阻r2；恒流驱动芯片u1的型号可为lc5228，恒流驱动芯片u1的in脚和电感l1的第一端连接可调恒流驱动电路的输入端，恒流驱动芯片u1的sw脚和电感l1的第二端连接肖特基二极管d1的正极，恒流驱动芯片u1的ov脚和肖特基二极管d1的负极连接可调恒流驱动电路的正输出端，恒流驱动芯片u1的fb脚和电阻r2的第一端连接可调恒流驱动电路的负输出端，可调恒流驱动电路的gnd脚和电阻r2的第二端接地，恒流驱动芯片u1的ld脚通过电阻r5连接可调恒流驱动电路的第一控制端，恒流驱动芯片u1的pwm脚通过电阻r1连接可调恒流驱动电路的第二控制端；所述控制电路的两个输出端与可调恒流驱动电路的第一控制端和第二控制端分别连接，控制电路给可调恒流驱动电路的第一控制端和第二控制端分别输入功率档位调节pwm信号和亮度调节pwm信号，控制电路通过控制功率档位调节pwm信号的占空比和亮度调节pwm信号的占空比而控制可调恒流驱动电路的输出电流大小；其
中，可调恒流驱动电路的输出电流i=imax*d1*d2，imax为可调恒流驱动电路理论可输出的最大电流值，d1为功率档位调节pwm信号的占空比，imax*d1为控制电路控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值，控制电路通过控制d1的大小而控制可调恒流驱动电路输出给led灯珠负载的最大输出电流的值，d2为亮度调节pwm信号的占空比，d2的大小用于控制led灯珠负载的发光亮度。
23.配合图2所示，所述控制电路包括mcu处理器u2，mcu处理器u2的型号可为efr32mg21。
24.配合图2所示，所述电压采样电路包括电阻r3和电阻r4，电阻r3的第一端和电阻r4的第一端分别连接电压采样电路的正采样端、负采样端，电压采样电路的正采样端和负采样端可与可调恒流驱动电路的正输出端和负输出端分别连接以简化接线，电阻r3的第二端和电阻r4的第二端相连并共同连接电压采样电路的输出端，电压采样电路的输出端连接控制电路的一个输入端。所述电压采样电路的电阻r3和电阻r4将led驱动器的总电压进行分压后输入至控制电路，避免输入到控制电路的电压过大；控制电路的mcu处理器u2可内置ad转换器以实现模数转换。
25.上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。