一种LED恒流驱动电路及电子设备的制作方法

一种led恒流驱动电路及电子设备
技术领域
1.本实用新型属于电子电路设计技术领域，尤其一种led恒流驱动电路及电子设备。


背景技术：

2.随着各种智能消费类产品的推广和普及，很多的产品都会涉及到led显示，led背光电路等等。
3.大部分消费类电子产品都是锂电池供电，电池电压范围都会在3.0v-4.2v之间变化，随着锂电池电量的降低，输出电压也会下降，从而导致led显示的亮度降低。
4.为了提高产品led显示的品质，led亮度不会随着锂电池电量的减小而降低，需要为产品设计led恒压驱动，这就需要增加buck-boost电路输出一个恒压源，或者是使用led驱动芯片做恒流源；但是，buck-boost电路体积大且成本高，转换效率低；led驱动芯片则会导致产品成本和功耗的的提升，且led驱动芯片一般都带有i2c接口，需要mcu进行驱动，操作复杂。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种led恒流驱动电路及电子设备，针对电池供电的电子设备，通过三极管对管的电路结构设计，使三极管的导通电压作为led限流电阻的钳位电压，从而稳定led的工作电流，实现对led的恒流驱动，使其亮度不会跟随电池电压的降低而变暗。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
7.提出一种led恒流驱动电路，包括：
8.电池，提供供电电源；
9.led，其正极连接电池的供电输出端；
10.第一开关管，其第一输入端连接led控制端，其第二输入端连接led的负极；
11.led限流电阻，对地连接于所述第一开关管的输出端；
12.第二开关管，其第一输入端连接所述第一开关管的输出端，其第二输入端连接所述led控制端，其输出端接地。
13.在本实用新型一些实施例中，所述第一开关管为npn三极管，其第一输入端为基极，其第二输入端为集电极，其输出端为发射极；所述第二开关为npn三极管，其第一输入端为基极，其第二输入端为集电极，其输出端为发射极。
14.在本实用新型一些实施例中，所述第一开关管和所述第二开关管为集成的对管三极管。
15.在本实用新型一些实施例中，所述第一开关为nmos场效应管，其第一输入端为栅极，其第二输入端为漏极，其输出端为源极；所述第二开关管为npn三极管，其第一输入端为基极，其第二输入端为集电极，其输出端为发射极。
16.在本实用新型一些实施例中，所述led控制端连接电子设备的mcu的led控制引脚；所述led控制引脚与所述第一开关管的第一输入端/所述第二开关管的第二输入端之间串
联有管脚保护电阻。
17.提出一种电子设备，包括：
18.电池，提供供电电源；
19.led，其正极连接电池的供电输出端；
20.一led恒流驱动电路，所述led恒流驱动电路包括：
21.第一开关管，其第一输入端连接led控制端，其第二输入端连接led的负极；
22.led限流电阻，对地连接于所述第一开关管的输出端；
23.第二开关管，其第一输入端连接所述第一开关管的输出端，其第二输入端连接所述led控制端，其输出端接地。
24.在本实用新型一些实施例中，所述第一开关管为npn三极管，其第一输入端为基极，其第二输入端为集电极，其输出端为发射极；所述第二开关为npn三极管，其第一输入端为基极，其第二输入端为集电极，其输出端为发射极。
25.在本实用新型一些实施例中，所述第一开关管和所述第二开关管为集成的对管三极管。
26.在本实用新型一些实施例中，所述第一开关为nmos场效应管，其第一输入端为栅极，其第二输入端为漏极，其输出端为源极；所述第二开关管为npn三极管，其第一输入端为基极，其第二输入端为集电极，其输出端为发射极。
27.在本实用新型一些实施例中，所述led控制端连接电子设备的mcu的led控制引脚；所述led控制引脚与所述第一开关管的第一输入端/所述第二开关管的第二输入端之间串联有管脚保护电阻。
28.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提出的led恒流驱动电路及电子设备中，采用第一开关管与第二开关管对管的结构设计，使得当第一开关管导通时，其输出端为第二开关管提供导通电压，从而基于开关管特性使第二开关管的输入端对led限流电阻形成钳位电压，当电池电量降低或不稳定时，钳位电压是固定的，从而保障led的工作电流是恒定的，在不增加buck-boost电路、不增加led驱动芯片的情况下，采用电池为led供电时led亮度不会跟随电池电压的降低而变暗，实现了对led的恒流驱动。
29.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本实用新型提出的led恒流驱动电路的电路架构示例；
32.图2为本实用新型实施例一中给出的led恒流驱动电路的电路示例；
33.图3为本实用新型实施例二中给出的led恒流驱动电路的电路示例之一；
34.图4为本实用新型实施例二中给出的led恒流驱动电路的电路示例之二；
35.图5为本实用新型实施例三中给出的led恒流驱动电路的电路示例。
具体实施方式
36.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。
37.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.本实用新型旨在在应用电池供电的电子设备中，提出一种无需增加buck-boost电路、无需增加led驱动芯片情况下的led恒流驱动电路，使得led的亮度不随电池供电电压的降低而变暗，保持led的亮度不变，从而提升电子设备的产品品质。
40.具体的，如图1所示，本实用新型提出的led恒流驱动电路，包括：
41.电池b，提供供电电源vsys。
42.led，其正极连接电池b的供电输出端。
43.第一开关管q1，其第一输入端1连接led控制端led_ctrl，其第二输入端2连接led的负极。
44.led限流电阻r，对地连接于第一开关管q1的输出端3。
45.第二开关管q2，其第一输入端1连接第一开关管q1的输出端3，其第二输入端2连接led控制端led_ctrl，其输出端接地。
46.led控制端led_ctrl通常为电子设备的mcu的一个控制端，通过mcu控制led是否点亮。
47.基于上述电路架构，当第一开关管导通时，其输出端为第二开关管提供导通电压，从而基于开关管特性使第二开关管的输入端对led限流电阻形成钳位电压，当电池电量降低或不稳定时，钳位电压是固定的，从而保障led的工作电流是恒定的，在不增加buck-boost电路、不增加led驱动芯片的情况下，采用电池为led供电时led亮度不会跟随电池电压的降低而变暗，实现了对led的恒流驱动。
48.下面以几个具体的实施例对本实用新型提出的led恒流驱动电路在电子设备中的应用做出详细说明。
49.实施例一
50.如图2所示，本实施例给出的led恒流驱动电路包括：
51.电池b，提供供电电源vsys。
52.led，其正极连接电池b的供电输出端。
53.npn三极管q1，其基极连接led控制端led_ctrl，其集电极连接led的负极。
54.led限流电阻r，对地连接于npn三极管q1的发射极。
55.npn三级管q2，其基极连接npn三极管q1的发射极，其集电极连接led控制端led_ctrl，其发射极接地。
56.led控制端led_ctrl为电子设备的mcu的led控制引脚，通过mcu控制led是否点亮。
57.基于上述电路架构，当mcu经其led控制引脚发出电量led的高电平信号时，npn三
极管q1的基极具备导通电压而导通，使得其集电极与发射极形成通路，其发射极为npn三极管q2的基极提供导通电压，从而基于三极管特性使npn三极管q2的基极对led限流电阻形成钳位电压，当电池电量降低或不稳定时，钳位电压是固定的，从而保障led的工作电流是恒定的，在不增加buck-boost电路、不增加led驱动芯片的情况下，采用电池为led供电时led亮度不会跟随电池电压的降低而变暗，实现了对led的恒流驱动。
58.npn三级管中，硅管钳位电压一般是0.6-0.7v，在实际电路设计中，根据该钳位电压以及led所需的驱动电流来选择led限流电阻的大小即可；同理，锗管的钳位电压一般是0.2-0.3v，在实际电路设计中，根据该钳位电压以及led所需的驱动电流在选择led限流电阻的大小即可。
59.在本发明一些实施例中，npn三极管q1和npn三极管q2是分立设计的两个npn三极管，在本发明一些实施例中，npn三极管q1和npn三极管q2采用集成的对管三极管实现，如图3所示。
60.实施例二
61.如图4所示，本实施例给出的led恒流驱动电路包括：
62.电池b，提供供电电源vsys。
63.led，其正极连接电池b的供电输出端。
64.nmos场效应管q1，其栅极连接led控制端led_ctrl，其漏极连接led的负极。
65.led限流电阻r，对地连接于nmos场效应管q1的源极。
66.npn三级管q2，其基极连接nmos场效应管q1的源极，其集电极连接led控制端led_ctrl，其发射极接地。
67.led控制端led_ctrl为电子设备的mcu的led控制引脚，通过mcu控制led是否点亮。
68.基于上述电路架构，当mcu经其led控制引脚发出电量led的高电平信号时，nmos场效应管q1的栅极具备导通电压而导通，使得其漏极与源极形成通路，其源极为npn三极管q2的基极提供导通电压，从而基于三极管特性使npn三极管q2的基极对led限流电阻r形成钳位电压，当电池电量降低或不稳定时，钳位电压是固定的，从而保障led的工作电流是恒定的，在不增加buck-boost电路、不增加led驱动芯片的情况下，采用电池为led供电时led亮度不会跟随电池电压的降低而变暗，实现了对led的恒流驱动。
69.npn三级管中，硅管钳位电压一般是0.6-0.7v，在实际电路设计中，根据该钳位电压以及led所需的驱动电流来选择led限流电阻的大小即可；同理，锗管的钳位电压一般是0.2-0.3v，在实际电路设计中，根据该钳位电压以及led所需的驱动电流在选择led限流电阻的大小即可。
70.实施例三
71.如图2所示，本实施例给出的led恒流驱动电路包括：
72.电池b，提供供电电源vsys。
73.led，其正极连接电池b的供电输出端。
74.对管三极管q，其中包括npn三极管q1和npn三极管q2；其中，npn三极管q1的基极连接led控制端led_ctrl，其集电极连接led的负极；npn三级管q2的基极连接npn三极管q1的发射极，其集电极连接led控制端led_ctrl，其发射极接地。
75.led限流电阻r，对地连接于npn三极管q1的发射极。
76.管脚保护电阻r1，串联在led控制引脚与npn三极管q1的基极/npn三极管q2的集电极之间；该管脚保护电阻r1用于对mcu的led控制引脚做限压保护。
77.led控制端led_ctrl为电子设备的mcu的led控制引脚，通过mcu控制led是否点亮。
78.基于上述电路架构，当mcu经其led控制引脚发出电量led的高电平信号时，npn三极管q1的基极具备导通电压而导通，使得其集电极与发射极形成通路，其发射极为npn三极管q2的基极提供导通电压，从而基于三极管特性使npn三极管q2的基极对led限流电阻形成钳位电压，当电池电量降低或不稳定时，钳位电压是固定的，从而保障led的工作电流是恒定的，在不增加buck-boost电路、不增加led驱动芯片的情况下，采用电池为led供电时led亮度不会跟随电池电压的降低而变暗，实现了对led的恒流驱动。
79.npn三级管中，硅管钳位电压一般是0.6-0.7v，在实际电路设计中，根据该钳位电压以及led所需的驱动电流来选择led限流电阻的大小即可；同理，锗管的钳位电压一般是0.2-0.3v，在实际电路设计中，根据该钳位电压以及led所需的驱动电流在选择led限流电阻的大小即可。
80.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。