多通道双模式数字控制led驱动电路及led灯的制作方法_2

文档序号:8908077阅读:来源:国知局
第三电流开关子单元、第四电流开关子单元、第五电流开关子单元、第六 电流开关子单元、第七电流开关子单元和第八电流开关子单元均相同;每个电流开关子单 元均包括两个PM0S管和一个开关管;两个PM0S管为共源共栅偏置电流源结构:一个PM0S 管的源极连接外部供电端、漏极连接另一个PM0S管的源极,另一个PM0S管的漏极连接开关 管的源极;开关管的栅极对应连接逻辑单元的输出端,开关管的漏极为电流开关子单元的 输出端、通过电阻串接地。
[0014] 所述的多通道双模式数字控制LED驱动电路中,所述恒流控制模块包括第三比较 器和第二运算放大器,所述第三比较器的正相输入端连接检测单元的输出端,第三比较器 的反相输入端连接LED驱动系统内部固有的低频锯齿波信号提供端,所述第三比较器的输 出端连接第二运算放大器的电源负端,所述第二运算放大器的电源正端连接外部供电端 VCC;所述第二运算放大器的正向输入端连接高电压信号提供端,所述第二运算放大器的反 向输入端连接采样模块的输出端,所述第二运算放大器的输出端连接负载。
[0015] 一种LED灯,包括如上所述的多通道双模式数字控制LED驱动电路。
[0016] 相较于现有技术,本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路及LED灯,通 过数字控制模块反馈调节负载的电压,恒流控制模块实时反馈调节负载的电流,实时对负 载变化进行调整,实现了双模式配合工作,极大提高了响应速度,提高了输出电压和负载电 流的精度,同时兼顾增强了系统稳定性,具有广泛的通用性。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路的结构框图; 图2为本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路中,电流采样模块和比较检 测模块的电路图; 图3为本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路中,逻辑单元的电路图; 图4为本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路中,电压控制单元的电路 图; 图5为本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路中,恒流控制模块的电路 图; 图6为采用本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路的LED恒流驱动系统的 电路图。
【具体实施方式】
[0018] 本发明提供一种多通道双模式数字控制LED驱动电路及LED灯,通过数字控制模 块和恒流控制模块实现了双模式配合工作,提高了输出电压和负载电流的精度。
[0019] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对 本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于 限定本发明。
[0020] 请参阅图1,本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路,包括:电流采样 模块10、比较检测模块30、数字控制模块40和恒流控制模块20。
[0021] 所述电流采样模块10将负载70的电流信号转换为采样电压信号,并输出给比较 检测模块30和恒流控制模块40 ;所述比较检测模块30将采样电压同固定电压进行比较, 根据比较结果产生高低电平信号输出至数字控制模块40,同时产生一个动态变化的电压信 号输出至恒流控制模块20 ;所述数字控制模块40根据比较检测模块30输出的高低电平 信号,对应输出上升或下降的输出信号依次给外部的升压控制模块50和驱动模块60,实现 对负载的反馈调节;所述恒流控制模块20根据采样电压,对比固定频率的锯齿波信号,实 时产生占空比变化的开关信号,利用开关信号占空比变化控制其内部恒流驱动管的开关状 态,从而实时反馈调节负载的电流。
[0022] 所述外部升压控制模块50用于对数字控制模块40输出的信号进行升压控制,并 控制驱动模块60对负载70进行驱动和调节。
[0023] 由此可知,本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路通过数字控制模块 反馈调节负载的电压,恒流控制模块实时反馈调节负载的电流,实时对负载变化进行调整, 实现了双模式配合工作,极大提高了响应速度,提高了输出电压和负载电流的精度,同时兼 顾增强了系统稳定性,具有广泛的通用性。
[0024] 进一步的,请参阅图2,所述电流采样模块10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2 ;所述第一电阻R1的一端连接负载70,所述第一电阻R1的另一 端连接第一M0S管Q1的漏极,所述第一M0S管Q1的源极通过第二电阻R2连接第二M0S管 Q2的漏极,所述第二MOS管Q2的漏极为电流采样模块10的输出端、输出采样电压VN,所述 第二M0S管Q2的栅极和源极接地。所述第一M0S管Q1和第二M0S管Q2为NM0S管。所述 第一M0S管Q1的栅极连接PWM信号提供端,接收PWM信号,当不需要调光时,第一M0S管Q1 的栅极接收高电平信号使第一M0S管Q1处于常通状态。
[0025] 所述电流采样模块10为平衡式采样结构,可有效的节省PCB板面积。第二电阻 R2与第一电阻R1为大比例结构,其比例根据外部采样电流大小决定,一般外部电流是毫安 (mA)级至百毫安(mA)级,第一电阻R1和第二电阻R2的电流一般为微安UA)级,故第二电 阻R2与第一电阻R1阻值的比例在几K:1至几百K:1之间,优选的,其比例为10000:1。即, 第二电阻R2的阻值比第一电阻R1的阻值大得多,如此可以降低对采样信号的干扰。第一 M0S管Q1为PWM信号开关管,LED驱动系统可根据需要加入PWM调光功能,PWM信号由第一 M0S管Q1的栅极输入,如果将第一M0S管Q1的栅极信号设置为高电平则相当于取消了PWM 调光功能,即,通过第一M0S管Q1可对LED进行调光。
[0026] 所述比较检测模块30包括检测单元310和比较单元320。
[0027] 所述检测单元310,用于对采样电压VN和固定电压VP进行比较放大,并将放大信 号输出给比较单元320,固定电压VP与采样电压VN的比值越大,输出的放大信号的电压越 大。本发明提供的多通道双模式数字控制LED驱动电路可以通过调整所述固定电压VP的 大小,实现模拟调光的功能,即,调节固定电压VP的大小,可控制负载电流值的范围,实现 模拟调光。
[0028] 比较单元320,用于在检测单元310输出的放大信号Vo大于第一阈值电压VL时, 第一输出端输出低电平、第二输出端输出高电平,在检测单元310输出的放大信号Vo小于 第二阈值电压VH时,第一输出端输出高电平、第二输出端输出低电平,在检测单元310输出 的放大信号Vo大于第二阈值电压VH、且小于第一阈值电压VL时,第一输出端和第二输出端 输出低电平。所述比较单元320 所述检测单元310的输入端连接电流采样模块10的输出端,所述检测单元310连接比 较单元320,所述比较单元320的第一输出端1和第二输出端2连接数字控制模块40。
[0029] 具体的,所述检测单元310包括第一运算放大器U1、第一电容C1、第二电容C2、第 三电容C3、第三电阻R3、第四电阻R4、第三M0S管Q3、第四M0S管Q4、第五M0S管Q5和第六 M0S管Q6 ;所述第一运算放大器U1的反相输入端为检测单元310的输入端、连接第二M0S 管Q2的漏极,所述第一运算放大器U1的正相输入端连接固定电压提供端,所述第一运算放 大器U1的输出端连接第一电容C1的一端、第三M0S管Q3的漏极、第二电容C2的一端和第 四M0S管Q4的栅极,所述第一电容C1的另一端通过第三电阻R3连接第三M0S管Q3的源 极、第五M0S管Q5的漏极、第二电容C2的另一端、第四M0S管Q4的源极和第六M0S管Q6的 漏极,所述第三M0S管Q3的栅极连接使能信号EN,所述第五M0S管Q5的漏极还连接第一运 算放大器U1的反相输入端,所述第五M0S管Q5的源极连接第一运算放大器U1的正相输入 端、还通过第三电容C3接地,所述第五M0S管Q5的栅极连接PWM反相信号提供端;所述第 四M0S管Q4的漏极通过第四电阻R4连接外部供电端VCC,所述第四M0S管Q4的源极为检 测单元310的输出端、连接比较单元320的输入端和恒流控制模块20 ;所述第六M0S管Q6 的源极接地。所述第三M0S管Q3、第四M0S管Q4、第五M0S管Q5和第六M0S管Q6为NM0S 管。
[0030] 所述固定电压VP由LED驱动系统设置,不需要调光时,可由系统内的低压差线性 稳压器提供,当然,需要调光时,只需改变固定电压VP的大小即可。第一运算放大器U1、第 四电阻R4、第四M0S
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