CN100517448C - 恒定亮度发光二极管控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒定亮度发光二极管控制电路，包括：电源供给单元，用于提供恒定的输出电流；独立控制显示单元，包括发光二极管，所述输出电流输入所述独立控制显示单元；列控制显示单元，与所述独立控制显示单元连接，通过一列控制信号控制所述发光二极管是否可以发光；在所述发光二极管可以发光的情况下，所述独立控制显示单元通过一独立控制信号控制所述发光二极管是否发光。本发明所采用的控制电路具有实现原理简单，采用器件少，可扩充性好，应用方便灵活成本相对较低的特点，可大量使用在需要分组控制的具有恒定亮度的发光二极管的控制使用中。

Description

恒定亮度发光二极管控制电路

技术领域

本发明涉及一种控制电路，特别是涉及一种恒定亮度发光二极管控制电路。

背景技术

发光二极管是一种半导体器件，具体的说，是一种P-N结，在引入电流时，发光二极管发射电磁辐射。通过调整发光二极管所包含的半导体材料，可调整光线的波长，进而提供不同颜色的光。

发光二极管需配合控制电路进行使用。现有的发光二极管控制电路，其结构示意图请参阅图1所示。

其中包括两个发光二极管，每个发光二极管均需配置相应的控制电路。每一该控制电路由四个电阻以及两个三极管组成。且，要使多个发光二极管同时发光，只能采用并联的方式，每个发光二极管均需要自己的电源供给，要增加发光二极管的个数，就必须增加控制用的开关三极管和控制三极管及相应的元器件，同时，如果二极管串联，发光二极管的亮度会因二极管串联的个数不同而亮度不同。采用发光二极管及控制电路并联的方式不仅增加了电路的成本，也增加了电路实现的复杂度。

目前市场上对显示电路有这样一种需求，单路控制电路需要控制多个发光二极管，同样的电源电压要实现不同组数的发光二极管供电，并保持所有的发光二极管具有同样的发光亮度。可见现有的发明专利中描述的控制电路不能满足需求。故而一种能够实现在同样的电源电压供给情况下分组控制多路发光二极管，并且可大量扩充串联的发光二极管的个数，保证各发光二极管具有同样的发光亮度的控制电路，已成为市场上的迫切需求。

发明内容

本发明提供了一种恒定亮度发光二极管控制电路，用于在同样的电源电压供给情况下分组控制多路发光二极管，支持大量扩充串联的发光二极管的个数，并可保证各发光二极管具有同样的发光亮度。

为实现上述目的，本发明提供了一种恒定亮度发光二极管控制电路，包括：

电源供给单元，用于提供恒定的输出电流；所述电源供给单元包括相互连接的线性电压调整器和电阻，所述输出电流恒定为所述线性电压调整器的接脚参考电压与所述电阻阻值的比值；

串联的至少一个独立控制显示单元，每个独立控制显示单元包括一个或串联的一个以上的发光二极管，所述输出电流输入所述独立控制显示单元；

列控制显示单元，与所述串联的至少一个独立控制显示单元串联连接，通过一列控制信号同时控制所述至少一个独立控制显示单元中的所有发光二极管是否可以发光；

在所述至少一个独立控制显示单元中的所有发光二极管可以发光的情况下，所述独立控制显示单元通过一独立控制信号同时控制该独立控制显示单元中的所有发光二极管是否发光。

所述独立控制显示单元进一步包括：

一三极管，所述三极管的基极接收所述独立控制信号，所述三极管的集电极连接一场效应管的栅极，所述场效应管与所述发光二极管并联。

所述列控制显示单元进一步包括：

一第一三极管；一第二三极管；

所述第一三极管的基极接收所述列控制信号，所述第一三极管的集电极连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极与所述独立控制显示单元连接。

所述列控制显示单元进一步包括发光二极管，与所述第二三极管的集电极连接。

所述独立控制显示单元可设置多个，相互之间串联连接。

所述列控制信号为高电平时，所述第一三极管导通，所述第二三极管关断，所述发光二极管不可以发光；

所述列控制信号为低电平时，所述第一三极管关断，所述第二三极管导通，所述发光二极管可以发光。

所述独立控制信号为高电平时，所述三极管导通，所述场效应管导通，所述发光二极管不发光；

所述独立控制信号为低电平时，所述三极管关断，所述场效应管关断，所述发光二极管发光。

本发明所采用的控制电路具有实现原理简单，采用器件少，可扩充性好，应用方便灵活成本相对较低的特点，可大量使用在需要分组控制的具有恒定亮度的发光二极管的控制使用中。

附图说明

图1为现有技术中发光二极管控制电路的结构示意图。

图2为本发明的恒定亮度发光二极管控制电路的结构示意图；

图3为本发明的电源供给单元的内部结构示意图；

图4为本发明的独立控制显示单元的内部结构示意图；

图5为本发明的列控制显示单元的内部结构示意图。

具体实施方式

以下配合实施例以及附图，详细描述本发明的技术特征。

为实现同一控制电路控制多个发光二极管，同样的电源电压为多组发光二极管供电，并保持各个发光二极管亮度一致，本发明公开了一种恒定亮度发光二极管控制电路。请参阅图2所示为本发明的恒定亮度发光二极管控制电路的结构示意图。

该控制电路包括了三个部分：电源供给单元、独立控制显示单元、列控制显示单元。其中，该控制电路中可包括多个电源供给单元，每个电源供给单元可依次串联一个或多个独立控制显示单元，并与一个列控制显示单元串联。

如图2所示，电源供给单元211与两个独立控制显示单元221、222以及列控制显示单元231组成一列。电源供给单元212与一个独立控制显示单元223与列控制显示单元232组成一列。每个独立控制显示单元以及每个列控制显示单元都各自受到一控制信号(a、b、c、d、e)的控制。

两个电源供给单元211、212接收共同的固定输入电压Vin，输出电压将随所连接的控制显示单元的个数的不同而有所差别，但电源供给单元具有输出恒定电流的特点，即，将为各自串联的控制显示单元提供恒定的电流，从而保证每个发光二极管亮度恒定。每个独立控制显示单元带有多个发光二极管，且每个独立控制显示单元都受到控制信号的控制，以控制该独立控制显示单元所包括的多个发光二极管的亮灭，从而实现对整个控制电路的发光二极管的分组管理。列控制显示单元可通过控制信号控制该列串联的所有发光二极管，即，在列控制显示单元为关闭状态时，该列全部的发光二极管都不发光，在列控制显示单元为打开状态时，各独立控制显示单元的发光二极管的发光与否，受到各自的控制信号的控制。

请参阅图3为本发明的电源供给单元的内部结构示意图。该电源供给单元由线性电压调整器IC1和电阻R10组成。线性电压调整器IC1的脚1与脚2的参考电压恒定为Vref。脚2输出的电流Iout＝Iadj+Vref/R10，其中电流Iadj为线性电压调整器IC1的脚1的输出电流，该电流由线性电压调整器IC1限定为常数，例如为100μA，与Iout相比可以忽略，因此Iout≈Vref/R10。不论该电源供给单元后续串联多少独立(列)控制显示单元，驱动多少发光二极管，该电源供给单元的输出电流均保持为该参数。即，该电源供给单元的电压将随驱动的发光二极管的个数变化而变化，但输出电流恒定，从而保证了所驱动的各个发光二极管发光时亮度一致。同时，电阻R10的阻值决定了输出电流的大小，发光二极管亮度的变化可通过改变电阻R10来实现。

如图4所示为独立控制显示单元的内部结构示意图。该独立控制显示单元由三极管T1、功率场效应管T2、电阻和发光二极管(HL1、HL2、HL3)组成。三极管T1的基极接收该控制信号control，集电极与功率场效应管T2的栅极连接，该功率场效应管T2与三个发光二极管(HL1、HL2、HL3)并联，并共同接收来自电源供给单元的电流。

其中，当控制信号control为高电平时，三极管T1导通，T2的栅极电压为低电平，因而T2导通，则HL1、HL2、HL3短路，不发光。该电源供给单元输出的输出电流将传送入下一个独立控制显示单元或列控制显示单元。当控制信号control为低电平时，三极管T1关断，T2的栅极电压为高电平，因而T2关断，即断路，则HL1、HL2、HL3发光。电流将传送入下一个独立控制显示单元或列控制显示单元。故可见，可通过设置控制信号control的高低电平而控制串行发光二极管的亮灭。且由于流过各发光二极管的电流恒定，故各发光二极管的亮度恒定。

如图5所示为列控制显示单元的内部结构示意图。该列控制显示单元由两个三极管T3、T4、电阻和发光二极管(HL4、HL5、HL6)组成。三极管T3的基极接收该控制信号control，集电极与三极管T4的基极连接。三极管T4的集电极连接发光二极管(HL4、HL5、HL6)。该发光二极管(HL4、HL5、HL6)接收来自所连接的独立控制显示单元的输出电流。

其中，当控制信号control为高电平时，三极管T3导通，三极管T4的基极为低电平，三极管T4关断，发光二极管(HL4、HL5、HL6)不发光。且由于T4关断，与所串联的独立控制显示单元无法形成连通回路，故在该独立控制显示单元中，无论控制信号怎样设置，发光二极管都不发光。即，列控制显示单元处于关闭状态。

当控制信号control为低电平时，三极管T3关断，三极管T4的基极为高电平，三极管T4导通，发光二极管(HL4、HL5、HL6)发光。且由于T4导通，与所串联的独立控制显示单元形成了连通回路，故在该独立控制显示单元中，可进一步通过对控制信号的设置，控制各发光二极管的发光与否。即，列控制显示单元处于打开状态。

在实际生产过程中，该电源供给单元的线性电压调整器IC1可选用国半公司的可调输出电压调整器系列芯片，各独立控制显示单元和列控制显示单元中的三极管均选用LRC公司的高耐压晶体管，功率场效应管选用Onsemi公司的小封装表贴功率场效应管，发光二极管选用亿光的高亮度发光二极管。

本发明的控制电路具有良好的可扩充性，可依据需求设置电源供给单元、独立控制显示单元的个数，每个独立控制显示单元以及列控制显示单元中设置的发光二极管的数量也可依据需要调整。如图2所示，本实施例中采用了3个独立控制显示单元，2个列控制显示单元，实现了对15个发光二极管的分组控制。经过可靠性实验结果和试用效果表明，本发明的电路具有高可靠性和稳定性。

本发明所采用的控制电路具有实现原理简单，采用器件少，可扩充性好，应用方便灵活成本相对较低的特点，可大量使用在需要分组控制的具有恒定亮度的发光二极管的控制使用中。

本发明的上述实施例仅用于描述本发明的实现过程，并不用以限制本发明的专利保护范围。专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1、一种恒定亮度发光二极管控制电路，其特征在于，包括：

电源供给单元，用于提供恒定的输出电流；所述电源供给单元包括相互连接的线性电压调整器和电阻，所述输出电流恒定为所述线性电压调整器的接脚参考电压与所述电阻阻值的比值；

串联的至少一个独立控制显示单元，每个独立控制显示单元包括一个或串联的一个以上的发光二极管，所述输出电流输入所述独立控制显示单元；

列控制显示单元，与所述串联的至少一个独立控制显示单元串联连接，通过一列控制信号同时控制所述至少一个独立控制显示单元中的所有发光二极管是否可以发光；

在所述至少一个独立控制显示单元中的所有发光二极管可以发光的情况下，所述独立控制显示单元通过一独立控制信号同时控制该独立控制显示单元中的所有发光二极管是否发光。

2、如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述独立控制显示单元进一步包括：

一三极管，所述三极管的基极接收所述独立控制信号，所述三极管的集电极连接一场效应管的栅极，所述场效应管与所述发光二极管并联。

3、如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述列控制显示单元进一步包括：

一第一三极管；

一第二三极管；

所述第一三极管的基极接收所述列控制信号，所述第一三极管的集电极连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极与所述独立控制显示单元连接。

4、如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述列控制显示单元进一步包括发光二极管，与所述第二三极管的集电极连接。

5、如权利要求1、2、3或4所述的控制电路，其特征在于，所述独立控制显示单元可设置多个，相互之间串联连接。

6、如权利要求5所述的控制电路，其特征在于，

所述列控制信号为高电平时，所述第一三极管导通，所述第二三极管关断，所述发光二极管不可以发光；

所述列控制信号为低电平时，所述第一三极管关断，所述第二三极管导通，所述发光二极管可以发光。

7、如权利要求2或6所述的控制电路，其特征在于，

所述独立控制信号为高电平时，所述三极管导通，所述场效应管导通，所述发光二极管不发光；

所述独立控制信号为低电平时，所述三极管关断，所述场效应管关断，所述发光二极管发光。

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