发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提出一种低成本、高性能、具有十分广阔的应用前景,能够加快LED的市场化发展的LED驱动电路。
为了达到上述目的,本发明的第一种技术方案为:一种LED驱动电路,其特征在于包括第一至第五电阻、第一三极管、第二三极管及MOS管;其中所述第一三极管与第二三极管的基极电连接,第一三极管的集电极通过第四电阻电连接直流电压+5V,第一三极管的集电极还接MOS管的栅极;所述第一电阻与第二电阻串联后一端接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管的发射极电连接接第一电阻与第二电阻的串联点;第二三极管的基极与集电极电连接并通过第五电阻接直流电压+5V,第二三极管的发射极通过第三电阻接地;MOS管的源极电连接第二三极管的发射极,MOS管的漏极电连接LED发光二极管组。
为了达到上述目的,本发明的第二种技术方案为:一种LED驱动电路,其特征在于包括第一至第五电阻、第一至第四三极管及MOS管;其中所述第一三极管与第二三极管的基极电连接,第一三极管的集电极通过第四电阻电连接第三三极管的集电极,第一三极管的集电极还接MOS管的栅极;所述第一电阻与第二电阻串联后一端接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管的发射极接第一电阻与第二电阻的串联点;第二三极管的基极与集电极电连接并通过第五电阻电连接第四三极管的集电极,第二三极管的发射极通过第三电阻接地;MOS管的源极电连接第二三极管的发射极,MOS管的漏极电连接LED发光二极管组;第三三极管的集电极与基极电连接,第三三极管的基极与第四三极管的基极电连接,第三三极管与第四三极管的发射极均电连接直流电压+5V。
为了达到上述目的,本发明的第三种技术方案为:一种LED驱动电路,其特征在于包括第一至第五电阻及第一至第五三极管;其中所述第一三极管与第二三极管的基极电连接,第一三极管的集电极通过第四电阻电连接第三三极管的集电极,第一三极管的集电极还接第五三极管的基极;所述第一电阻与第二电阻串联后一端接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管的发射极接第一电阻与第二电阻的串联点;第二三极管的基极与集电极电连接并通过第五电阻电连接第四三极管的集电极,第二三极管的发射极通过第三电阻接地;第五三极管的发射极电连接第二三极管的发射极,第五三极管的集电极电连接LED发光二极管组;第三三极管的集电极与基极电连接,第三三极管的基极与第四三极管的基极电连接,第三三极管与第四三极管的发射极均电连接直流电压+5V。
为了达到上述目的,本发明的第四种技术方案为:一种LED驱动电路,其特征在于包括第一至第六电阻、第一至第六三极管;其中所述第一三极管与第二三极管的基极电连接,第一三极管的集电极通过第四电阻电连接第四三极管的集电极,第一三极管的集电极还电连接第六三极管的基极;所述第一电阻与第二电阻串联后一端电连接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管的发射极接第一电阻与第二电阻的串联点;第二三极管的基极与集电极电连接并通过第五电阻电连接第五三极管的集电极,第二三极管的发射极通过第三电阻接地;第三三极管的发射极电连接第二三极管的发射极,第三三极管的集电极电连接LED发光二极管组;第四三极管的集电极与基极电连接,第四三极管的基极与第五三极管的基极电连接,第四三极管与第五三极管的发射极均电连接直流电压+5V;第六三极管的集电极通过第六电阻电连接直流电压+5V,第六三极管的发射极与第三三极管的基极电连接。
为了达到上述目的,本发明的第五种技术方案为:一种LED驱动电路,其特征在于包括第一至第六电阻、第一至第五三极管及MOS管;其中所述第一三极管与第二三极管的基极电连接,第一三极管的集电极通过第四电阻电连接第三三极管的集电极,第一三极管的集电极还接MOS管的栅极及第五三极管的发射极;所述第一电阻与第二电阻串联后一端电连接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管的发射极接第一电阻与第二电阻的串联点;第二三极管的基极与集电极电连接并通过第五电阻电连接第四三极管的集电极,第二三极管的发射极通过第三电阻接地;MOS管的源极电连接第二三极管的发射极,MOS管的漏极电连接LED发光二极管组;第三三极管的集电极与基极电连接,第三三极管的基极与第四三极管的基极电连接,第三三极管与第四三极管的发射极均电连接直流电压+5V;第五三极管的集电极接地,第五三极管的基极通过第六电阻电连接直流电压+5V。
为了达到上述目的,本发明的第六种技术方案为:一种LED驱动电路,其特征在于包括第一至第六电阻、第一至第四三极管、第一MOS管及第二MOS管;其中所述第一三极管与第二三极管的基极电连接,第一三极管的集电极通过第四电阻电连接第三三极管的集电极,第一三极管的集电极还接第二MOS管的栅极及第一MOS管的漏极;所述第一电阻与第二电阻串联后一端电连接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管的发射极接第一电阻与第二电阻的串联点;第二三极管的基极与集电极电连接并通过第五电阻电连接第四三极管的集电极,第二三极管的发射极通过第三电阻接地;第二MOS管的源极电连接第二三极管的发射极,第二MOS管的漏极电连接LED发光二极管组;第三三极管的集电极与基极电连接,第三三极管的基极与第四三极管的基极电连接,第三三极管与第四三极管的发射极均电连接直流电压+5V;第一MOS管的源极接地,第一MOS管的栅极通过第六电阻电连接直流电压+5V。
本发明与现有技术相比的优点为:通过对称的三极管镜像电路实现更高精度的LED电流驱动控制,通过三极管下拉补丁电路防止驱动电路进入饱和放大电路,其可以通过线性MOS管,也可以通过大功率三极管或者达林顿管来实现,低成本、高性能、具有十分广阔的应用前景,能够加快LED的市场化发展。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二” 、“第三” 、“第四” 、“第五”及“第六”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
如图1所示,其是一种LED驱动电路,包括第一至第五电阻R1-R5、第一三极管Q1、第二三极管Q2及MOS管T;其中所述第一三极管Q1与第二三极管Q2的基极电连接,第一三极管Q1的集电极通过第四电阻R4电连接直流电压+5V,第一三极管Q1的集电极还接MOS管T的栅极;所述第一电阻R1与第二电阻R2串联后一端接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管Q1的发射极电连接接第一电阻R1与第二电阻R2的串联点;第二三极管Q2的基极与集电极电连接并通过第五电阻R5接直流电压+5V,第二三极管Q2的发射极通过第三电阻R3接地;MOS管T的源极电连接第二三极管Q2的发射,MOS管T的漏极电连接LED发光二极管组。在本实施例中,第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN三极管,它们组成镜像电流源电流,都工作在放大区域。
工作时,第三电阻R3采集LED发光二极管组的电流,第一电阻R1和第二电阻R2分压得到电压作为电压基准。由于第一三极管Q1和第二三极管Q2的基级相连,故基级电压相等,NPN三极管基级与发射级之间的PN结导通电压基本一致,所以分压到第二电阻R2上的电压和采样第三电阻R3上的电压也就基本相同,通过调节第一电阻R1或第二电阻R2的阻值来调节第二电阻R2上的电压,从而可以调节第三电阻R3上的电压,也就可以改变LED的电流。
闭环工作原理如下:
当LED电流突然增大时,第三电阻R3上的电压加大,电流Ib2会减小,第二三极管Q2基级电压降低,从而使得第一三极管Q1的基级发射级电流也减小,放大倍数减小,从而第一三极管Q1的集电极与发射级压差减小,使得工作在线性区的MOS管T栅源极电压减小,漏源级电压变大(漏源级等效阻抗增大),从而使得LED电流减小。同理,当LED电流突然减小时,第三电阻R3上的电压减小,电流Ib2会增大,第二三极管Q2基级电压上升,从而使得第一三极管Q1的基级发射级电流也增大,放大倍数就加大,从而使第一三极管Q1的集电极与发射级压差增大,使得工作在线性区的MOS管T栅源极电压增大,漏源级电压减小(漏源级等效阻抗减小),从而使得LED电流增大。
图1电路可以实现LED恒定电流控制,但是缺点是由于第一三极管Q1和第二三极管Q2工作在不同的放大系数,并且在不同的环境温度下,第一三极管Q1和第二三极管Q2的基级与发射级PN结电压会有一定的差别,并且会漂移。
实施例二
如图2所示,其是一种LED驱动电路,包括第一至第五电阻R1-R5、第一至第四三极管Q1-Q4及MOS管T;其中所述第一三极管Q1与第二三极管Q2的基极电连接,第一三极管Q1的集电极通过第四电阻R4电连接第三三极管Q3的集电极,第一三极管Q1的集电极还接MOS管T的栅极;所述第一电阻R1与第二电阻R2串联后一端接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管Q1的发射极接第一电阻R1与第二电阻R2的串联点;第二三极管Q2的基极与集电极电连接并通过第五电阻R5电连接第四三极管Q4的集电极,第二三极管Q2的发射极通过第三电阻R3接地;MOS管T的源极电连接第二三极管Q2的发射极,MOS管T的漏极电连接LED发光二极管组;第三三极管Q3的集电极与基极电连接,第三三极管Q3的基极与第四三极管Q4的基极电连接,第三三极管Q3与第四三极管Q4的发射极均电连接直流电压+5V。在本实施例中,第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN三极管,它们组成镜像电流源电流,都工作在放大区域,第三三极管Q3和第四三极管Q4均为NPN三极管[jeff1] ,对于第一三级管Q1和第二三极管Q2体内PN结电压的不同, 第三三极管Q3和第四三极管Q4可以实现自动补偿。
其基本工作原理为:
正常工作时,第二三极管Q2的集电极与发射级压差Vce2基本为一个PN结,第一三级管Q1的集电极与发射级压差Vce1随着LED电流变化而不断调整,而第三三极管Q3的集电极与发射级压差Vce4基本也为一个PN结,第四电阻R4与第五电阻R5的阻值基本相等,这样就使得第四三极管Q4和第一三极管Q1的集电极与发射级压差Vce1和Vce5基本相等,从而使得第一三极管Q1和第二三级管Q2的集电极与发射级电流Ice1和Ice2基本相等,这样第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极电流就基本相同,其管内CE之间的PN结电压就更加近似相等。
实施例三
如图3所示,其是一种LED驱动电路,其特征在于包括第一至第五电阻R1-R5及第一至第五三极管Q1-Q5;其中所述第一三极管Q1与第二三极管Q2的基极电连接,第一三极管Q1的集电极通过第四电阻R4电连接第三三极管Q3的集电极,第一三极管Q1的集电极还接第五三极管Q5的基极;所述第一电阻R1与第二电阻R2串联后一端接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管Q1的发射极接第一电阻R1与第二电阻R2的串联点;第二三极管Q2的基极与集电极电连接并通过第五电阻R5电连接第四三极管Q4的集电极,第二三极管Q2的发射极通过第三电阻R3接地;第五三极管Q5的发射极电连接第二三极管Q2的发射极,第五三极管Q5的集电极电连接LED发光二极管组;第三三极管Q3的集电极与基极电连接,第三三极管Q3的基极与第四三极管Q4的基极电连接,第三三极管Q3与第四三极管Q4的发射极均电连接直流电压+5V。
在本实施例的结构与实施例二基本相同,所不同的是用大功率的第五三极管Q5代替了MOS管T,这样可以进一步降低成本。工作原理与实施例二基本相同,在此不再重述。
实施例四
在本实施例中,为了实现高亮度LED驱动的需要,用第三三极管Q3及第六三极管Q6的组合代替了MOS管T,这样可以提高LED驱动的放大倍数,可以通过达林顿管或者两级三级管来实现。
实施例五
如图5所示,其是一种LED驱动电路,包括第一至第六电阻R1-R6、第一至第五三极管Q1-Q5及MOS管T;其中所述第一三极管Q1与第二三极管Q2的基极电连接,第一三极管Q1的集电极通过第四电阻R4电连接第三三极管Q3的集电极,第一三极管Q1的集电极还接MOS管T的栅极及第五三极管Q5的发射极;所述第一电阻R1与第二电阻R2串联后一端电连接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管Q1的发射极接第一电阻R1与第二电阻R2的串联点;第二三极管Q2的基极与集电极电连接并通过第五电阻R5电连接第四三极管Q4的集电极,第二三极管Q2的发射极通过第三电阻R3接地;MOS管T的源极电连接第二三极管Q2的发射极,MOS管T的漏极电连接LED发光二极管组;第三三极管Q3的集电极与基极电连接,第三三极管Q3的基极与第四三极管Q4的基极电连接,第三三极管Q3与第四三极管Q4的发射极均电连接直流电压+5V;第五三极管Q5的集电极接地,第五三极管Q5的基极通过第六电阻R6电连接直流电压+5V。
工作时,在频繁开关机及某些特殊应用场合,又或者一些严酷的测试条件下,线性MOS管T的驱动电压极有可能会被锁定而导致持续大电压,这时可通过一个第五三级管Q5来释放MOS管T的栅极电压,这样在频繁开关机的情况下仍可以保证LED驱动电流被正常的镜像电流闭环所控制。
实施例六
如图6所示,其是一种LED驱动电路,包括第一至第六电阻R1-R6、第一至第四三极管Q1-Q4、第一MOS管T1及第二MOS管T2;其中所述第一三极管Q1与第二三极管Q2的基极电连接,第一三极管Q1的集电极通过第四电阻R4电连接第三三极管Q3的集电极,第一三极管Q1的集电极还接第二MOS管T2的栅极及第一MOS管Q1的漏极;所述第一电阻R1与第二电阻R2串联后一端电连接直流电压+5V,另一端接地,第一三极管Q1的发射极接第一电阻R1与第二电阻R2的串联点;第二三极管Q2的基极与集电极电连接并通过第五电阻R5电连接第四三极管Q4的集电极,第二三极管Q2的发射极通过第三电阻R3接地;第二MOS管T2的源极电连接第二三极管Q2的发射极,第二MOS管T2的漏极电连接LED发光二极管组;第三三极管Q3的集电极与基极电连接,第三三极管Q3的基极与第四三极管Q4的基极电连接,第三三极管Q3与第四三极管Q4的发射极均电连接直流电压+5V;第一MOS管T1的源极接地,第一MOS管T1的栅极通过第六电阻R6电连接直流电压+5V。
在本实施例中,普通的第一MOS管T1代替了实施例五中的第五三极管Q5可以通过来代替,从而实现更加快速的释放第二MOS管T2的栅极电压,保障系统可靠性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换及变形,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出如果更加简单的推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。