CN103648215B - 智能可调大功率led驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能可调大功率LED驱动装置，包括DC可调电源，DC可调电源的输出端与LED灯串的阳极连接，LED灯串的阴极与闭环恒流驱动电路连接，闭环恒流驱动电路包括NMOS管和运算放大器，NMOS管的漏极与LED灯串的阴极连接，NMOS管的源极与电流调节电阻R连接，NMOS管的栅极与运算放大器的输出端连接，运算放大器的同向输入端与MCU控制单元连接，MCU控制单元与DC可调电源的输入端连接，AD采样单元的输入端与NMOS管的漏极连接，输出端与MCU控制单元连接。本发明可对不同规格的LED灯串点灯进行智能调节，同时使得电路能提供LED灯串最大100V、150mA的大功率驱动；可实现最大16路、100V、150MA的输出，可广泛应用于当前所有民用及工业屏上的背光驱动。

Description

智能可调大功率LED驱动装置
技术领域
本发明涉及液晶模组领域，具体地指一种智能可调大功率LED驱动装置。
背景技术
智能可调大功率LED驱动产品是现代电子技术发展的新一代LED驱动产品，广泛应用于民用、工业生产等领域，包括大型面板厂家、组装工艺厂家和背光驱动生产厂家等。近几年由于背光屏业务的飞速发展和供电方式的不断改进，LED驱动产品的层出不穷。随着人们对产品的工艺和体积要求越来越细致，高性能低功耗已成为电子产品发展的主题。在LED灯条和液晶面板生产线上，需要对不同规格的LED灯条或液晶面板背光进行测试，现有的LED驱动装置不能对所有规格的LED灯条进行测试，且驱动电流不能进行自动调节。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能可调大功率LED驱动装置控制方法，能针对不同规格的LED灯串进行智能调节，能提供每路LED灯串最大100V、150mA的大功率驱动。
为实现上述目的，本发明所设计的智能可调大功率LED驱动装置，包括DC可调电源，其特殊之处在于，所述DC可调电源的输出端与LED灯串的阳极连接，所述LED灯串的阴极与闭环恒流驱动电路连接，所述闭环恒流驱动电路包括NMOS管和运算放大器，所述NMOS管的漏极与所述LED灯串的阴极连接，所述NMOS管的源极与电流调节电阻R连接，所述NMOS管的栅极与运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的同向输入端与MCU控制单元连接，所述MCU控制单元与DC可调电源的输入端连接，AD采样单元的输入端与NMOS管的漏极连接，输出端与MCU控制单元连接。
进一步地，所述MCU控制单元包括MCU单元和DA芯片，所述MCU单元和DA芯片连接，所述DA芯片分别向DC可调电源和闭环恒流驱动电路输出0～3.3v电压。MCU控制单元的DA芯片用于提供LED灯串正极电压和闭环恒流驱动电路的电压。
更进一步地，所述闭环恒流驱动电路为1～16个，每个所述闭环恒流驱动电路中NMOS管的漏极与一个AD采样单元的输入端和一个LED灯串的阴极连接，所有LED灯串的阳极与DC可调电源的输出端连接。一个DC可调电源可同时为1～16个LED灯串提供电压。
更进一步地，所述DC可调电源根据DA芯片的电压输出值输出0～100v电压。MCU控制单元可控制调节DA芯片输出0～100V电压。
本发明较现有技术的有益之处在于：由于电路集成了AD采样单元对闭环恒流驱动电路平衡点电压值的采样反馈和MCU对电路输入输出电压的调节功能，使得电路能对不同规格的LED灯串点灯进行智能调节，同时使得电路能提供LED灯串最大100V、150mA的大功率驱动；可实现最大16路、100V、150MA的输出，可广泛应用于当前所有民用及工业屏上的背光驱动；AD采样单元的集成同时使电路具备了开短路、过压保护功能。
附图说明
图1为本发明智能可调大功率LED驱动装置的电路方框图；
图2为图1中闭环恒流驱动电路的电路图；
图3为图1中闭环恒流驱动电路为多个的电路方框图。
图中：1.MCU控制单元，1-1.MCU芯片，1-2.DA芯片，2.DC可调电源，3.闭环恒流驱动电路，3-1.NMOS管，3-2.运算放大器，4.AD采样单元，5.LED灯串，R1.电流调节电阻，R2.第一分压电阻，R3.第二分压电阻。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明所提供的一种智能可调大功率LED驱动装置，包括DC可调电源2，DC可调电源2的输出端与LED灯串5的阳极连接，LED灯串5的阴极与闭环恒流驱动电路3连接。闭环恒流驱动电路3包括NMOS管3-1和运算放大器3-2，NMOS管3-1的漏极与LED灯串5的阴极连接，NMOS管3-1的源极通过电流调节电阻R1连接，NMOS管3-1的栅极与运算放大器3-2的输出端连接，运算放大器3-2的同向输入端与MCU控制单元1连接，MCU控制单元1与DC可调电源2的输入端连接，AD采样单元4的输入端与NMOS管3-1的漏极连接，输出端与MCU控制单元1连接。
其中，MCU控制单元1包括MCU单元1-1和DA芯片1-2，MCU单元1-1和DA芯片1-2连接。MCU单元1-1选用STM32F103VCT6，工作电压为3.3V。DA芯片1-2分别向DC可调电源2和闭环恒流驱动电路3输出0～3.3v电压。DC可调电源2根据DA芯片1-2的电压输出值输出0～100V电压。
图2为闭环恒流驱动电路的实施例电路图，如图所示，闭环恒流驱动电路3由与DA芯片1-2连接的运算放大器3-2作为输入级，NMOS管3-1作为输出级，运算放大器3-2用来为闭环控制驱动NMOS管3-1提供恒定的电流，具体表现为MCU控制单元1控制DA芯片经ISET点给运算放大器3-2的同相输入端送入0～3.3V的电压Vset，此电压由于运算放大器3-2比较的关系会映射到电流调节电阻R1上，电流调节电阻R1对地电压也为Vset，此时LED灯串5的LED1_1点、NMOS管3-1的Q点和电流调节电阻R1回路上的电流值被限制在Iset=Vset/R1值，LED灯串5的电流值可直接根据改变Vset的值设置，从而实现整个电路闭环控制及电流设置。运算放大器3-2的型号为LM2904DR，电流调节电阻R1的阻值为22Ω。
闭环恒流驱动电路3还包括第一分压电阻R2和第二分压电阻R3两个分压电阻，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3串联组成的分压电路映射NMOS管3-1的Q点和电流调节电阻R1两端的电压，AD采样单元4采集LED1AD1点的电压Vds送入MCU控制单元1和预先设置的电压默认值V0进行比较，默认电压值V0可以设定为3～6V中任一值。当检测到Vds≥V0，固定DC可调电源2电压输出。
如图3所示，闭环恒流驱动电路3的路数可以扩展到1～16路。闭环恒流驱动电路3为1～16个，每个闭环恒流驱动电路3中NMOS管3-1的漏极与一个LED灯串5的阴极连接，所有LED灯串5的阳极与DC可调电源2的输出端连接。所有LED灯串5需为同一规格的LED灯串。
使用本发明的控制方法的基本过程如下：
1）将LED灯串5的阴极与闭环恒流驱动电路3连接，设定闭环恒流驱动电路3的恒流电流值I；
具体步骤包括：
11）在闭环恒流驱动电路3中设置NMOS管3-1，将NMOS管3-1的漏极与LED灯串5的阴极连接，将NMOS管3-1的源极与电流调节电阻R1连接，当NMOS管3-1的漏极与源极的电压差达到开启电压时，NMOS管3-1导通；
12）根据设定的恒流电流值I和电流调节电阻R1的阻值计算出恒流电压值V1，
13）使NMOS管3-1源极的对地电压保持为恒流电压值V1，则闭环恒流驱动电路3的电流被设定为恒流电流值I。
2）实时采集闭环恒流驱动电路3与LED灯串5阴极连接点的对地电压值Vds；
具体步骤包括：
21）在闭环恒流驱动电路3与LED灯串5阴极连接点设置对地分压电路，通过AD采样单元4实时采集闭环恒流驱动电路3与LED灯串5阴极连接点的对地电压值Vds
22）AD采样单元4将采集的Vds实时传送至MCU控制单元1。
3）向LED灯串5的阳极输出可变电压值Vout，可变电压值Vout为从0V逐渐递增的可变电压；
具体步骤包括：
31）MCU控制单元1控制DA芯片1-2向DC可控电源2输出0～3.3V的控制调节电压；
32）DC可控电源2向LED灯串5的阳极输出0～100V的可变电压值Vout，可变电压值Vout为从0V逐渐递增的可变电压。
4）当采集的闭环恒流驱动电路3与LED灯串5阴极连接点的对地电压值Vds达到默认电压值V0后，固定可变电压值Vout输出。
具体步骤包括：
41）MCU控制单元1将闭环恒流驱动电路3与LED灯串5阴极连接点的对地电压值Vds与默认电压值V0进行比较运算，默认电压值V0可以设定为3～6V中任一值；
42）当闭环恒流驱动电路3与LED灯串5阴极连接点的对地电压值Vds大于默认电压值V0时，MCU控制单元1固定DA芯片1-2的电压输出值；
43）DA芯片1-2向DC可控电源2输出固定的电压值，DC可控电源2保持以固定的可变电压值Vout输出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种智能可调大功率LED驱动装置，包括DC可调电源(2)，其特征在于：所述DC可调电源(2)的输出端与LED灯串(5)的阳极连接，所述LED灯串(5)的阴极与闭环恒流驱动电路(3)连接，所述闭环恒流驱动电路(3)包括NMOS管(3-1)和运算放大器(3-2)，所述NMOS管(3-1)的漏极与所述LED灯串(5)的阴极连接，所述NMOS管(3-1)的源极与电流调节电阻R1连接，所述NMOS管(3-1)的栅极与运算放大器(3-2)的输出端直接相连，所述运算放大器(3-2)的同向输入端与MCU控制单元(1)直接连接，所述MCU控制单元(1)与DC可调电源(2)的输入端连接，AD采样单元(4)的输入端与NMOS管的漏极连接，输出端与MCU控制单元(1)连接；所述MCU控制单元(1)包括MCU单元(1-1)和DA芯片(1-2)，所述MCU单元(1-1)和DA芯片(1-2)连接，所述DA芯片(1-2)分别向DC可调电源(2)和闭环恒流驱动电路(3)输出0～3.3v电压。
2.根据权利要求1所述的智能可调大功率LED驱动装置，其特征在于：所述闭环恒流驱动电路(3)为1～16个，每个所述闭环恒流驱动电路(3)中NMOS管(3-1)的漏极与一个LED灯串(5)的阴极连接，所有LED灯串(5)的阳极与DC可调电源(2)的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的智能可调大功率LED驱动装置，其特征在于：所述DC可调电源(2)根据DA芯片(1-2)的电压输出值输出0～100v电压。
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