CN103648216B - 一种智能恒流驱动大功率led的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能恒流驱动大功率LED的方法，包括步骤：1）将LED灯串的阴极与恒流回路连接，设定恒流回路的恒流电流值I；2）实时采集恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds；3）向LED灯串的阳极输出可变电压值V_out，可变电压值V_out为从0V逐渐递增的可变电压；4）当采集的恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds达到默认电压值V₀后，固定可变电压值V_out输出。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

一种智能恒流驱动大功率LED的方法

技术领域

本发明涉及液晶模组领域，具体地指一种智能恒流驱动大功率LED的方法。

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恒流驱动大功率LED的方法，能针对不同规格的LED灯串进行点灯智能调节，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，本发明所设计的一种智能恒流驱动大功率LED的方法，包括如下步骤：

1）将LED灯串的阴极与恒流回路连接，设定恒流回路的恒流电流值I；

2）实时采集所述恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds；

3）向所述LED灯串的阳极输出可变电压值V_out，所述可变电压值V_out为从0V逐渐递增的可变电压；

4）当采集的所述恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds达到默认电压值V₀后，固定所述可变电压值V_out输出。

优选地，所述步骤1）中将LED灯串的阴极与恒流回路连接，设定恒流回路的恒流电流值I的步骤包括：

11）在所述恒流回路中设置NMOS管，将所述NMOS管的漏极与LED灯串的阴极连接，将所述NMOS管的源极与电流调节电阻R连接，当所述NMOS管的漏极与源极的电压差达到开启电压时，所述NMOS管导通；

12）根据设定的恒流电流值I和电流调节电阻R的阻值计算出恒流电压值V₁；

13）使所述NMOS管源极的对地电压保持为恒流电压值V₁，则所述恒流回路的电流被设定为恒流电流值I。

优选地，所述步骤2）中实时采集所述恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds的步骤包括：

21）在所述闭环恒流驱动电路与LED灯串阴极连接点设置对地分压电路，通过所述AD采样单元实时采集闭环恒流驱动电路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds；

22）所述AD采样单元将采集的述恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds实时传送至MCU控制单元。

优选地，所述步骤3）中向所述LED灯串的阳极输出可变电压值V_out，所述可变电压值V_out为从0V逐渐递增的可变电压的步骤包括：

31）MCU控制单元控制DA芯片向DC可控电源输出0～3.3V的可变电压；

32）DC可控电源向LED灯串的阳极输出0～100V的可变电压值V_out，所述可变电压值V_out为从0V逐渐递增的可变电压。

优选地，所述步骤4）中当采集的所述恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds达到默认电压值V₀后，固定所述可变电压值V_out输出的步骤包括：

41）所述MCU控制单元将恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds与默认电压值V₀进行比较运算，所述默认电压值V₀设定为3～6V中任一值；

42）当所述恒流回路与LED灯串阴极连接点的对地电压值V_ds大于默认电压值V₀时，所述MCU控制单元固定DA芯片的电压输出值；

43）所述DA芯片向DC可控电源输出固定的电压值，所述DC可控电源保持以固定的可变电压值V_out输出。

本发明所提供的一种智能恒流驱动大功率LED的方法通过对闭环恒流驱动电路平衡点电压值的实时采样及反馈和对电路输入输出电压的自动调节，使得电路能对不同规格的LED灯串点灯进行智能调节可实现对不同规格的LED灯串点灯进行智能调节；使电路能同时向多个LED灯串提供最大100V、150mA的大功率驱动。

附图说明

图1为本发明一种智能恒流驱动大功率LED的方法的流程图；

图2为实现本发明一种智能恒流驱动大功率LED的方法的装置电路方框图；

图3为图2中闭环恒流驱动电路的电路图。

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。

本发明一种智能恒流驱动大功率LED的方法的流程图如图1所示，本发明采用智能可调大功率LED驱动装置实现，如图2所示，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为恒流回路，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的源极与电流调节通过电阻R₁接地，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V_ds≥V₀，固定DC可调电源2电压输出。

具体控制过程如下：

1）将LED灯串5的阴极与作为恒流回路的闭环恒流驱动电路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。例如，客户设定的恒流电流值I为100mA，电流调节电阻R₁的阻值为22Ω，则恒流电压值V₁为2.2V。

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。

在闭环恒流驱动电路3中设置运算放大器3-2，,将运算放大器3-2的输出端与NMOS管3-1的栅极连接，将运算放大器3-2的反向输入端与NMOS管3-1的源极连接，将运算放大器3-2的同向输入端与MCU控制单元1连接，MCU控制单元1向运算放大器3-2的同向输入端输入2.2V的电压，并实时与NMOS管3-1源极对地反馈电压相比较，保证NMOS管3-1源极的对地电压始终为2.2V。

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V_ds。

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V_ds

22）AD采样单元4将采集的V_ds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V_out，可变电压值V_out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的可变电压。

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V_out，可变电压值V_out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V_ds达到默认电压值V₀后，固定可变电压值V_out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V_ds与默认电压值V₀进行比较运算，默认电压值V₀设定为3～6V中任一值。

客户设定的恒流电流值I为100mA，电路负载电流调节电阻R₁的阻值为22Ω，默认电压值V₀设为5V。

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V_ds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。

当检测到闭环恒流驱动电路3与LED灯串5阴极连接点的对地电压值V_ds大于5V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V_out输出，LED灯串5两端保持稳定的电压值。

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 (5)

1.一种智能恒流驱动大功率LED的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将LED灯串（5）的阴极与恒流回路（3）连接，设定恒流回路（3）的恒流电流值I；

2）实时采集所述恒流回路（3）与LED灯串（5）阴极连接点的对地电压值V_ds；

3）向所述LED灯串（5）的阳极输出可变电压值V_out，所述可变电压值V_out为从0V逐渐递增的可变电压；

4）当采集的所述恒流回路（3）与LED灯串（5）阴极连接点的对地电压值V_ds达到默认电压值V₀后，固定所述可变电压值V_out输出。

2.根据权利要求1所述的一种智能恒流驱动大功率LED的方法，其特征在于：所述步骤1）中将LED灯串（5）的阴极与恒流回路（3）连接，设定恒流回路（3）的恒流电流值I的步骤包括：

11）在所述恒流回路（3）中设置NMOS管（3-1），将所述NMOS管（3-1）的漏极与LED灯串（5）的阴极连接，将所述NMOS管（3-1）的源极与电流调节电阻R₁连接，当所述NMOS管（3-1）的漏极与源极的电压差达到开启电压时，所述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）使所述NMOS管（3-1）源极的对地电压保持为恒流电压值V₁，则所述恒流回路（3）的电流被设定为恒流电流值I。

3.根据权利要求2所述的一种智能恒流驱动大功率LED的方法，其特征在于：所述步骤2）中实时采集所述恒流回路（3）与LED灯串（5）阴极连接点的对地电压值V_ds的步骤包括：

21）在所述闭环恒流驱动电路（3）与LED灯串（5）阴极连接点设置对地分压电路，通过所述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V_ds；

22）所述AD采样单元（4）将采集的述恒流回路（3）与LED灯串（5）阴极连接点的对地电压值V_ds实时传送至MCU控制单元（1）。

4.根据权利要求3所述的一种智能恒流驱动大功率LED的方法，其特征在于：所述步骤3）中向所述LED灯串（5）的阳极输出可变电压值V_out，所述可变电压值V_out为从0V逐渐递增的可变电压的步骤包括：

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的可变电压；

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V_out，所述可变电压值V_out为从0V逐渐递增的可变电压。

5.根据权利要求4所述的一种智能恒流驱动大功率LED的方法，其特征在于：所述步骤4）中当采集的所述恒流回路（3）与LED灯串（5）阴极连接点的对地电压值V_ds达到默认电压值V₀后，固定所述可变电压值V_out输出的步骤包括：

41）所述MCU控制单元（1）将恒流回路（3）与LED灯串（5）阴极连接点的对地电压值V_ds与默认电压值V₀进行比较运算，默认电压值V₀设定为3～6V中任一值；

42）当所述恒流回路（3）与LED灯串（5）阴极连接点的对地电压值V_ds大于默认电压值V₀时，所述MCU控制单元（1）固定DA芯片（1-2）的电压输出值；

43）所述DA芯片（1-2）向DC可控电源（2）输出固定的电压值，所述DC可控电源（2）保持以固定的可变电压值V_out输出。