CN104918368A - 彩灯驱动电路及车载按键背光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩灯驱动电路及车载按键背光装置，该电路包括供电电源、多个彩灯模块、控制器、用于根据控制器的第一输出脚输出的第一控制信号的占空比大小调节红色发光管的发光程度的第一驱动电路、用于根据控制器的第二输出脚输出的第二控制信号的占空比大小调节绿色发光管的发光程度的第二驱动电路，及于根据控制器的第三输出脚输出的第三控制信号的占空比大小调节蓝色发光管的发光程度的第三驱动电路。本发明具有电路结构简单、成本较低的优点。

Description

彩灯驱动电路及车载按键背光装置

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种彩灯驱动电路及车载按键背光装置。

背景技术

按键背光是一种通过彩灯发光使按键能够在晚上或者光线暗时，仍然能够显示其按键功能标识的技术。这种技术应用的领域比较广泛，而目前特别是应用在汽车上比较多，例如车载导航系统面板上的按键就采用按键背光技术。

现有按键背光用的彩灯通常采用专业的彩灯驱动芯片来驱动彩灯点亮，并发出不同颜色的光。但是，这种驱动电路中一颗彩灯驱动芯片驱动的彩灯数量有限，当面板上彩灯越多时，需要的彩灯驱动芯片数量就会增多，导致成本增高；并且，当不是采用同一彩灯驱动芯片去驱动多个彩灯时，各个彩灯之间由于信号不同步以及电流差异，显示效果会存在一致性较差的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种彩灯驱动电路，旨在降低彩灯驱动电路的成本，并提高彩灯显示的一致性。

为实现上述目的，本发明提供的彩灯驱动电路包括供电电源、多个彩灯模块及控制器，每一所述彩灯模块包括分别与所述供电电源连接的红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管；所述彩灯驱动电路还包括第一驱动电路、第二驱动电路及第三驱动电路，所述第一驱动电路的输入端与所述控制器的第一输出脚连接，所述第一驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的红色发光管连接；所述第二驱动电路的输入端与所述控制器的第二输出脚连接，所述第二驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的绿色发光管连接；所述第三驱动电路的输入端与所述控制器的第三输出脚连接，所述第三驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的蓝色发光管连接；

其中，所述第一驱动电路，用于根据所述控制器的第一输出脚输出的第一控制信号的占空比大小调节所述红色发光管的发光程度；

所述第二驱动电路，用于根据所述控制器的第二输出脚输出的第二控制信号的占空比大小调节所述绿色发光管的发光程度；

所述第三驱动电路，用于根据所述控制器的第三输出脚输出的第三控制信号的占空比大小调节所述蓝色发光管的发光程度。

优选地，所述红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管在所述第一驱动电路、第二驱动电路及第三驱动电路分别输出低电平信号时点亮。

优选地，所述第一驱动电路包括第一开关管，所述第一开关管的基极与所述控制器的第一控制脚连接，所述第一开关管的集电极为所述第一驱动电路的输出端，所述第一开关管的发射极接地；所述第二驱动电路包括第二开关管，所述第二开关管的基极与所述控制器的第二控制脚连接，所述第二开关管的集电极为所述第二驱动电路的输出端，所述第二开关管的发射极接地；所述第三驱动电路包括第三开关管，所述第三开关管的基极与所述控制器的第三控制脚连接，所述第三开关管的集电极为所述第三驱动电路的输出端，所述第三开关管的发射极接地。

优选地，所述第一驱动电路还包括第一电阻和第二电阻，所述第一开关管的基极经所述第一电阻与所述控制器的第一输出端连接；所述第一开关管的基极还经所述第二电阻连接到地；所述第二驱动电路包括还第三电阻和第四电阻，所述第二开关管的基极经所述第三电阻与所述控制器的第二输出端连接；所述第二开关管的基极还经所述第四电阻连接到地；所述第三驱动电路还包括第五电阻和第六电阻，所述第三开关管的基极经所述第五电阻与所述控制器的第三输出端连接；所述第三开关管的基极还经所述第六电阻连接到地。

优选地，所述控制器为PWM控制器或者单片机。

优选地于，所述红色发光管为红色发光二极管，所述绿色发光管为绿色发光二极管，所述蓝色发光管为蓝色发光二极管；所述红色发光管的阳极、所述绿色发光管的阳极及所述蓝色发光管的阳极分别于所述供电电源连接，所述红色发光管的阴极与所述驱动电路的第一驱动端连接，所述绿色发光管的阴极与所述驱动电路的第二驱动端连接，所述蓝色发光管的阴极与所述驱动电路的第三驱动端连接。

优选地，所述彩灯驱动电路还包括第一限流元件、第二限流元件及第三限流元件，所述第一限流元件连接于所述红色发光管的阴极与所述第一驱动电路的输出端之间；所述第二限流元件连接于所述绿色发光管的阴极与所述第二驱动电路的输出之间；所述第三限流元件连接于所述蓝色发光管的阴极与所述第三驱动电路的输出之间。

优选地，所述第一限流元件、第二限流元件及第三限流元件分别为电阻。

优选地，所述彩灯模块还包括罩设于所述红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管上的聚焦灯罩。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种车载按键背光装置，所述车载按键背光装置包括如上所述的彩灯驱动电路；所述彩灯驱动电路包括供电电源、多个彩灯模块及控制器，每一所述彩灯模块包括分别与所述供电电源连接的红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管；所述彩灯驱动电路还包括第一驱动电路、第二驱动电路及第三驱动电路，所述第一驱动电路的输入端与所述控制器的第一输出脚连接，所述第一驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的红色发光管连接；所述第二驱动电路的输入端与所述控制器的第二输出脚连接，所述第二驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的绿色发光管连接；所述第三驱动电路的输入端与所述控制器的第三输出脚连接，所述第三驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的蓝色发光管连接；其中，所述第一驱动电路，用于根据所述控制器的第一输出脚输出的第一控制信号的占空比大小调节所述红色发光管的发光程度；所述第二驱动电路，用于根据所述控制器的第二输出脚输出的第二控制信号的占空比大小调节所述绿色发光管的发光程度；所述第三驱动电路，用于根据所述控制器的第三输出脚输出的第三控制信号的占空比大小调节所述蓝色发光管的发光程度。

本发明通过设置供电电源、控制器、包含有红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管的多个彩灯模块、用于根据所述控制器的第一输出脚输出的第一控制信号的占空比大小调节所述红色发光管的发光程度的第一驱动电路、用于根据所述控制器的第二输出脚输出的第二控制信号的占空比大小调节所述绿色发光管的发光程度的第二驱动电路及于根据所述控制器的第三输出脚输出的第三控制信号的占空比大小调节所述蓝色发光管的发光程度的第三驱动电路，实现了一种电路成本较低的彩灯驱动电路；并且，由于三个驱动电路基于同一控制器的控制，信号同步，受干扰少，使得各彩灯模块显示出来的颜色及亮度的一致性较好。

附图说明

图1为本发明彩灯驱动电路较佳实施例的电路框图，其中只展示出了一个彩灯模块；

图2为本发明彩灯驱动电路的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种彩灯驱动电路，适用于各种电子设备或者仪器，例如用作按键的彩色背光。

参照图1及图2，在一实施例中，该彩灯驱动电路包括供电电源100(图2中用VCC代替标示)、多个彩灯模块200(图2中用D1、D2至Dn代替标示)及控制器300，每一所述彩灯模块200包括分别与所述供电电源100连接的红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3。

为实现调光，以使红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3发出的光线组合不同颜色的背光源，所述彩灯驱动电路还包括用于根据所述控制器300的第一输出脚输出的第一控制信号的占空比大小调节所述红色发光管LED1的发光程度的第一驱动电路400、用于根据所述控制器300的第二输出脚输出的第二控制信号的占空比大小调节所述绿色发光管LED2的发光程度的第二驱动电路500及于根据所述控制器300的第三输出脚输出的第三控制信号的占空比大小调节所述蓝色发光管LED3的发光程度的第三驱动电路600。

具体地，所述第一驱动电路400的输入端与所述控制器300的第一输出脚连接，所述第一驱动电路400的输出端与每一所述彩灯模块200的红色发光管LED1连接；所述第二驱动电路500的输入端与所述控制器300的第二输出脚连接，所述第二驱动电路500的输出端与每一所述彩灯模块200的绿色发光管LED2连接；所述第三驱动电路600的输入端与所述控制器300的第三输出脚连接，所述第三驱动电路600的输出端与每一所述彩灯模块200的蓝色发光管LED3连接。

本实施例实现的原理是，通过红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3点亮时发出的不同程度的红、绿、蓝三基色光相互混合而实现不同颜色的光源显示。

本实施例中，彩灯模块200的数量不限制，可按实际需要进行配置。其中，红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3可以采用各种能够实现其对应颜色的发光器件，本优选实施例中所述红色发光管LED1为红色发光二极管，所述绿色发光管LED2为绿色发光二极管，所述蓝色发光管LED3为蓝色发光二极管；所述红色发光管LED1的阳极、所述绿色发光管LED2的阳极及所述蓝色发光管LED3的阳极分别于所述供电电源100连接，所述红色发光管LED1的阴极与所述驱动电路的第一驱动端连接，所述绿色发光管LED2的阴极与所述驱动电路的第二驱动端连接，所述蓝色发光管LED3的阴极与所述驱动电路的第三驱动端连接。

本实施例中，所述控制器300可采用PWM控制器300或者单片机实现，通过控制器300调制产生不同占空比的脉宽调制信号，并通过控制器300的第一输出脚和第二输出脚以及第三输出脚进行输出。因此，当控制器300的一输出脚输出的控制信号的占空比变化时，与该输出脚对应的红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3上流过的电流就会相应变化，使对应地红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3发光的发光亮度(程度)也相应变化，因此，通过控制红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3的发光亮度而实现不同颜色的彩灯控制。其中，流过的电流越大，发光管发出的光线越强，即亮度越大。需要说明的是，本实施例中所述红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3在所述第一驱动电路400、第二驱动电路500及第三驱动电路600分别输出低电平信号时点亮进而实现彩灯显示。

具体地，所述第一驱动电路400包括第一开关管Q1，所述第一开关管Q1的基极与所述控制器300的第一控制脚连接，所述第一开关管Q1的集电极为所述第一驱动电路400的输出端，所述第一开关管Q1的发射极接地；所述第二驱动电路500包括第二开关管Q2，所述第二开关管Q2的基极与所述控制器300的第二控制脚连接，所述第二开关管Q2的集电极为所述第二驱动电路500的输出端，所述第二开关管Q2的发射极接地；所述第三驱动电路600包括第三开关管Q3，所述第三开关管Q3的基极与所述控制器300的第三控制脚连接，所述第三开关管Q3的集电极为所述第三驱动电路600的输出端，所述第三开关管Q3的发射极接地。其中，第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3可采用三极管实现，利用三极管的信号放大作用而改变流过红、绿、蓝三个发光管上的电流，这样当控制器300输出的控制信号的占空比变化时，第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3控制对应连接的发光管上流过的电流就相应变化，这样使得红、绿、蓝三个发光管的发光亮度不一样，通过不同发光亮度的红、绿、蓝三个发光管的组合，可以实现不同颜色灯的显示。

本发明彩灯驱动路通过设置供电电源100、控制器300、包含有红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3的多个彩灯模块200、用于根据所述控制器300的第一输出脚输出的第一控制信号的占空比大小调节所述红色发光管LED1的发光程度的第一驱动电路400、用于根据所述控制器300的第二输出脚输出的第二控制信号的占空比大小调节所述绿色发光管LED2的发光程度的第二驱动电路500及于根据所述控制器300的第三输出脚输出的第三控制信号的占空比大小调节所述蓝色发光管LED3的发光程度的第三驱动电路600，实现了一种电路成本较低的彩灯驱动电路；并且，由于三个驱动电路基于同一控制器300的控制，信号同步，受干扰少，使得各彩灯模块200显示出来的颜色及亮度的一致性较好。

进一步地，上述实施例中所述第一驱动电路400还包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一开关管Q1的基极经所述第一电阻R1与所述控制器300的第一输出端连接；所述第一开关管Q1的基极还经所述第二电阻R2连接到地。其中第一电阻R1和第二电阻R2组成第一开关管Q1的偏置电路，为第一开关管Q1的导通提供偏置电压。

同样地，所述第二驱动电路500还进一步包括还第三电阻R3和第四电阻R4，所述第二开关管Q2的基极经所述第三电阻R3与所述控制器300的第二输出端连接；所述第二开关管Q2的基极还经所述第四电阻R4连接到地。其中第三电阻R3和第四电阻R4组成第二开关管Q2的偏置电路，为第二开关管Q2的导通提供偏置电压。

且同样地，所述第三驱动电路600还进一步包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第三开关管Q3的基极经所述第五电阻R5与所述控制器300的第三输出端连接；所述第三开关管Q3的基极还经所述第六电阻R6连接到地。其中第五电阻R5和第六电阻R6组成第三开关管Q3的偏置电路，为第三开关管Q3的导通提供偏置电压。

进一步地，所述彩灯驱动电路还包括第一限流元件Rr、第二限流元件Rg及第三限流元件Rb，所述第一限流元件Rr连接于所述红色发光管LED1的阴极与所述第一驱动电路400的输出端之间；所述第二限流元件Rg连接于所述绿色发光管LED2的阴极与所述第二驱动电路500的输出之间；所述第三限流元件Rb连接于所述蓝色发光管LED3的阴极与所述第三驱动电路600的输出之间。其中，所述第一限流元件Rr、第二限流元件Rg及第三限流元件Rb优选为成本较低电阻。

进一步地，所述彩灯模块200还包括罩设于所述红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3上的聚焦灯罩(图未标示)。通过在每一所述彩灯模块200上的红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3上罩设一聚焦灯罩，使红色发光管LED1、绿色发光管LED2及蓝色发光管LED3点亮时发出的三色光在该聚焦灯罩内完成混色，再投射出来，避免彩色灯光不均匀、偏色等问题，提高色彩质量。

结合上述实施例，以下对本发明的电路原理进行进一步阐述：

本发明电路的彩灯模块200采用倒灌模式供电，即彩灯模块200的输出端为低电平时彩灯模块200中的各发光管才点亮。其中，控制器300通过软件预先配置，用以在通电工作时生成预设占空比的脉宽调制控制信号(PWM波)，然后通过第对应的端口输出至对应的第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3的基极，使得第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3开启而控制对应的红绿蓝发光管点亮，且此时第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3工作在放大状态，当控制信号的占空比不同时，第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3的基极电流就不相同，使得其集电极和发射极的电流相应变化，以此实现调节流过发光管的电流，而达到调节红绿蓝发光管发出的光线亮度的程度。易于理解的是，由于控制器300输出的控制信号的占空比不同时，其对应的发光管的发光程度不一样，因此，根据红绿蓝三原色合成色彩的原理，可配置各个彩灯模块200发出相同或者不同颜色的光线。例如红绿蓝光线混合成白色，红蓝光线混合成紫色，红绿光线混合成黄色，蓝绿光线混合成青蓝色等等。

可以理解的是，本发明彩灯驱动电路通过采用三极管直接驱动红绿蓝三色发光管，无需专业驱动芯片；并且，在设计多个彩灯模块200时，也只需要三个三极管去驱动，因此，大幅度的节约了电路硬件成本；另外，本发明电路采用三极管直接驱动，与采用一个专业驱动芯片对应驱动一个彩灯的电路相比，电流的一致性较好，使得各彩灯模块200中的红绿蓝发光管发出的光线混合后亮度和颜色一致，具有较好的视觉效果。

本发明还提供一种车载按键背光装置，在一实施例中，所述车载按键背光装置包括上述彩灯驱动电路；所述彩灯驱动电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在车载按键背光装置中使用了上述彩灯驱动电路，因此，该车载按键背光装置的实施例包括上述彩灯驱动电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种彩灯驱动电路，包括供电电源、多个彩灯模块及控制器，每一所述彩灯模块包括分别与所述供电电源连接的红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管；其特征在于，所述彩灯驱动电路还包括第一驱动电路、第二驱动电路及第三驱动电路，所述第一驱动电路的输入端与所述控制器的第一输出脚连接，所述第一驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的红色发光管连接；所述第二驱动电路的输入端与所述控制器的第二输出脚连接，所述第二驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的绿色发光管连接；所述第三驱动电路的输入端与所述控制器的第三输出脚连接，所述第三驱动电路的输出端与每一所述彩灯模块的蓝色发光管连接；

其中，所述第一驱动电路，用于根据所述控制器的第一输出脚输出的第一控制信号的占空比大小调节所述红色发光管的发光程度；

所述第二驱动电路，用于根据所述控制器的第二输出脚输出的第二控制信号的占空比大小调节所述绿色发光管的发光程度；

所述第三驱动电路，用于根据所述控制器的第三输出脚输出的第三控制信号的占空比大小调节所述蓝色发光管的发光程度。

2.如权利要求1所述的彩灯驱动电路，其特征在于，所述红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管在所述第一驱动电路、第二驱动电路及第三驱动电路分别输出低电平信号时点亮。

3.如权利要求1所述的彩灯驱动电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括第一开关管，所述第一开关管的基极与所述控制器的第一控制脚连接，所述第一开关管的集电极为所述第一驱动电路的输出端，所述第一开关管的发射极接地；所述第二驱动电路包括第二开关管，所述第二开关管的基极与所述控制器的第二控制脚连接，所述第二开关管的集电极为所述第二驱动电路的输出端，所述第二开关管的发射极接地；所述第三驱动电路包括第三开关管，所述第三开关管的基极与所述控制器的第三控制脚连接，所述第三开关管的集电极为所述第三驱动电路的输出端，所述第三开关管的发射极接地。

4.如权利要求3所述的彩灯驱动电路，其特征在于，所述第一驱动电路还包括第一电阻和第二电阻，所述第一开关管的基极经所述第一电阻与所述控制器的第一输出端连接；所述第一开关管的基极还经所述第二电阻连接到地；所述第二驱动电路包括还第三电阻和第四电阻，所述第二开关管的基极经所述第三电阻与所述控制器的第二输出端连接；所述第二开关管的基极还经所述第四电阻连接到地；所述第三驱动电路还包括第五电阻和第六电阻，所述第三开关管的基极经所述第五电阻与所述控制器的第三输出端连接；所述第三开关管的基极还经所述第六电阻连接到地。

5.如权利要求1所述的彩灯驱动电路，其特征在于，所述控制器为PWM控制器或者单片机。

6.如权利要求1至5任意一项所述的彩灯驱动电路，其特征在于，所述红色发光管为红色发光二极管，所述绿色发光管为绿色发光二极管，所述蓝色发光管为蓝色发光二极管；所述红色发光管的阳极、所述绿色发光管的阳极及所述蓝色发光管的阳极分别于所述供电电源连接，所述红色发光管的阴极与所述驱动电路的第一驱动端连接，所述绿色发光管的阴极与所述驱动电路的第二驱动端连接，所述蓝色发光管的阴极与所述驱动电路的第三驱动端连接。

7.如权利要求6所述的彩灯驱动电路，所述彩灯驱动电路还包括第一限流元件、第二限流元件及第三限流元件，所述第一限流元件连接于所述红色发光管的阴极与所述第一驱动电路的输出端之间；所述第二限流元件连接于所述绿色发光管的阴极与所述第二驱动电路的输出之间；所述第三限流元件连接于所述蓝色发光管的阴极与所述第三驱动电路的输出之间。

8.如权利要求7所述的彩灯驱动电路，所述第一限流元件、第二限流元件及第三限流元件分别为电阻。

9.如权利要求1所述的彩灯驱动电路，其特征在于，所述彩灯模块还包括罩设于所述红色发光管、绿色发光管及蓝色发光管上的聚焦灯罩。

10.一种车载按键背光装置，其特征在于，所述车载按键背光装置包括如权利要求1至9任意一项所述的彩灯驱动电路。