CN105307338B - 基于单片机和替代电路法的led驱动电路 - Google Patents

基于单片机和替代电路法的led驱动电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于单片机和替代电路法的LED驱动电路，包括电源模块、发射模块及若干依次连接的LED驱动单元；所述的LED驱动单元包括、MCU、稳压模块、替代电路模块以及LED支路。各LED驱动单元的MCU依次相连，各MCU接收上一MCU输出的数据后，获取其中用于控制其对应LED的信息，将余下的数据输出至下一MCU；本发明解决了在传统串联驱动LED电路中一个LED损坏导致整个电路无法正常工作的问题，使得整个电路中的各个LED能够根据实际需求点亮或熄灭。此外，本发明的驱动电路避免了在传统并联驱动LED电路中线路电流过大的问题，能够有效减小线路电流，减小能耗。

Description

基于单片机和替代电路法的LED驱动电路
技术领域
本发明涉及LED驱动技术领域，特别是涉及一种基于单片机和替代电路法的LED驱动技术。
背景技术
近年来，LED照明以高可靠性、长寿命、低污染等特点正在逐步取代传统光源。LED驱动技术随着LED照明的普及而不断发展。目前，LED驱动技术主要分为两类，一类是将多个LED逐一串接，通过一条回路控制各个LED，但此种驱动方式可靠性差，一个LED损坏会导致整个回路上的其他元件均无法工作；另一类是并联LED，但在并联的LED数量较多时，此种驱动方式会导致电源所需提供的额定输出电流过大，导线易发热，能耗大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的问题，提供一种基于单片机和替代电路法的LED驱动电路，该电路结构简单，易于实现，且电路的可靠性高，各LED间的工作不会互相干扰，同时线路电流不会过大，有利于减小能耗。
本发明的技术方案是：
本发明的基于单片机和替代电路法的LED驱动电路包括电源模块、发射模块及若干依次连接的LED驱动单元；所述的LED驱动单元包括MCU、稳压模块、替代电路模块以及LED支路。
所述的电源模块包括VCC电源，VCC电源为各LED驱动单元供电；所述的发射模块包括数据发生单元TM，向第一个LED驱动单元的MCU发送对所有LED的控制信息；所述的LED驱动单元中稳压模块的一端、替代电路模块的一端、LED支路的正极端均连接MCU，稳压模块的另一端、替代电路模块的另一端、LED支路的另一端相连并与下一个LED驱动单元的稳压模块及MCU连接，最后一个LED驱动单元中稳压模块的该端、替代电路模块的该端及LED支路的该端接地；
各LED驱动单元的MCU依次相连，各MCU接收上一MCU输出的数据后，获取其中用于控制其对应LED的信息，将余下的数据输出至下一MCU；
所述的LED为本电路主要进行控制的元件，其数目根据实际需求决定。
所述的MCU有多个，与需要控制的LED数目相同，第一个MCU接收发射模块发送的数据进行分析，获取其中用于控制第一个LED的信息后，将余下的数据信息发送给下一个MCU，之后的每一个MCU接收前一个MCU发送的数据进行分析，获取其中用于控制对应的LED的信息后，将余下的数据信息再发送给下一个MCU。各MCU根据获取的信息对LED进行维持操作或者切换操作。由于LED熄灭时其所在支路电流会变为零，在LED因控制要求或电路故障熄灭时，为了保证其他LED能够正常工作，对于需要熄灭的LED，相应的MCU除完成熄灭LED操作外，还需要打开与该LED所对应的替代电路，使这条替代电路的电流与LED正常工作时通过LED的电流相等，从而保证整个电路能够正常运行。
所述的稳压模块有多个，与需要控制的LED数目相同，每一个稳压模块可以由一个稳压管D和一个电容C并联构成。稳压管具有稳压特性，保证相应的LED工作电压稳定。稳压管两端并联的电容用于减小LED状态切换时产生的电压跳变。
所述的替代电路模块有多个，与需要控制的LED数目相同，每一个替代电路模块可以由一条含一个电阻的支路组成，一端与对应的MCU相连。由于LED熄灭时其所在支路电流会变为零，在LED因控制要求或电路故障熄灭时，为了保证其他LED能够正常工作，对于需要熄灭的LED，相应的MCU除完成熄灭LED操作外，还需要打开与该LED所对应的替代电路，使这条替代电路的电流与LED正常工作时通过LED的电流相等，从而保证整个电路能够正常运行。
本发明有以下优势：
本发明首先解决了在传统串联驱动LED电路中一个LED损坏导致整个电路无法正常工作的问题，使得整个电路中的各个LED能够根据实际需求点亮或熄灭。另一方面，本发明避免了在传统并联驱动LED电路中线路电流过大的问题，能够有效减小线路电流，减小能耗。
附图说明
图1是本发明具体实施例的电路原理图。
具体实施方式
图1所示的是基于单片机和替代电路法的LED驱动电路，该电路为控制两个LED情形的电路结构。包括电源模块、发射模块及两个依次连接的LED驱动单元；所述的LED驱动单元包括：MCU、稳压模块、替代电路模块以及LED支路。
所述的电源模块包括VCC电源和电源保护电阻R0；
所述的发射模块为数据发生单元TM，向第一个LED驱动单元的MCU1发送对两个LED的控制信息；一般可使用计算机控制平台，发送数据给MCU1，数据中包含控制各LED的信息；
所述的LED驱动单元中稳压模块由电容C和稳压管D并联构成，替代电路模块为一个电阻支路、LED支路为LED与一保护电阻串联；
电源保护电阻R0的一端连接VCC电源，另一端与稳压管D1的阴极、电容C1的一端、MCU1连接，LED1的正极连接MCU1，LED1的负极连接保护电阻R1的一端，保护电阻R1的另一端与稳压管D1的阳极、电容C1的另一端、替代电路电阻R2的一端、稳压管D2的阴极、电容C2的一端、MCU2共连，替代电路电阻R2的另一端连接MCU1，LED2的正极连接MCU2，LED2的负极连接保护电阻R3的一端，保护电阻R3的另一端与稳压管D2的阳极、电容C2的另一端、替代电路电阻R4的一端共接地，替代电路电阻R4的另一端连接MCU2，数据发生单元TM与MCU1连接，MCU1与MCU2连接。
MCU可选用型号为ATmega48PA的处理器。

Claims (4)

1.基于单片机和替代电路法的LED驱动电路，其特征在于，包括电源模块、发射模块及若干依次连接的LED驱动单元；
所述的LED驱动单元包括MCU、稳压模块、替代电路模块以及LED支路；
所述的电源模块包括VCC电源，VCC电源为各LED驱动单元供电；
所述的发射模块包括数据发生单元TM，向第一个LED驱动单元的MCU发送对所有LED的控制信息；
所述的LED驱动单元中稳压模块的一端、替代电路模块的一端、LED支路的正极端均连接MCU，稳压模块的另一端、替代电路模块的另一端、LED支路的另一端共连，并与下一个LED驱动单元的稳压模块的一端及MCU连接，最后一个LED驱动单元中稳压模块的另一端、替代电路模块的另一端及LED支路的另一端均接地；
各LED驱动单元的MCU依次相连，各MCU接收上一MCU输出的数据后，获取其中用于控制其对应LED的信息，将余下的数据输出至下一MCU；
当某一LED熄灭时，相应的MCU需要打开与该LED所对应的替代电路，使这条替代电路的电流与该LED正常工作时通过LED的电流相等。
2.根据权利要求1所述的基于单片机和替代电路法的LED驱动电路，其特征在于，所述的替代电路模块为一条电阻支路。
3.根据权利要求1所述的基于单片机和替代电路法的LED驱动电路，其特征在于，所述的稳压模块由一个稳压管D和一个电容C并联构成。
4.根据权利要求1所述的基于单片机和替代电路法的LED驱动电路，其特征在于，所述的LED支路由LED与保护电阻串联构成。
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