CN105960048A - 一种亮度可调的蓝光led用高稳态驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，主要由控制芯片U1，均与控制芯片U1相连接的调光控制电路、基准校正电路、斜率补偿电路和逻辑缓冲电路，以及串接在基准校正电路与逻辑缓冲电路之间的过流保护输出稳压电路组成；所述过流保护输出稳压电路由输入端与基准校正电路相连接的过流保护电路，和输入端与过流保护电路的输出端相连接的稳压电路组成。本发明能对外界的电磁干扰进行消除或衰减，并将电压和电流进行锁定限制，使电压电流保持平稳，本发明在实际使用中的抗电磁干扰能力比现有的驱动系统的抗电磁干扰能力提高了1.5倍以上，能输出稳定的驱动电流，有效的确保蓝光LED灯亮度的稳定性。

Description

一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统

技术领域

本发明涉及电子节能领域，具体的说，是一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统。

背景技术

LED灯作为新型节能光源，以其环保、节能、寿命长、体积小等特点，已经被人们广泛接纳和采用。由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因此在应用过程中，LED的驱动系统对LED稳定、可靠的工作状态起着相当重要的作用。

随着人们生活水平不断的提高，无论在家里或商店里都对LED灯亮度的能耗提出了更高的要求，即人们需要在进一步提高LED灯亮度的同时，需要LED灯具有更低的能耗。于是，人们就对LED灯驱动系统的驱动稳定性能提出了更高的要求。然而，目前人们所采用的传统LED驱动系统存在抗电磁干扰能力差，负载能力差，驱动不稳定，以及不能准确的对LED的亮度进行调节的问题，不能满足人们的要求。

因此，提供一种即能提高抗电磁干扰能力，又能确保驱动稳定、亮度调节准确的LED驱动系统便是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的LED驱动系统存在抗电磁干扰的能力差，驱动不稳定，亮度调节准确度差的缺陷，提供的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，主要由控制芯片U1，均与控制芯片U1相连接的调光控制电路、基准校正电路、斜率补偿电路和逻辑缓冲电路，以及串接在基准校正电路与逻辑缓冲电路之间的过流保护输出稳压电路组成；所述调光控制电路与逻辑缓冲电路相连接；所述基准校正电路与逻辑缓冲电路相连接。

所述调光控制电路由放大器P，三极管VT6，三极管VT7，一端与放大器P的正极输入端相连接、另一端作为调光控制电路的输入端与控制芯片U的GATE管脚相连接的电阻R30，正极经电阻R32后与放大器P的负极输入端相连接、负极与控制芯片U的PWM管脚相连接的极性电容C14，负极经电阻R38后与三极管VT6的集电极相连接、正极与三极管VT7的发射极共同形成调光控制电路输出端的极性电容C15，N极顺次经可调电阻R36和电阻R37后与极性电容C15的正极相连接、P极与放大器P的输出端相连接的二极管D9，N极与三极管VT6的基极相连接、P极经电阻R35后与放大器P的输出端相连接的二极管D10，负极经电阻R33后与可调电阻R36的控制端相连接、正极经电阻R31后与放大器P的正极输入端相连接的极性电容C13，N极经电阻R40后与极性电容C15的负极相连接、P极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D11，以及N极顺次经电阻R34和可调电阻R39后与三极管VT7的发射极相连接、P极与放大器P的正极输入端相连接的二极管D8组成；所述三极管VT6的发射极与三极管VT7的基极相连接。

所述过流保护输出稳压电路由输入端与基准校正电路相连接的过流保护电路，和输入端与过流保护电路的输出端相连接的稳压电路组成；所述稳压电路的输出端与逻辑缓冲电路相连接。

所述过流保护电路由三极管VT4，三极管VT5，负极经电阻R21后与三极管VT5的集电极相连接、正极经电阻R20后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C9，正极经电阻R17后与极性电容C9的正极相连接、负极经电阻R18后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C8，P极经电阻R19后与极性电容C8的负极相连接、N极经电阻R22后与三极管VT4的发射极相连接的二极管D6，负极经可调电阻R26后与三极管VT5的基极相连接、正极经电阻R23后与三极管VT4的发射极相连接的极性电容C10，以及N极与三极管VT5的集电极相连接、P极经电阻R29后与三极管VT4的基极相连接的二极管D7组成；所述极性电容C8的正极作为过流保护电路的输入端；所述三极管VT5的发射极与极性电容C10的负极共同形成过流保护电路的输出端。

所述稳压电路由稳压芯片U2，正极经电阻R27后与稳压芯片U2的IN管脚相连接、负极与稳压芯片U2的GND管脚相连接后接地的极性电容C12，一端与极性电容C12的负极相连接、另一端与稳压芯片U2的OUGT管脚相连接的电阻R28，以及正极顺次经电阻R25和电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接、负极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接的极性电容C11组成；所述稳压芯片U2的IN管脚与极性电容C10的负极相连接，其OUT管脚作为稳压电路的输出端与逻辑缓冲电路相连接。

所述基准校正电路与逻辑缓冲电路相连接；所述基准校正电路由三极管VT1，三极管VT2，P极与三极管VT1的基极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D2，P极与三极管VT1的集电极相连接、N极顺次经电阻R2和电阻R1后与三极管VT2的基极相连接的二极管D1，正极经电感L后与三极管VT2的基极相连接、负极与二极管D1的N极相连接的极性电容C1，正极经电阻R3后与三极管VT2的基极相连接、负极经电阻R4后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C2，以及正极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接、负极与控制芯片U1的GND管脚相连接后接地的极性电容C3组成；所述三极管VT1的集电极接地；所述极性电容C1的正极与二极管D1的N极共同形成基准校正电路的输入端；所述三极管VT2的发射极作为基准校正电路的输出端并与极性电容C8的正极相连接。

所述斜率补偿电路由三极管VT3，负极与控制芯片U1的LD管脚相连接、正极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C6，正极经电阻R16后与三极管VT3的发射极相连接、负极顺次经电阻R14和电阻R13后与控制芯片U1的RL管脚相连接的极性电容C7，以及一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与极性电容C7的负极相连接后接地的可调电阻R15组成。

所述逻辑缓冲电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，P极顺次经电阻R12和电阻R11后与控制芯片U1的CS管脚相连接、N极与场效应管MOS2的源极相连接的二极管D5，一端与极性电容C15的负极相连接、另一端与场效应管MOS2的栅极相连接的电阻R10，N极与场效应管MOS1的源极相连接、P极经电阻R9后与控制芯片U1的VIN管脚相连接的二极管D4，负极与场效应管MOS2的漏极相连接、正极经电阻R8后与场效应管MOS2的漏极相连接的极性电容C5，一端与场效应管MOS1的漏极相连接、另一端与稳压芯片U2的OUT管脚相连接的电阻R6，正极经电阻R7后与场效应管MOS1的栅极相连接、负极接地的极性电容C4，以及P极与极性电容C4的负极相连接、N极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接的二极管D3组成；所述二极管D3的N极与极性电容C4的正极相连接；所述场效应管MOS2的源极与三极管VT7的发射极相连接，其漏极与极性电容C5的正极共同形成逻辑缓冲电路的输出端并与LED灯组相连接。

为了本发明的实际使用效果，所述控制芯片U1则优先采用AX9021集成芯片来实现；同时所述稳压芯片U2则优先采用了CW7805集成芯片来实现。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明具有较强的抗电磁干扰能力、欠压过流保护、电压锁定和电流限制等功能，且能输出稳定的驱动电流，有效的确保蓝光LED灯亮度的稳定性。

(2)本发明同时还能对LED灯的亮度进行准确的调节，从而本发明能很好的满足人们的需求。

(3)本发明的抗电磁干扰能力比现有的驱动系统的抗电磁干扰能力提高了1.5倍以上，

(4)本发明能够有效的提升负载能力，从而同时可以驱动更多的LED灯组，以满足人们的需求。

(5)本发明的整体结构非常简单，不仅制作和使用非常方便，且能有效的使LED灯的使用时间达到1万小时以上。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的过流保护输出稳压电路的电路结构示意图。

图3为本发明的调光控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由控制芯片U1，调光控制电路，过流保护输出稳压电路，基准校正电路，斜率补偿电路，以及逻辑缓冲电路组成。所述基准校正电路由三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，极性电容C1，极性电容C2，极性电容C3，电感L，二极管D1，以及二极管D2组成。

连接时，二极管D2的P极与三极管VT1的基极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接。二极管D1的P极与三极管VT1的集电极相连接、N极顺次经电阻R2和电阻R1后与三极管VT2的基极相连接。极性电容C1的正极经电感L后与三极管VT2的基极相连接、负极与二极管D1的N极相连接。极性电容C2的正极经电阻R3后与三极管VT2的基极相连接、负极经电阻R4后与三极管VT1的发射极相连接。极性电容C3的正极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接、负极与控制芯片U1的GND管脚相连接后接地。

所述三极管VT1的集电极接地；所述极性电容C1的正极与二极管D1的N极共同形成基准校正电路的输入端；所述三极管VT2的发射极作为基准校正电路的输出端并与极性电容C8的正极相连接。

进一步地，所述斜率补偿电路由三极管VT3，电阻R13，电阻R14，可调电阻R15，电阻R16，极性电容C6，以及极性电容C7组成。

连接时，极性电容C6的负极与控制芯片U1的LD管脚相连接、正极与三极管VT3的基极相连接。极性电容C7的正极经电阻R16后与三极管VT3的发射极相连接、负极顺次经电阻R14和电阻R13后与控制芯片U1的RL管脚相连接。可调电阻R15的一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与极性电容C7的负极相连接后接地。

同时，所述逻辑缓冲电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，极性电容C4，极性电容C5，稳压二极管D3，二极管D4，以及二极管D5组成。

连接时，二极管D5的P极顺次经电阻R12和电阻R11后与控制芯片U1的CS管脚相连接、N极与场效应管MOS2的源极相连接。电阻R10的一端与极性电容C15的负极相连接、另一端与场效应管MOS2的栅极相连接。二极管D4的N极与场效应管MOS1的源极相连接、P极经电阻R9后与控制芯片U1的VIN管脚相连接。

其中，极性电容C5的负极与场效应管MOS2的漏极相连接、正极经电阻R8后与场效应管MOS2的漏极相连接。电阻R6的一端与场效应管MOS1的漏极相连接、另一端与稳压芯片U2的OUT管脚相连接。极性电容C4的正极经电阻R7后与场效应管MOS1的栅极相连接、负极接地。二极管D3的P极与极性电容C4的负极相连接、N极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接。

所述二极管D3的N极与极性电容C4的正极相连接；所述场效应管MOS2的源极与三极管VT7的发射极相连接，其漏极与极性电容C5的正极共同形成逻辑缓冲电路的输出端并与LED灯组相连接。

如图2所示，所述过流保护输出稳压电路由过流保护电路和稳压电路组成；所述过流保护电路由三极管VT4，三极管VT5，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，可调电阻R26，电阻R29，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，二极管D6，以及二极管D7组成。

连接时，极性电容C9的负极经电阻R21后与三极管VT5的集电极相连接、正极经电阻R20后与三极管VT4的集电极相连接。极性电容C8的正极经电阻R17后与极性电容C9的正极相连接、负极经电阻R18后与三极管VT4的集电极相连接。

其中，二极管D6的P极经电阻R19后与极性电容C8的负极相连接、N极经电阻R22后与三极管VT4的发射极相连接。极性电容C10的负极经可调电阻R26后与三极管VT5的基极相连接、正极经电阻R23后与三极管VT4的发射极相连接。二极管D7的N极与三极管VT5的集电极相连接、P极经电阻R29后与三极管VT4的基极相连接。所述极性电容C8的正极作为过流保护电路的输入端；所述三极管VT5的发射极与极性电容C10的负极共同形成过流保护电路的输出端。

进一步地，所述稳压电路由稳压芯片U2，电阻R24，电阻R25，电阻R27，电阻R28，极性电容C11，以及极性电容C12组成。

连接时，极性电容C12的正极经电阻R27后与稳压芯片U2的IN管脚相连接、负极与稳压芯片U2的GND管脚相连接后接地。电阻R28的一端与极性电容C12的负极相连接、另一端与稳压芯片U2的OUGT管脚相连接。极性电容C11的正极顺次经电阻R25和电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接、负极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接。所述稳压芯片U2的IN管脚与极性电容C10的负极相连接，其OUT管脚作为稳压电路的输出端与逻辑缓冲电路相连接。

如图3所示，所述调光控制电路由放大器P，三极管VT6，三极管VT7，电阻R30，电阻R31，电阻R32，电阻R33，电阻R34，电阻R35，可调电阻R36，电阻R37，电阻R38，可调电阻R39，电阻R40，极性电容C13，极性电容C14，极性电容C15，二极管D8，二极管D9，二极管D10，以及二极管D11组成。

连接时，电阻R30的一端与放大器P的正极输入端相连接、另一端作为调光控制电路的输入端与控制芯片U的GATE管脚相连接。极性电容C14的正极经电阻R32后与放大器P的负极输入端相连接、负极与控制芯片U的PWM管脚相连接。极性电容C15的负极经电阻R38后与三极管VT6的集电极相连接、正极与三极管VT7的发射极共同形成调光控制电路输出端并与逻辑缓冲电路相连接。

其中，二极管D9的N极顺次经可调电阻R36和电阻R37后与极性电容C15的正极相连接、P极与放大器P的输出端相连接。二极管D10的N极与三极管VT6的基极相连接、P极经电阻R35后与放大器P的输出端相连接。极性电容C13的负极经电阻R33后与可调电阻R36的控制端相连接、正极经电阻R31后与放大器P的正极输入端相连接。

同时，二极管D11的N极经电阻R40后与极性电容C15的负极相连接、P极与三极管VT7的集电极相连接。二极管D8的N极顺次经电阻R34和可调电阻R39后与三极管VT7的发射极相连接、P极与放大器P的正极输入端相连接。所述三极管VT6的发射极与三极管VT7的基极相连接。

运行时，本发明具有欠压、过流保护功能，能有效的防止本发明的电子元件不被损坏，本发明能对外界的电磁干扰进行消除或衰减，并将电压和电流进行锁定限制，使电压电流保持平稳，本发明在实际使用中的抗电磁干扰能力比现有的驱动系统的抗电磁干扰能力提高了1.5倍以上，其还能输出稳定的驱动电流，有效的确保蓝光LED灯亮度的稳定性。本发明能对LED灯的亮度进行准确的调节，使LED灯的使用效果更好，使其能在不的环境内使用。同时本发明能有效的提升负载能力，从而同时可以驱动更多的LED灯组，并能有效的延长LED的使用寿命，以满足人们的需求。为更好的实施本发明，所述的控制芯片U1优先采用了高灵敏度的AX9021的集成芯片来实现。

按照上述实施例，即可很好的实现本发明。

Claims (9)

1.一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，主要由控制芯片U1，均与控制芯片U1相连接的调光控制电路、基准校正电路、斜率补偿电路和逻辑缓冲电路，以及串接在基准校正电路与逻辑缓冲电路之间的过流保护输出稳压电路组成；所述调光控制电路与逻辑缓冲电路相连接；所述基准校正电路与逻辑缓冲电路相连接；所述调光控制电路由放大器P，三极管VT6，三极管VT7，一端与放大器P的正极输入端相连接、另一端作为调光控制电路的输入端与控制芯片U的GATE管脚相连接的电阻R30，正极经电阻R32后与放大器P的负极输入端相连接、负极与控制芯片U的PWM管脚相连接的极性电容C14，负极经电阻R38后与三极管VT6的集电极相连接、正极与三极管VT7的发射极共同形成调光控制电路输出端的极性电容C15，N极顺次经可调电阻R36和电阻R37后与极性电容C15的正极相连接、P极与放大器P的输出端相连接的二极管D9，N极与三极管VT6的基极相连接、P极经电阻R35后与放大器P的输出端相连接的二极管D10，负极经电阻R33后与可调电阻R36的控制端相连接、正极经电阻R31后与放大器P的正极输入端相连接的极性电容C13，N极经电阻R40后与极性电容C15的负极相连接、P极与三极管VT7的集电极相连接的二极管D11，以及N极顺次经电阻R34和可调电阻R39后与三极管VT7的发射极相连接、P极与放大器P的正极输入端相连接的二极管D8组成；所述三极管VT6的发射极与三极管VT7的基极相连接。

2.根据权利要求1所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述过流保护输出稳压电路由输入端与基准校正电路相连接的过流保护电路，和输入端与过流保护电路的输出端相连接的稳压电路组成；所述稳压电路的输出端与逻辑缓冲电路相连接。

3.根据权利要求2所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述过流保护电路由三极管VT4，三极管VT5，负极经电阻R21后与三极管VT5的集电极相连接、正极经电阻R20后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C9，正极经电阻R17后与极性电容C9的正极相连接、负极经电阻R18后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C8，P极经电阻R19后与极性电容C8的负极相连接、N极经电阻R22后与三极管VT4的发射极相连接的二极管D6，负极经可调电阻R26后与三极管VT5的基极相连接、正极经电阻R23后与三极管VT4的发射极相连接的极性电容C10，以及N极与三极管VT5的集电极相连接、P极经电阻R29后与三极管VT4的基极相连接的二极管D7组成；所述极性电容C8的正极作为过流保护电路的输入端；所述三极管VT5的发射极与极性电容C10的负极共同形成过流保护电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述稳压电路由稳压芯片U2，正极经电阻R27后与稳压芯片U2的IN管脚相连接、负极与稳压芯片U2的GND管脚相连接后接地的极性电容C12，一端与极性电容C12的负极相连接、另一端与稳压芯片U2的OUGT管脚相连接的电阻R28，以及正极顺次经电阻R25和电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接、负极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接的极性电容C11组成；所述稳压芯片U2的IN管脚与极性电容C10的负极相连接，其OUT管脚作为稳压电路的输出端与逻辑缓冲电路相连接。

5.根据权利要求4所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述基准校正电路由三极管VT1，三极管VT2，P极与三极管VT1的基极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D2，P极与三极管VT1的集电极相连接、N极顺次经电阻R2和电阻R1后与三极管VT2的基极相连接的二极管D1，正极经电感L后与三极管VT2的基极相连接、负极与二极管D1的N极相连接的极性电容C1，正极经电阻R3后与三极管VT2的基极相连接、负极经电阻R4后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C2，以及正极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接、负极与控制芯片U1的GND管脚相连接后接地的极性电容C3组成；所述三极管VT1的集电极接地；所述极性电容C1的正极与二极管D1的N极共同形成基准校正电路的输入端；所述三极管VT2的发射极作为基准校正电路的输出端并与极性电容C8的正极相连接。

6.根据权利要求5所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述斜率补偿电路由三极管VT3，负极与控制芯片U1的LD管脚相连接、正极与三极管VT3的基极相连接的极性电容C6，正极经电阻R16后与三极管VT3的发射极相连接、负极顺次经电阻R14和电阻R13后与控制芯片U1的RL管脚相连接的极性电容C7，以及一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与极性电容C7的负极相连接后接地的可调电阻R15组成。

7.根据权利要求6所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述逻辑缓冲电路由场效应管MOS1，场效应管MOS2，P极顺次经电阻R12和电阻R11后与控制芯片U1的CS管脚相连接、N极与场效应管MOS2的源极相连接的二极管D5，一端与极性电容C15的负极相连接、另一端与场效应管MOS2的栅极相连接的电阻R10，N极与场效应管MOS1的源极相连接、P极经电阻R9后与控制芯片U1的VIN管脚相连接的二极管D4，负极与场效应管MOS2的漏极相连接、正极经电阻R8后与场效应管MOS2的漏极相连接的极性电容C5，一端与场效应管MOS1的漏极相连接、另一端与稳压芯片U2的OUT管脚相连接的电阻R6，正极经电阻R7后与场效应管MOS1的栅极相连接、负极接地的极性电容C4，以及P极与极性电容C4的负极相连接、N极与稳压芯片U2的OUT管脚相连接的二极管D3组成；所述二极管D3的N极与极性电容C4的正极相连接；所述场效应管MOS2的源极与三极管VT7的发射极相连接，其漏极与极性电容C5的正极共同形成逻辑缓冲电路的输出端并与LED灯组相连接。

8.根据权利要求7所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述控制芯片U1为AX9021集成芯片。

9.根据权利要求7所述的一种亮度可调的蓝光LED用高稳态驱动系统，其特征在于，所述稳压芯片U2为CW7805集成芯片。