CN106572562A - 一种单路恒流驱动控制多个led像素点的方法 - Google Patents

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Abstract

一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，其特征在于：把若干LED灯珠串联在一起，用一路恒流源来驱动；每颗LED灯珠上再并联一个电子开关，通过调节每个电子开关周期的占空比来调节流过每颗LED灯珠的电流的平均电流，控制每个LED像素点的输出功率，实现每颗LED灯珠的单独亮灭及调光。降低LED点阵像素驱动电路的成本及简化电路结构。

Description

一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法
技术领域
本发明涉及LED照明灯具领域，尤其涉及需输出控制多个LED像素点的一种恒流驱动方法。
背景技术
目前市面上的LED照明灯具，大多数都是用恒流驱动电路来驱动LED和调节LED驱动电流的，一般1路恒流驱动只能驱动1路LED灯串，多路LED灯串就需要多路恒流驱动电路。这种恒流驱动方案用在控制点阵LED像素时就得使用多路恒流驱动电路，N个像素点就需要N个恒流驱动电路，就显得比较占空间且成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，降低LED点阵像素驱动电路的成本及简化电路结构。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，把若干LED灯珠串联在一起，用一路恒流源来驱动；每颗LED灯珠上再并联一个电子开关，通过调节每个电子开关周期的占空比来调节流过每颗LED灯珠的电流的平均电流，控制每个LED像素点的输出功率，实现每颗LED灯珠的单独亮灭及调光。
作为改进，采用N沟道MOS管作为电子开关。
作为改进，使用半桥驱动器将高端LED灯珠对应的N沟道MOS管的栅极与源极两端的电压Vgs抬高，驱动N沟道MOS管导通。
作为改进，半桥驱动器的上桥驱动通过自举电容C1和自举二极管D1使半桥驱动器的引脚HB的电压值始终保持比引脚HS的电压高出一个Vgs的电压值，引脚HS分别与N沟道MOS管的源极和对应的高侧LED灯珠的阴极连接；若此时半桥驱动器的引脚HI输出高电平，半桥驱动器与N沟道MOS管的栅极连接的引脚HO则输出HB的电压；半桥驱动器的下桥输出直接由VDD供电，若半桥驱动器的引脚LI输出高电平，半桥驱动器与低侧LED灯珠对应的N沟道MOS管栅极连接的引脚LO则输出VDD的电压，保证VDD的电压值必须大于N沟道MOS管的导通电压。
作为改进，当引脚HI输出高电平时，经过半桥驱动器的上桥的自举升压后把信号接入N沟道MOS，N沟道MOS管导通，对应的灯珠LED灯珠不亮；当引脚HI输出低电平时，半桥驱动器不动作，N沟道MOS管不导通，对应的LED灯珠全亮；则通过调节引脚HI高电平的占空比来调节半桥驱动器输出信号的占空比从而调节N沟道MOS每个周期的导通时间来改变流过对应LED灯珠的平均电流大小。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
多个LED灯珠串联在一起，用一路恒流源来驱动，每颗LED灯珠上再并联一个电子开关，就可以做到每颗LED灯珠单独点亮或者熄灭；只要电子开关的开关速度足够快，就可以通过调节每个电子开关周期的占空比来调节流过每颗LED灯珠的平均电流，从而控制每个LED像素点的输出功率，实现每颗LED灯珠的单独亮灭及调光，即单路恒流驱动控制多个LED像素点，降低LED点阵像素驱动电路的成本及简化电路结构。
附图说明
图1为本发明逻辑电路图。
图2为本发明应用电路图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的电路，包括由两个以上LED灯珠相互串联组成的LED灯串和用于驱动所述LED灯串的逻辑控制电路。如图2所示，本实施例的LED灯串由六个LED灯珠组成，分别是LED1-LED6，其中LED1-LED3为高侧LED灯珠，LED4-LED6为低侧LED灯珠；每个LED灯珠为一个像素点，也可以根据实际需要设置像素点的数量。所述逻辑控制电路包括六个与LED灯珠一一对应且与对应LED灯珠并联的电子开关和用于控制电子开关导通的驱动器；本实施例中，电子开关选用N沟道MOS管Q1-Q6来代替，选用了三个半桥驱动器U1-U3来驱动N沟道MOS导通，用PWM信号来控制半桥驱动器输出信号。
本发明电路的控制方法：首先要保证N沟道MOS管正常开关，就必须在N沟道MOS管的栅极G和源极S两端加入开启电压Vgs，一般Vgs>5~10V。但LED芯片本身存在PN结电压Vf，Vf=3~4V；随着LED串联数量的增加，高侧LED灯珠两极对GND电压Vdg也相应提高，当Vdg大于半桥驱动供电电压VDD时，就无法保证N沟道MOS管栅源板电压Vgs，高侧的N沟道MOS管无法正常开启，这就需要使用半桥驱动电路将高侧的N沟道MOS管的Vgs电压抬高。
如图2所示，半桥驱动器U1的上桥驱动可通过自举电容C1和自举二极管D1使引脚HB的电压值始终保持比引脚HS的电压（即N沟道MOS管Q1的S极电压）高出一个Vgs的电压值，若此时PWM6输出高电平，引脚HO（N沟道MOS管Q1的G极）则输出引脚HB的电压。半桥驱动器U1的下桥输出直接由VDD供电，若PWM3输出高电平，引脚LO（N沟道MOS管Q4的G极）则输出VDD的电压，所以VDD的电压值必须大于N沟道MOS管的导通电压。LED像素点全亮时，若LED灯珠的负极电压加上其并联N沟道MOS管的导通电压大于VDD的电压值，就必须把并联的N沟道MOS管的G极连接在半桥驱动器的上桥端。
如图2所示，当半桥驱动器U1的PWM6输出高电平时，经过半桥驱动器U1上桥的自举升压后把信号接入N沟道MOS管Q1，N沟道MOS管Q1导通，灯珠LED1不亮；当PWM6输出低电平时，半桥驱动器U1不动作，N沟道MOS管Q1不导通，灯珠LED1全亮。可通过调节PWM6高电平的占空比来调节半桥驱动器U1输出信号的占空比从而调节N沟道MOS管Q1每个周期的导通时间来改变流过灯珠LED1的平均电流大小。其他五颗LED灯珠也是同理控制，从而实现了用一路恒流驱动电路驱动六颗LED且每颗LED可单独调节其电流。

Claims (5)

1.一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，其特征在于：把若干LED灯珠串联在一起，用一路恒流源来驱动；每颗LED灯珠上再并联一个电子开关，通过调节每个电子开关周期的占空比来调节流过每颗LED灯珠的电流的平均电流，控制每个LED像素点的输出功率，实现每颗LED灯珠的单独亮灭及调光。
2.根据权利要求1所述的一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，其特征在于：采用N沟道MOS管作为电子开关。
3.根据权利要求2所述的一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，其特征在于：使用半桥驱动器将高端LED灯珠对应的N沟道MOS管的栅极与源极两端的电压Vgs抬高，驱动N沟道MOS管导通。
4.根据权利要求3所述的一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，其特征在于：半桥驱动器的上桥驱动通过自举电容C1和自举二极管D1使半桥驱动器的引脚HB的电压值始终保持比引脚HS的电压高出一个Vgs的电压值，引脚HS分别与N沟道MOS管的源极和对应的高侧LED灯珠的阴极连接；若此时半桥驱动器的引脚HI输出高电平，半桥驱动器与N沟道MOS管的栅极连接的引脚HO则输出HB的电压；半桥驱动器的下桥输出直接由VDD供电，若半桥驱动器的引脚LI输出高电平，半桥驱动器与低侧LED灯珠对应的N沟道MOS管栅极连接的引脚LO则输出VDD的电压，保证VDD的电压值必须大于N沟道MOS管的导通电压。
5.根据权利要求4所述的一种单路恒流驱动控制多个LED像素点的方法，其特征在于：当引脚HI输出高电平时，经过半桥驱动器的上桥的自举升压后把信号接入N沟道MOS，N沟道MOS管导通，对应的灯珠LED灯珠不亮；当引脚HI输出低电平时，半桥驱动器不动作，N沟道MOS管不导通，对应的LED灯珠全亮；则通过调节引脚HI高电平的占空比来调节半桥驱动器输出信号的占空比从而调节N沟道MOS每个周期的导通时间来改变流过对应LED灯珠的平均电流大小。
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