CN108430140A - 一种带断电记忆功能的pwm调制led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，包括与外部交流电电性连接的电源驱动模块、具有记忆功能的控制芯片、PWM开关模块；控制芯片包括供电端以及输出端，PWM开关模块包括控制端，电源驱动模块与控制芯片的供电端电性连接为控制芯片供电，电源驱动模块通过PWM开关模块为外部的LED负载模块提供驱动电压，控制芯片的输出端与PWM开关模块的控制端电性连接，控制芯片根据控制信号输出PWM信号控制PWM开关模块工作并且能够输出不同等级的驱动电压，控制芯片能够在电源驱动模块停止供电时记录停止供电前对PWM开关模块的控制状态，本设计便于用户使用，防止由于断电而造成控制紊乱。

Description

一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路

技术领域

本发明涉及照明领域，特别是一种采用PWM调制的LED驱动电路。

背景技术

传统的采用PWM调制的LED驱动电路，一般需要采用能够调制PWM信号的控制芯片，控制芯片调制不同占空比的PWM信号来控制PWM开关模块运行，进而输出不同等级的驱动电压，然而在断电的时候，控制芯片不能记录断电前控制芯片对PWM开关模块的控制状态，导致在断电恢复后需要重新输出控制信号，驱动电路才能继续运行，不便于用户使用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路。

本发明采用的技术方案是：

一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，包括与外部交流电电性连接的电源驱动模块、具有记忆功能的控制芯片、PWM开关模块；

控制芯片包括供电端以及输出端，PWM开关模块包括控制端，电源驱动模块与控制芯片的供电端电性连接为控制芯片供电，电源驱动模块通过PWM开关模块为外部的LED负载模块提供驱动电压，控制芯片的输出端与PWM开关模块的控制端电性连接，控制芯片根据控制信号输出PWM信号控制PWM开关模块工作并且使PWM开关模块能够输出不同等级的驱动电压，控制芯片能够在电源驱动模块停止供电时记录停止供电前对PWM开关模块的控制状态。

还包括储能模块，储能模块分别与电源驱动模块、控制芯片的供电端电性连接,以在电源驱动模块提供供电电流/供电电压为控制芯片供电的同时为储能模块储能，并且在电源驱动模块停止供电时储能模块为电源驱动模块提供续能电流/续能电压。

还包括用于采集控制信号的信号采集模块，所述控制芯片还包括信号检测端，信号采集模块分别与电源驱动模块、控制芯片的信号检测端电性连接以检测电源驱动模块的开关切换信号并将开关切换信号输入到控制芯片的信号检测端。

所述信号采集模块包括光电耦合器OC1，光电耦合器OC1包括发光器和受光器，发光器的正极与电源驱动模块电性连接，发光器的负极接地；受光器的集电极与电源驱动模块电性连接，受光器的发射极与控制芯片的信号检测端电性连接。

还包括用于接收控制信号的无线传输模块以及信号采集模块，所述控制芯片还包括信号检测端，信号采集模块分别与无线传输模块、控制芯片的信号检测端电性连接以将控制信号进行转换成开关切换信号并输入到控制芯片的信号检测端。

所述电源驱动模块包括依次电性连接的整流电路以及降压电路，以对外部交流电整流、降压后为控制芯片供电，并且在整流后为LED负载模块供电。

所述LED负载模块至少包括不同色温的第一LED灯串和第二LED灯串，LED负载模块还包括第一恒流单元、第二恒流单元、为第一恒流单元设定截止值的第一参考单元、为第二恒流单元设定截止值的第二参考单元以及开关单元，所述开关单元包括检测端、输入端以及输出端，所述开关单元的检测端与整流电路的输出端以检测驱动电压的大小，第一恒流单元包括输入端、输出端以及采样端，第二恒流单元包括输入端、输出端以及采样端；

第一LED灯串的正极与整流模块的输出端电性连接；

第一LED灯串的负极分别与第一恒流单元的输入端、第二LED灯串的正极电性连接；

第二LED灯串的负极与第二恒流单元的输入端电性连接；

第二恒流单元的采样端与第二参考单元的一端电性连接；

第二参考单元的另一端与开关单元的输入端电性连接；

开关单元的输出端分别与第二恒流单元的输出端、第一恒流单元的采样端、第一参考单元的一端电性连接；

第一恒流单元的输出端分别与第一参考单元的另一端、PWM开关模块电性连接。

还包括与第一LED灯串和/或第二LED灯串并联的续流模块。

所述LED负载模块包括第三LED灯串、第四LED灯串、第三恒流单元、第四恒流单元、二极管D7、电阻R17、为第三恒流单元设定截止值的第三参考单元、为第四恒流单元设定截止值的第二参考单元，第三恒流单元包括输入端、输出端以及采样端，第四恒流单元包括输入端、输出端以及采样端；

整流电路分别与第三恒流单元的输入端、第三LED灯串的正极电性连接；

第三恒流单元的输出端分别与第三参考单元的一端、第四LED灯串的正极电性连接；

第三恒流单元的采样端分别与第三参考单元的另一端、二极管D7的负极、电阻R17的一端电性连接；

第三LED灯串的负极分别与电阻R17的另一端、二极管D7的正极、第四恒流单元的输入端电性连接；

第四LED灯串的负极分别与第四恒流单元的采样端、第四参考单元的一端电性连接；

第四参考单元的另一端分别与第四恒流单元的输出端、PWM开关模块电性连接。

还包括干路恒流单元，干路恒流单元分别与第四参考单元的另一端、PWM开关模块电性连接。

本发明的有益效果：

本发明PWM调制驱动电路，控制芯片根据控制信号调制PWM信号控制PWM开关模块运行，从而输出不同等级的驱动电压，驱动外部的LED负载模块实现调光或者调色功能，而电源驱动模块对交流电处理后为控制芯片进行供电，在人为关断或者出现故障而断电时，控制芯片具有断电记忆功能，记录停止供电前对PWM开关模块的控制状态，再恢复供电后，控制芯片能够继续驱动PWM开关模块以断电前的工作状态继续工作，本设计便于用户使用，防止由于断电而造成控制紊乱。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本发明PWM调制驱动电路的原理图。

图2是无线传输模块以及信号采集模块的电路示意图。

图3是电源驱动模块的电路示意图。

图4是控制芯片以及PWM开关模块的电路示意图。

图5是具有调色功能的LED负载模块的电路示意图。

图6是具有调光功能的LED负载模块的电路示意图。

具体实施方式

如图1-图6所示，本发明PWM调制驱动电路，包括与外部交流电电性连接的电源驱动模块1、具有记忆功能的控制芯片2、PWM开关模块3；

控制芯片2包括供电端以及输出端，PWM开关模块3包括控制端，电源驱动模块1与控制芯片2的供电端电性连接为控制芯片2供电，电源驱动模块1通过PWM开关模块3为外部的LED负载模块4提供驱动电压，控制芯片2的输出端与PWM开关模块3的控制端电性连接，控制芯片2根据控制信号输出PWM信号控制PWM开关模块3工作并且使得PWM开关模块3能够输出不同等级的驱动电压，控制芯片2能够在电源驱动模块1停止供电时记录停止供电前对PWM开关模块3的控制状态。

其中，此处的控制芯片2可以是自带断电记忆功能的PWM调制芯片，例如型号为SGL8022W的芯片，也可以是加入储能模块5，如图3、图4所示，储能模块5分别与电源驱动模块1、控制芯片2的供电端电性连接,以在电源驱动模块1提供供电电流/供电电压为控制芯片2供电的同时为储能模块5储能，并且在电源驱动模块1停止供电时储能模块5为电源驱动模块1提供续能电流/续能电压，此处的储能模块5包括电解电容C10以及二极管D8；二极管D8的正极与电源驱动模块1电性连接；电解电容C10的正极分别与二极管D8的负极、控制芯片2的供电检测端电性连接；电解电容C10的负极接地，此处利用电解电容C10的储能以及二极管D8的正向导通、反向截止，使得电解电容C10能够为控制芯片2提供储能电压/储能电流，从而使得控制芯片2记录停止供电前对PWM开关模块3的控制状态。

控制芯片2根据控制信号调制PWM信号控制PWM开关模块3运行，从而输出不同等级的驱动电压，驱动外部的LED负载模块4实现调光或者调色功能，而电源驱动模块1对交流电处理后为控制芯片2进行供电，在人为关断或者出现故障而断电时，控制芯片2具有断电记忆功能，记录停止供电前对PWM开关模块3的控制状态，再恢复供电后，控制芯片2能够继续驱动PWM开关模块3以断电前的工作状态继续工作，本设计便于用户使用，防止由于断电而造成控制紊乱。

进一步地，如图1-图4所示，为了简化控制信号，使得程序编写以及控制流程更加简单，此处将电源驱动模块1中开启和关断切换产生的开关切换信号作为控制信号，由此，本设计还包括用于采集控制信号的信号采集模块6，所述控制芯片2还包括信号检测端，信号采集模块6分别与电源驱动模块1、控制芯片2的信号检测端电性连接以检测电源驱动模块1的开关切换信号并将开关切换信号输入到控制芯片2的信号检测端。

信号采集模块6可以是光电耦合器OC1，光电耦合器OC1包括发光器和受光器，发光器的正极与电源驱动模块1电性连接，发光器的负极接地；受光器的集电极与电源驱动模块1电性连接，受光器的发射极与控制芯片2的信号检测端电性连接。

控制芯片2内可预设程序，具体的程序编写属于常规的技术手段，不具体赘述，而本设计的控制流程可以是，例如通过控制芯片2输出不同占空比的PWM信号，电源驱动模块1通过PWM开关模块3可输出的电压范围在90V-230V，将90V-230V的电压范围依次划分为若干个等级，并且依次对应着该等级的PWM信号，每次接收到开关切换信号，控制芯片2都会依次切换到下一个等级的PWM信号进行输出，从而实现升压或者降压处理。

又或者，无需根据电源驱动模块1的开关采集开关切换信号，为了便于用户使用，采用无线控制，本设计的另一实施例为包括用于接收控制信号的无线传输模块7以及信号采集模块6，所述控制芯片2还包括信号检测端，信号采集模块6分别与无线传输模块7、控制芯片2的信号检测端电性连接以将控制信号进行转换成开关切换信号并输入到控制芯片2的信号检测端。

无线传输模块7包括无线接收芯片71以及开关管Q3，信号采集模块6可使用上述光电耦合器OC1与控制芯片2的连接结构，其中发光器的负极通过开关管Q3后接地，无线接收芯片71与开关管Q3连接以控制开关管Q3导通，此处开关管Q3可以是三极管或者MOS管，本设计优选采用MOS管，从而减少功耗。

加入无线传输模块7后，控制芯片2的控制流程也可沿用上述的控制流程，初始状态下，开关管Q3导通，为控制芯片2输出高电平信号，而接收到无线控制信号，无线接收芯片71控制开关管Q3截止，并在一定时间后恢复导通，从而模拟产生开关切换信号。

电源驱动模块1包括依次电性连接的整流电路11以及降压电路12，以对外部交流电整流、降压后为控制芯片2供电，并且在整流后为LED负载模块4供电。

其中，整流电路11采用全桥整流电路，而降压电路12先采用降压芯片对全桥整流电路输出的直流电降压成5V，同时进一步地采用NPN型的三极管Q1以及可调基准电压源Q2，电流经过电阻R4后触发三极管Q1导通，电流流过电阻R5后对可调基准电压源Q2提供信号，可调基准电压源Q2起到稳压作用，将电压进一步降到3.3V左右，5V为控制芯片供电，3.3V为无线传输模块供电。

在PWM开关模块3上，PWM开关模块3由开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6构成，而开关管Q4、开关管Q5主要对信号进行放大以提升开关管Q6的驱动能力，此处开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6可以是三极管或者MOS管，本设计优选采用MOS管，从而减少功耗。

本设计PWM调制驱动电路接入不同的LED负载模块，能够实现不同的功能，基于驱动电压可调，若想要实现调色功能，如图5所示，LED负载模块4至少包括不同色温的第一LED灯串41和第二LED灯串42，LED负载模块4还包括第一恒流单元45、第二恒流单元46、为第一恒流单元45设定截止值的第一参考单元49、为第二恒流单元46设定截止值的第二参考单元410以及开关单元411，所述开关单元411包括检测端、输入端以及输出端，所述开关单元411的检测端与整流电路11的输出端以检测驱动电压的大小，第一恒流单元45包括输入端、输出端以及采样端，第二恒流单元46包括输入端、输出端以及采样端；

第一LED灯串41的正极与整流模块11的输出端电性连接；

第一LED灯串41的负极分别与第一恒流单元45的输入端、第二LED灯串42的正极电性连接；

第二LED灯串42的负极与第二恒流单元46的输入端电性连接；

第二恒流单元46的采样端与第二参考单元410的一端电性连接；

第二参考单元410的另一端与开关单元411的输入端电性连接；

开关单元411的输出端分别与第二恒流单元46的输出端、第一恒流单元45的采样端、第一参考单元49的一端电性连接；

第一恒流单元45的输出端分别与第一参考单元49的另一端、PWM开关模块3电性连接。

其中，开关单元411为开关管Q7，第一参考单元49和第二参考单元410均可由电阻构成，此处不限定只包括第一LED灯串41和第二LED灯串42，灯串的数量可以是三条、四条或者更多，并且在增加灯串数量后按上述结构降压恒流单元，在电压较低的情况下，只能满足第一LED灯串41工作，开关管Q7的门极通过电阻接入整流模块11的输出端，需要由电流触发，而电压减低，开关管Q7截止，当电压逐渐增大，开关管Q7导通，第一LED灯串41和第二LED灯串42工作，从而实现调色功能，此处开关管Q7可以是三极管或者MOS管，本设计优选采用MOS管，从而减少功耗。

进一步地，还包括与第一LED灯串41和/或第二LED灯串42并联的续流模块，其中续流模块包括与第一LED灯串41并联的第一续流模块414和与第二LED灯串42并联的第二续流模块415。

以第一续流模块415为例，可以包括包括二极管D6、电阻R34、电解电容C16；

二极管D6的负极分别与电阻R34的一端、第一LED灯串41的正极、整流电路11电性连接；

电解电容C16的正极分别电阻R34的另一端、二极管D6的正极电性连接；电解电容C16的负极与第一LED灯串41的负极电性连接。

在高电平时，电流经过电阻R34后为电解电容C16充能，而在低电平时，电解电容C16通过二极管D6放电，为第一LED灯串41供电，减少甚至消除频闪情况，另外，还包括与第一续流单元414并联的电阻R24，电阻R24、二极管D6以及电解电容C16构成回路，在断开外部电源供电后，电解电容C16残余的电能会通过电阻R24快速泄放，防止因残余电能无法快速泄放而引起灯串出现持续微亮的情况，第二续流单元415也可采用与第一续流单元414类似的结构。

若想要实现调光功能，如图6所示，LED负载模块4包括第三LED灯串43、第四LED灯串44、第三恒流单元47、第四恒流单元48、二极管D7、电阻R17、为第三恒流单元47设定截止值的第三参考单元412、为第四恒流单元48设定截止值的第四参考单元413，第三恒流单元48包括输入端、输出端以及采样端，第四恒流单元47包括输入端、输出端以及采样端；

整流电路11分别与第三恒流单元47的输入端、第三LED灯串43的正极电性连接；

第三恒流单元47的输出端分别与第三参考单元412的一端、第四LED灯串44的正极电性连接；

第三恒流单元47的采样端分别与第三参考单元412的另一端、二极管D7的负极、电阻R17的一端电性连接；

第三LED灯串43的负极分别与电阻R17的另一端、二极管D7的正极、第四恒流单元48的输入端电性连接；

第四LED灯串44的负极分别与第四恒流单元48的采样端、第四参考单元413的一端电性连接；

第四参考单元413的另一端分别与第四恒流单元48的输出端、PWM开关模块3电性连接。

此处的第三参考单元412和第四参考单元413均可由电阻构成，在驱动电压较低的情况下，第三恒流单元47和第四恒流单元48导通，第三LED灯串43和第四LED灯串44并联，而当驱动电压逐步升高，第三参考单元412和第四参考单元413提供端电压较高，使得第三恒流单元47和第四恒流单元48截止，第三LED灯串43和第四LED灯串44，并且随着驱动电压升高，电流逐步增大，从而实现调光功能。

进一步地，还可以包括与第三LED灯串43并联的第三续流单元416以及与第四LED灯串44并联的第四续流单元417，此处的第三续流单元416、第四续流单元417可采用类似第一续流单元414的结构。

进一步地，为了防止干路电流过大，导致元件烧坏，本设计还包括干路恒流单元8，干路恒流单元8分别与第四参考单元417的另一端、PWM开关模块3电性连接，此处的干路恒流单元8可以由若干个恒流芯片并联而成，采用若干个芯片能够增大通过电流的额定值，而在电流过大时进行截止。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：包括与外部交流电电性连接的电源驱动模块、具有记忆功能的控制芯片、PWM开关模块；

控制芯片包括供电端以及输出端，PWM开关模块包括控制端，电源驱动模块与控制芯片的供电端电性连接为控制芯片供电，电源驱动模块通过PWM开关模块为外部的LED负载模块提供驱动电压，控制芯片的输出端与PWM开关模块的控制端电性连接，控制芯片根据控制信号输出PWM信号控制PWM开关模块工作并且能够输出不同等级的驱动电压，控制芯片能够在电源驱动模块停止供电时记录停止供电前对PWM开关模块的控制状态。

2.根据权利要求1所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：还包括储能模块，储能模块分别与电源驱动模块、控制芯片的供电端电性连接,以在电源驱动模块提供供电电流/供电电压为控制芯片供电的同时为储能模块储能，并且在电源驱动模块停止供电时储能模块为电源驱动模块提供续能电流/续能电压。

3.根据权利要求1所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：还包括用于采集控制信号的信号采集模块，所述控制芯片还包括信号检测端，信号采集模块分别与电源驱动模块、控制芯片的信号检测端电性连接以检测电源驱动模块的开关切换信号并将开关切换信号输入到控制芯片的信号检测端。

4.根据权利要求3所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：所述信号采集模块包括光电耦合器OC1，光电耦合器OC1包括发光器和受光器，发光器的正极与电源驱动模块电性连接，发光器的负极接地；受光器的集电极与电源驱动模块电性连接，受光器的发射极与控制芯片的信号检测端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：还包括用于接收控制信号的无线传输模块以及信号采集模块，所述控制芯片还包括信号检测端，信号采集模块分别与无线传输模块、控制芯片的信号检测端电性连接以将控制信号进行转换成开关切换信号并输入到控制芯片的信号检测端。

6.根据权利要求1所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：所述电源驱动模块包括依次电性连接的整流电路以及降压电路，以对外部交流电整流、降压后为控制芯片供电，并且在整流后为LED负载模块供电。

7.根据权利要求6所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：所述LED负载模块至少包括不同色温的第一LED灯串和第二LED灯串，LED负载模块还包括第一恒流单元、第二恒流单元、为第一恒流单元设定截止值的第一参考单元、为第二恒流单元设定截止值的第二参考单元以及开关单元，所述开关单元包括检测端、输入端以及输出端，所述开关单元的检测端与整流电路的输出端以检测驱动电压的大小，第一恒流单元包括输入端、输出端以及采样端，第二恒流单元包括输入端、输出端以及采样端；

第一LED灯串的正极与整流模块的输出端电性连接；第一LED灯串的负极分别与第一恒流单元的输入端、第二LED灯串的正极电性连接；

第二LED灯串的负极与第二恒流单元的输入端电性连接；

第二恒流单元的采样端与第二参考单元的一端电性连接；

第二参考单元的另一端与开关单元的输入端电性连接；

开关单元的输出端分别与第二恒流单元的输出端、第一恒流单元的采样端、第一参考单元的一端电性连接；

第一恒流单元的输出端分别与第一参考单元的另一端、PWM开关模块电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：还包括与第一LED灯串和/或第二LED灯串并联的续流模块。

9.根据权利要求6所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：所述LED负载模块包括第三LED灯串、第四LED灯串、第三恒流单元、第四恒流单元、二极管D7、电阻R17、为第三恒流单元设定截止值的第三参考单元、为第四恒流单元设定截止值的第二参考单元，第三恒流单元包括输入端、输出端以及采样端，第四恒流单元包括输入端、输出端以及采样端；

整流电路分别与第三恒流单元的输入端、第三LED灯串的正极电性连接；

第三恒流单元的输出端分别与第三参考单元的一端、第四LED灯串的正极电性连接；

第三恒流单元的采样端分别与第三参考单元的另一端、二极管D7的负极、电阻R17的一端电性连接；

第三LED灯串的负极分别与电阻R17的另一端、二极管D7的正极、第四恒流单元的输入端电性连接；

第四LED灯串的负极分别与第四恒流单元的采样端、第四参考单元的一端电性连接；

第四参考单元的另一端分别与第四恒流单元的输出端、PWM开关模块电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种带断电记忆功能的PWM调制LED驱动电路，其特征在于：还包括干路恒流单元，干路恒流单元分别与第四参考单元的另一端、PWM开关模块电性连接。