CN108495424A - 一种新型led控制电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型LED控制电路及其控制方法，该LED控制电路中的MCU处理器U2设置有P1管脚和P2管脚；所述P1管脚连接限流电阻R1，所述限流电阻R1的另一端连接所述三极管T1的基极，所述三极管T1的集电极连接所述续流二极管D₀的正极端、平波电抗器L1，其三极管T1的发射极连接所述P2管脚及精密电阻R2，所述精密电阻R2的另一端接地，所述续流二极管D₀的负极端连接所述电阻R3、电源U1，所述电阻R3的另一端连接多个串联的发光二极管(D₁‑D_n)，多个串联的发光二极管(D₁‑D_n)另一端连接所述平波电抗器L1的另一端，所述电源U1的另一端接地。本发明的新型LED控制电路能为工业设备提供无闪烁的光源，避免LED频闪问题。

Description

一种新型LED控制电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及工业设备中的LED光源电路，具体的说是涉及一种新型LED控制电路及其控制方法。

背景技术

图1为现有的工业设备中的一种LED控制电路，其中开关式恒流源I_S1、发光二极管D₁ D₂......D_n均串联在电路中。I_S1输出恒定电流i₁，驱动电路中所有发光二极管。此电路中的发光二极管在工作过程中存在频闪问题，不适用于对光源要求为无闪烁的工业设备。

图2为现有的工业设备中的另一种LED控制电路，其中线性恒流源I_S2、发光二极管D₁ D₂......D_n均串联在电路中。I_S2输出恒定电流i₂，驱动电路中所有发光二极管。此电路中的线性恒流源I_S2在工作过程中存在发热多、功耗大和效率低问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种新型LED控制电路及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：一种新型LED控制电路，该LED控制电路包括电源U1、电阻R3、续流二极管D₀、多个串联的发光二极管(D₁-D_n)、平波电抗器L1、限流电阻R1、三极管T1、精密电阻R2、MCU处理器U2；

所述MCU处理器U2设置有P1管脚和P2管脚；

所述P1管脚连接限流电阻R1，所述限流电阻R1的另一端连接所述三极管T1的基极，所述三极管T1的集电极连接所述续流二极管D₀的正极端、平波电抗器L1，其三极管T1的发射极连接所述P2管脚及精密电阻R2，所述精密电阻R2的另一端接地，所述续流二极管D₀的负极端连接所述电阻R3、电源U1，所述电阻R3的另一端连接多个串联的发光二极管(D₁-D_n)，多个串联的发光二极管(D₁-D_n)另一端连接所述平波电抗器L1的另一端，所述电源U1的另一端接地。

一种新型LED控制电路的控制方法，在控制方法如下：

i₁为电源U1的输出电流；

i₂为流过所述多个串联的发光二极管(D₁-D_n)、平波电抗器L1、电阻R3的支路电流；

i₃为流过续流二极管D₀的电流；

i₄为流过精密电阻R2的电流；

所述LED控制电路根据三极管T1是否通断，可分为以下两种工作状态：

当三极管T1导通时，此时续流二极管D₀截止，所述平波电抗器L1储蓄能量，i₃＝0，i₁＝i₂＝i₄，且i₃与i₁、i₂、i₄的值逐渐增大；

当三极管T1截止时，此时续流二极管D₀导通，所述平波电抗器L1释放能量，i₂＝i₃且两者值逐渐减小；

通过调节所述三极管T1导通和截止时间，能够使用得i₂在发光二极管(D₁-D_n)的目标驱动电流值i_N上下浮动，从而避免LED频闪问题；

MCU处理器U2、限流电阻R1、三极管T1和精密电阻R2组成闭环系统，根据实际需要，设置目标值，该目标值作为所述MCU处理器U2的PID控制的输入，所述MCU处理器U2经过PID控制环节后，在P1管脚输出PWM波，令三极管T1导通或截止，而在三极管T1导通时，所述MCU处理器U2利用ADC模块得P2管脚上点c的电压值，然后根据精密电阻R2的电阻值，得到实际流经精密电阻R2的电流i₄，该电流i₄也为流经发光二极管(D₁-D_n)的实际驱动电流i₂，然后，所述MCU处理器U2把电流i₂作为反馈量与目标值比较，通过调节PWM的占空比和频率，即可调节电流i₂在电流i_N上下浮动的幅值。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明的新型LED控制电路能为工业设备提供无闪烁的光源，避免LED频闪问题，并且，本发明的新型LED控制电路只需要普通的电源，相比运用线性恒流电源，具有发热少、功耗小和效率高的优点。

附图说明

图1为现有技术中的工业设备中的一种LED控制电路；

图2为现有技术中的工业设备中的另一种LED控制电路；

图3为本发明的应用于工业设备中的一种新型LED控制电路；

图4为本发明MCU处理器U2、限流电阻R1、三极管T1和精密电阻R2组成的闭环系统图；

图5为本发明电流和PWM的坐标图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1：

请参照附图3-5，本发明的一种新型LED控制电路，该LED控制电路包括电源U1、电阻R3、续流二极管D₀、多个串联的发光二极管(D₁-D_n)、平波电抗器L1、限流电阻R1、三极管T1、精密电阻R2、MCU处理器U2；

所述MCU处理器U2设置有P1管脚和P2管脚；

所述P1管脚连接限流电阻R1，所述限流电阻R1的另一端连接所述三极管T1的基极，所述三极管T1的集电极连接所述续流二极管D₀的正极端、平波电抗器L1，其三极管T1的发射极连接所述P2管脚及精密电阻R2，所述精密电阻R2的另一端接地，所述续流二极管D₀的负极端连接所述电阻R3、电源U1，所述电阻R3的另一端连接多个串联的发光二极管(D₁-D_n)，多个串联的发光二极管(D₁-D_n)另一端连接所述平波电抗器L1的另一端，所述电源U1的另一端接地。

实施例2：

如图3-5所示，一种新型LED控制电路的控制方法，其特征在于，在控制方法如下：

i₁为电源U1的输出电流；

i₂为流过所述多个串联的发光二极管(D₁-D_n)、平波电抗器L1、电阻R3的支路电流；

i₃为流过续流二极管D₀的电流；

i₄为流过精密电阻R2的电流；

所述LED控制电路根据三极管T1是否通断，可分为以下两种工作状态：

当三极管T1导通时，此时续流二极管D₀截止，所述平波电抗器L1储蓄能量，i₃＝0，i₁＝i₂＝i₄，且i₃与i₁、i₂、i₄的值逐渐增大；

当三极管T1截止时，此时续流二极管D₀导通，所述平波电抗器L1释放能量，i₂＝i₃且两者值逐渐减小；

通过调节所述三极管T1导通和截止时间，能够使用得i₂在发光二极管(D₁-D_n)的目标驱动电流值i_N上下浮动，从而避免LED频闪问题；

MCU处理器U2、限流电阻R1、三极管T1和精密电阻R2组成闭环系统，根据实际需要，设置目标值，该目标值作为所述MCU处理器U2的PID控制的输入，所述MCU处理器U2经过PID控制环节后，在P1管脚输出PWM波，令三极管T1导通或截止，而在三极管T1导通时，所述MCU处理器U2利用ADC模块得P2管脚上点c的电压值，然后根据精密电阻R2的电阻值，得到实际流经精密电阻R2的电流i₄，该电流i₄也为流经发光二极管(D₁-D_n)的实际驱动电流i₂，然后，所述MCU处理器U2把电流i₂作为反馈量与目标值比较，通过调节PWM的占空比和频率，即可调节电流i₂在电流i_N上下浮动的幅值。

本发明的新型LED控制电路能为工业设备提供无闪烁的光源，避免LED频闪问题，并且，本发明的新型LED控制电路只需要普通的电源，相比运用线性恒流电源，具有发热少、功耗小和效率高的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，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它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种新型LED控制电路，其特征在于：该LED控制电路包括电源U1、电阻R3、续流二极管D₀、多个串联的发光二极管(D₁-D_n)、平波电抗器L1、限流电阻R1、三极管T1、精密电阻R2、MCU处理器U2；

所述MCU处理器U2设置有P1管脚和P2管脚；

所述P1管脚连接限流电阻R1，所述限流电阻R1的另一端连接所述三极管T1的基极，所述三极管T1的集电极连接所述续流二极管D₀的正极端、平波电抗器L1，其三极管T1的发射极连接所述P2管脚及精密电阻R2，所述精密电阻R2的另一端接地，所述续流二极管D₀的负极端连接所述电阻R3、电源U1，所述电阻R3的另一端连接多个串联的发光二极管(D₁-D_n)，多个串联的发光二极管(D₁-D_n)另一端连接所述平波电抗器L1的另一端，所述电源U1的另一端接地。

2.一种以权利要求1所述的新型LED控制电路的控制方法，其特征在于，在控制方法如下：

i₁为电源U1的输出电流；

i₂为流过所述多个串联的发光二极管(D₁-D_n)、平波电抗器L1、电阻R3的支路电流；

i₃为流过续流二极管D₀的电流；

i₄为流过精密电阻R2的电流；

所述LED控制电路根据三极管T1是否通断，可分为以下两种工作状态：

当三极管T1导通时，此时续流二极管D₀截止，所述平波电抗器L1储蓄能量，i₃＝0，i₁＝i₂＝i₄，且i₃与i₁、i₂、i₄的值逐渐增大；

当三极管T1截止时，此时续流二极管D₀导通，所述平波电抗器L1释放能量，i₂＝i₃且两者值逐渐减小；

通过调节所述三极管T1导通和截止时间，能够使用得i₂在发光二极管(D₁-D_n)的目标驱动电流值i_N上下浮动，从而避免LED频闪问题；

MCU处理器U2、限流电阻R1、三极管T1和精密电阻R2组成闭环系统，根据实际需要，设置目标值，该目标值作为所述MCU处理器U2的PID控制的输入，所述MCU处理器U2经过PID控制环节后，在P1管脚输出PWM波，令三极管T1导通或截止，而在三极管T1导通时，所述MCU处理器U2利用ADC模块得P2管脚上点c的电压值，然后根据精密电阻R2的电阻值，得到实际流经精密电阻R2的电流i₄，该电流i₄也为流经发光二极管(D₁-D_n)的实际驱动电流i₂，然后，所述MCU处理器U2把电流i₂作为反馈量与目标值比较，通过调节PWM的占空比和频率，即可调节电流i₂在电流i_N上下浮动的幅值。