CN110944433A - 用于矩阵led灯的电流平衡性控制电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,该电路包括至少一个矩阵LED灯和矩阵电阻,所述矩阵LED灯和矩阵电阻的数量相同,所述矩阵电阻和矩阵LED灯串联用于通过调节LED灯的压降差控制矩阵LED灯的电流平衡;本发明还公开了一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制方法。本发明摒弃了传统技术中的恒流芯片,降低了设计过程中的复杂性与硬件成本;通过给矩阵LED灯串联一定阻值和精度的矩阵电阻,实现了控制LED灯亮度、温度以及电流精度;通过简单的电阻就可以实现对电流平衡性的把控,元器件少,过程简单可靠,易于推广。
Description
技术领域
本发明属于LED灯电流平衡控制技术领域,具体涉及一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路及控制方法。
背景技术
市场上关于矩阵LED电流平衡性控制电路主要方法一般为:基于专用LED恒流芯片进行电流控制。
上述方法从形式上看较为简单,仅需要一个恒流芯片即可;但该专用芯片价格昂贵,并且为了满足该芯片的功能,需要较多的外围电路及单元机,这样就导致了硬件成本高、检测端口过多,且LED电流受温度影响大。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,通过串联矩阵电阻,使得由矩阵LED灯自身正向压降误差得到解决,进而解决了电流平衡性失控的问题;且该电路仅增加电阻就可以实现,成本低。
本发明的另一目的是提供一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制方法。
本发明所采用的技术方案是:
一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,该电路包括至少一个矩阵LED灯和矩阵电阻,所述矩阵LED灯和矩阵电阻的数量相同,所述矩阵电阻和矩阵LED灯串联用于通过调节LED灯的压降差控制矩阵LED灯的电流平衡。
优选地,每个所述矩阵LED灯包括至少两个并联的LED灯,两个所述LED灯位于相同的环境温度下用于避免不同的温度影响电流的精度。
优选地,所述环境温度为24℃-26℃。
优选地,所述矩阵电阻包括至少两个电阻,所述电阻的数量与LED灯的数量相同,每个所述电阻与一个LED灯串联。
优选地,组成所述矩阵LED灯的LED灯为同一型号。
优选地,所述电阻为贴片电阻。
一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制方法,其应用上述的用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,该方法具体为:
S1,计算LED灯的不平衡电流;
S2,通过所述S1中影响LED灯不平衡电流的参数控制不平衡电流。
优选地,所述S1中计算LED灯的不平衡电流,具体为:
通过如下公式计算LED灯的不平衡电流;
ΔI=ΔV/R
上式中,ΔI为LED灯的不平衡电流,ΔV为相邻的LED灯之间的压降差,R为电阻的阻值大小。
优选地,所述S2中通过所述S1中影响LED灯不平衡电流的参数控制不平衡电流,具体为:
ΔV为固定值,通过变量,即电阻的阻值大小控制不平衡电流,使其满足精度要求。
有现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)摒弃了传统技术中的恒流芯片,降低了设计过程中的复杂性与硬件成本;
(2)通过给矩阵LED灯串联一定阻值和精度的矩阵电阻,实现了控制LED灯亮度、温度以及电流精度;
(3)通过简单的电阻就可以实现对电流平衡性的把控,元器件少,过程简单可靠,易于推广。
附图说明
图1是本发明实施例1提供一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路的电路图;
图2是本发明实施例1提供一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路中矩阵LED灯设置两个时的电路图;
图3是本发明实施例1提供一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路中LED灯的温度曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要明确的是,术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅仅是为了便于描述本发明,而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本发明实施例1提供一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,该电路包括至少一个矩阵LED灯1和矩阵电阻2,所述矩阵LED灯1和矩阵电阻2的数量相同,所述矩阵电阻2和矩阵LED灯1串联用于通过调节LED灯的压降差控制矩阵LED灯1的电流平衡;
这样,采用上述结构,通过给矩阵LED灯1串联矩阵电阻2,使得由矩阵LED灯1自身正向压降误差得到解决,进而解决了电流平衡性失控的问题。
每个所述矩阵LED灯1包括至少两个并联的LED灯11,两个所述LED灯11位于相同的环境温度下用于避免不同的温度影响电流的精度;
所述环境温度为24℃-26℃,优选25摄氏度;
这样,根据LED“温度-电压偏移”参数变化(如附图3所示),环境温度变化会导致LED灯11上电压变化;故为保证LED灯11的电流不受温度影响过大,提高精确度,互相并联的LED灯11应放置在相同热源位置地方;且其散热铜箔面积尽量大以使得最接近25℃的位置为最优解(如附图3的中的虚线部分),通过这种方式避免了温度对电流精度的影响。
所述矩阵电阻2包括至少两个电阻21,所述电阻21的数量与LED灯11的数量相同,每个所述电阻21与一个LED灯11串联。
组成所述矩阵LED灯1的LED灯11为同一型号。
所述电阻21为贴片电阻。
具体地:如图1所示:当矩阵LED灯1和矩阵电阻2均设置一个,且LED灯11设置两个时,两个LED灯11分别为第一二极管D1和第二二极管D2与所述第一二极管D1和第二二极管D2串联的分别为第一电阻R1和第二电阻R2,所述一电阻R1和第二电阻R2组成矩阵电阻2;
在相同型号的LED灯11下,基于同样的LED电流是的正向导通压降差ΔV=|VD1-VD2|,其中,VD1和VD2分别为第一二极管D1和第二二极管D2处的电压;
第一二极管D1和第一电阻R1串联,第二二极管D2与第二电阻R2串联,之后D1&R1与D2&R2并联,故二者并联电压相等,矩阵LED灯1的最大正向导通压降差ΔV等同与第一电阻R1和第二电阻R2上的电压;故得到以下公式:
VD1+ID1×R1=VD2+ID2×R2
其中,ID1和ID2分别为第一二极管D1和第二二极管D2的电流;
故:矩阵LED灯1的不平衡电流为ΔI=ΔV/R,其中,ΔI为LED灯11的不平衡电流,R为第一电阻R1和第二电阻R2的阻值大小。
图2为当矩阵LED灯1和矩阵电阻2均设置两个时的电路图,其不平衡电流的计算方法和设置一个时相同。
本实施例的有益效果为:
影响电流平衡性的因素主要有两个。
第一个为温度,本实施例根据LED“温度-电压偏移”参数变化,环境温度变化会导致LED灯上电压变化;故为保证LED灯的电流不受温度影响过大,提高精确度,互相并联的LED灯应放置在相同热源位置地方;且其散热铜箔面积尽量大以使得最接近25℃的位置为最优解,通过这种方式避免了温度对电流精度的影响;
第二个为LED灯自身的压降差,本实施例通过给矩阵LED灯串联矩阵电阻,使得由矩阵LED灯自身正向压降误差得到解决;
故,本实施例通过对LED灯所述环境温度进行限制以及给矩阵LED灯串联矩阵电阻解决了电流平衡性失控的问题。
实施例2
本发明实施例2提供一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制方法,其应用实施例1所述的用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,该方法具体为:
S1,计算LED灯的不平衡电流;
S2,通过所述S1中影响LED灯不平衡电流的参数控制不平衡电流。
所述S1中计算LED灯的不平衡电流,具体为:
通过如下公式计算LED灯的不平衡电流;
ΔI=ΔV/R
上式中,ΔI为LED灯11的不平衡电流,ΔV为相邻的LED灯11之间的压降差,R为电阻21的阻值大小。
所述S2中通过所述S1中影响LED灯不平衡电流的参数控制不平衡电流,具体为:
ΔV为固定值,通过变量,即电阻21的阻值大小控制不平衡电流,使其满足精度要求。
本实施例通过计算LED灯的不平衡电流,之后通过影响LED灯不平衡电流的参数控制不平衡电流,以此实现对LED灯电流平衡性的控制。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,其特征在于,该电路包括至少一个矩阵LED灯(1)和矩阵电阻(2),所述矩阵LED灯(1)和矩阵电阻(2)的数量相同,所述矩阵电阻(2)和矩阵LED灯(1)串联用于通过调节LED灯的压降差控制矩阵LED灯(1)的电流平衡。
2.根据权利要求1所述的一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,其特征在于,每个所述矩阵LED灯(1)包括至少两个并联的LED灯(11),两个所述LED灯(11)位于相同的环境温度下用于避免不同的温度影响电流的精度。
3.根据权利要求2所述的一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,其特征在于,所述环境温度为24℃-26℃。
4.根据权利要求3所述的一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,其特征在于,所述矩阵电阻(2)包括至少两个电阻(21),所述电阻(21)的数量与LED灯(11)的数量相同,每个所述电阻(21)与一个LED灯(11)串联。
5.根据权利要求2-4任一项所述的一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,其特征在于,组成所述矩阵LED灯(1)的LED灯(11)为同一型号。
6.根据权利要求5所述的一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,其特征在于,所述电阻(21)为贴片电阻。
7.一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制方法,其特征在于,其应用权利要求1-6任一项所述的用于矩阵LED灯的电流平衡性控制电路,该方法具体为:
S1,计算LED灯的不平衡电流;
S2,通过所述S1中影响LED灯不平衡电流的参数控制不平衡电流。
8.根据权利要求7所述的一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制方法,其特征在于,所述S1中计算LED灯的不平衡电流,具体为:
通过如下公式计算LED灯的不平衡电流;
ΔI=ΔV/R
上式中,ΔI为LED灯(11)的不平衡电流,ΔV为相邻的LED灯(11)之间的压降差,R为电阻(21)的阻值大小。
9.根据权利要求8所述的一种用于矩阵LED灯的电流平衡性控制方法,其特征在于,所述S2中通过所述S1中影响LED灯不平衡电流的参数控制不平衡电流,具体为:
ΔV为固定值,通过变量,即电阻(21)的阻值大小控制不平衡电流,使其满足精度要求。
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