CN113727496A - 多路led驱动方法及驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多路LED灯串的驱动方法及驱动电路,通过设置高于LED灯串期望工作电流的第一参考值,根据第一参考值调节LED灯串的电流使得LED灯串实际的工作电流大于其期望的工作电流,并且实时监测该LED灯串的光亮度,当检测到所述LED灯串的亮度控制检测信号达到该支路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则关闭对LED灯串的电流调节。如此,可保证该LED灯串的亮度输出达到需求值,实现每路LED灯串亮度的精确控制,并且系统功耗小,效率达到提高。
Description
技术领域
本发明涉及LED驱动技术领域,更具体地说,涉及一种多路LED驱动方法及驱动电路。
背景技术
在应用于背光源的LED照明技术中,常设置多个LED灯串并联使用,驱动控制器需要控制多个LED灯串工作,其中每串LED有单独的亮度要求。
现有技术中流过LED灯串的电流是通过该支路配套的电流调节电路,如线性调节器LDO来调节控制,如图1所示为现有技术中一种常见的LDO电路结构,LDO电路包括开关管Q、电阻R以及运算放大器OP,设置表征该LED支路期望工作电流的参考值VR,通过运算反馈使得该LED支路的电流维持在期望工作电流上。
但是上述的电流控制方式存在的问题是由于LED灯串制造上的差异,每路LED灯串的压降不相同,造成各路LDO上的压降也不相同,在某一路LDO压降较大的情况下,如果维持该LED支路的电流在期望工作电流的开关导通时间较长,则开关管Q上的功耗会很大,造成系统散热高并且效率低。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种多路LED驱动方法及驱动电路,用以解决现有技术存在的多路LED驱动电路散热高、效率低的技术问题。
本发明的技术解决方案是,提供一种多路LED灯串的驱动方法,包括以下步骤;
S1:对于每一路LED灯串,设置高于该路LED灯串期望电流的第一参考值;
S2:根据所述第一参考值控制调节该路LED灯串的工作电流,使得该路LED灯串的工作电流维持于所述第一参考值;
同步监测该LED灯串的光亮度,获得亮度控制检测信号,将亮度控制检测信号与表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号进行比较;
S3:当比较获得所述亮度控制检测信号达到所述亮度控制基准信号时,则关闭对该路LED灯串工作电流的调节。
优选地,所述第一参考值VREF具体设置的方法为:
VREF=ILED*RSN(1+A%)
其中,ILED为LED灯串的期望电流,RSN为采样电阻的阻值,A为自然数,设置范围为大于零且使得ILED(1+A%)小于LED灯串最大承受电流。
优选地,在步骤S2中,所述亮度控制检测信号的获取步骤包括:
通过采样获得表征LED灯串电流的采样电压信号;
将采样电压信号对时间进行实时积分获得所述亮度控制检测信号。
优选地,在步骤S3中,关闭对该路LED灯串工作电流的调节的步骤具体包括,
当比较获得所述亮度控制检测信号达到所述表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则关断对该路LED灯串工作电流调节的主开关管。
第二方面,本发明公开了一种多路LED灯串的驱动电路,所述驱动电路包括多路电流调节电路和多路光亮度控制电路,所述多路电流调节电路和所述多路光亮度控制电路与所述多路LED灯串一一对应,
每路所述光亮度检测电路实时监测该路LED灯串的光亮度,并将亮度控制检测信号与表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号进行比较,以获得比较信号;
每路所述电流调节电路接收所述比较信号,并且,所述电流调节电路根据预设的第一参考值调节该路LED灯串的工作电流,使得该路LED灯串的工作电流维持于所述第一参考值,其中,设置所述第一参考值高于该路LED灯串的期望工作电流;
当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则所述电流调节电路关闭对LED灯串的工作电流的调节。
优选地,每路所述电流调节电路均包括与该路LED灯串串联的主开关管和采样电阻,以及控制所述主开关管的电流调节控制电路,
所述电流调节控制电路通过所述采样电阻获得采样电压信号,并将所述采样电压信号与所述第一参考值进行运算放大,以将第一运算结果传输至所述主开关管的控制端。
优选地,每路光亮度控制电路均包括积分电路和比较电路,
所述积分电路通过所述采样电阻获得采样电压信号,并将所述采样电压信号对时间进行实时积分获得所述亮度控制检测信号,
所述比较电路比较所述亮度控制检测信号和表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号,并将比较信号传输给所述电流调节控制电路。
优选地,根据所述多路LED灯串的亮度要求设置与多路LED灯串期望亮度输出相对应的多路亮度控制基准信号,所述多路亮度控制基准信号对应输入至所述多路光亮度控制电路,
其中,所述多路亮度控制基准信号可以大小相同或者不同。
优选地,每路所述电流调节电路还包括第一开关管和下拉电路,
所述第一开关管连接在所述电流调节控制电路的输出端和所述主开关管的控制端之间,
当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则断开所述第一开关管,并且所述下拉电路下拉所述主开关管的控制端电压使所述主开关管关断。
优选地,每路所述电流调节电路还包括使能电路,
当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,所述使能电路输出使能信号,
所述电流调节控制电路还包括禁使能端,所述禁使能端接收所述使能信号以禁止所述电流调节控制电路的工作。采用本发明的多路LED驱动技术,通过设置高于LED灯串支路期望工作电流的第一参考值,使得流过LED灯串的电流大于其期望的工作电流,并且实时监测该LED灯串的光亮度,当检测的亮度控制检测信号达到该支路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则关闭该支路LDO电路对LED灯串的电流调节,如此,可保证该LED灯串的亮度输出达到需求值,实现每串LED灯亮度的精确控制,并且开关管功耗小,系统效率高。
附图说明
图1为现有技术的多路LED驱动电路框图;
图2为依据本发明的多路LED驱动电路的框图;
图3为依据本发明的多路LED驱动电路的第一实施例的电路图;
图4为依据本发明的多路LED驱动方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述,但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解,在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节,而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是,附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图2为依据本发明的多路LED驱动电路的框图以及图3为依据本发明的多路LED驱动电路的具体电路图,电压调节器接收输入电压Vin产生输出电压Vo供给所述多路LED灯串,多路LED灯串包括并联连接的LED灯串1至LED灯串n,电压调节器可以为升压型、降压型、升降压型、反激式、正激式等合适的电压变换器。
参考图2,所述驱动电路包括多路电流调节电路和多路光亮度控制电路,所述多路电流调节电路和所述多路光亮度控制电路与所述多路LED灯串一一对应,如图2中所示的电流调节电路1和光亮度控制电路1均与LED1灯串对应,电流调节电路n和光亮度控制电路n均与LEDn灯串对应,下文中各信号1至n也均是一一对应关系。
一个实施例中,每路所述光亮度检测电路实时监测该路LED灯串的光亮度,并将亮度控制检测信号与表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号进行比较,以获得比较信号,每路所述电流调节电路接收所述比较信号,并且,所述电流调节电路根据预设的第一参考值调节该路LED灯串的工作电流,使得该路LED灯串的工作电流维持于所述第一参考值,其中,设置所述第一参考值高于该路LED灯串的期望工作电流;当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则所述电流调节电路关闭对LED灯串的工作电流的调节。根据上述的方案,可控制LED灯串的光亮度达到需求的亮度输出,LED灯串亮度精确控制,并且,当达到需求的光亮度后,则停止对LED灯串工作电流的调节可减少开关管的导通时间,从而降低开关管的功耗,系统效率得到提高。
参考图3,在一个实施例中,每路所述电流调节电路均包括与该路LED灯串串联的主开关管Q和采样电阻RSN,以及控制所述主开关管的电流调节控制电路,这里,所述电流调节电路控制包括运算放大器OP,所述电流调节控制电路通过所述采样电阻RSN获得采样电压信号VSN,运算放大器OP将所述采样电压信号VSN与所述第一参考值VREF进行运算比较,以将第一运算结果传输至所述主开关管的控制端。
其中,所述第一参考值VREF具体设置的方法为:
VREF=ILED*RSN(1+A%)
其中,ILED为对应支路LED灯串的期望电流,RSN为所述采样电阻的阻值,A为自然数,A的设置范围为大于零且使得ILED(1+A%)小于LED灯串最大承受电流。
具体地,每路光亮度控制电路均包括积分电路和比较电路,比较电路包括比较器CMP,所述积分电路通过所述采样电阻获得采样电压信号VSN,所述采样电压信号VSN表征流过LED灯串的电流,并将所述采样电压信号对时间进行实时积分获得所述亮度控制检测信号VBI,这里,亮度控制检测信号在一定的电流下乘以所耗费的时间以获得对应的乘积面积的大小,在LED灯串上表征的是LED灯串的亮度大小,也即是不同的检测信号对应不同的亮度输出,如此可实现对LED灯串亮度的实时监测。
所述比较器CMP比较所述亮度控制检测信号VBI和表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号VRBI,并将比较结果VB传输给所述电流调节控制电路。
这里,通过外部设置与多路LED灯串期望亮度输出相对应的多路亮度控制基准信号,所述多路亮度控制基准信号根据所述多路LED灯串的亮度要求设置,所述多路亮度控制基准信号一一对应输入至所述多路光亮度控制电路,这里,由所述比较器CMP的一个输入端接收所述亮度控制基准信号,其中,所述多路亮度控制基准信号可以根据多路LED灯串亮度要求设为大小相同或者不同。
在一实施例中,每路所述电流调节电路还包括第一开关管S1和下拉电路,述第一开关管S1连接在所述电流调节控制电路的输出端和所述主开关管Q的控制端之间,当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,所述比较信号变为低电平无效,则断开所述第一开关管S1,并且所述下拉电路下拉所述主开关管的控制端电压。这里,所述下拉电路可以为开关管和下拉电流源组成,但不限于此,下拉电路接收比较信号,当比较信号变为高电平有效状态,则导通开关管使得下拉电流源拉低主开关管控制端电压,主开关管关断。
在另一个实施例中,所述电流调节电路还包括使能电路,所述使能电路接收所述亮度控制检测信号和表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,所述使能电路输出使能信号,所述电流调节控制电路(运算放大器OP)还包括禁使能端,所述禁使能端接收所述使能信号以禁止所述电流调节控制电路的工作。使能电路可以为任何可以实现使能功能的电路。
通过上述的电路结构可知,当LED灯串的光亮度未达到期望的光亮度时,则通过一个大于LED灯串的期望工作电流对其进行供电,此时对大于其期望电流的工作电流进行时间积分,可使得LED灯串的亮度快速达到期望的亮度输出时,然后迅速断开对LED灯串控制的主开关管,如此,既可满足LED灯串的光亮度要求,又可减少主开关管的导通时间,因此可降低主开关管的功率损耗,系统效率得到提高。
最后,如图4所示,本发明还公开了一种多路LED灯串的驱动方法,其特征在于,包括以下步骤;
S1:对于每一路LED灯串,设置高于该路LED灯串期望电流的第一参考值;
S2:根据所述第一参考值控制调节该路LED灯串的工作电流,使得该路LED灯串的工作电流维持于所述第一参考值;
同步监测该LED灯串的光亮度,获得亮度控制检测信号,将亮度控制检测信号与表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号进行比较;
S3:当比较获得所述亮度控制检测信号达到所述亮度控制基准信号时,则关闭对该路LED灯串工作电流的调节。
优选地,所述第一参考值VREF具体设置的方法为:
VREF=ILED*RSN(1+A%)
其中,ILED为LED灯串的期望电流,RSN为采样电阻的阻值,A为自然数,设置范围为大于零且使得ILED(1+A%)小于LED灯串最大承受电流。
优选地,所述亮度控制检测信号的获取步骤包括:
通过采样获得表征LED灯串电流的采样电压信号;
将采样电压信号对时间进行实时积分获得所述亮度控制检测信号。
优选地,在步骤S3中,关闭对该路LED灯串工作电流的调节的步骤具体包括,
当比较获得所述亮度控制检测信号达到所述表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则关断对该路LED灯串工作电流调节的主开关管。
以上所述的实施方式,并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种多路LED灯串的驱动方法,其特征在于,包括以下步骤;
S1:对于每一路LED灯串,设置高于该路LED灯串期望电流的第一参考值;
S2:根据所述第一参考值控制调节该路LED灯串的工作电流,使得该路LED灯串的工作电流维持于所述第一参考值;
同步监测该路LED灯串的光亮度,并获得亮度控制检测信号,将亮度控制检测信号与表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号进行比较;
S3:当比较获得所述亮度控制检测信号达到所述亮度控制基准信号时,则关闭对该路LED灯串工作电流的调节。
2.根据权利要求1所述的驱动方法,其特征在于,在步骤S1中,所述第一参考值VREF具体设置的方法为:
VREF=ILED*RSN(1+A%)
其中,ILED为LED灯串的期望电流,RSN为采样电阻的阻值,A为自然数,设置范围为大于零且使得ILED(1+A%)小于LED灯串最大承受电流。
3.根据权利要求1所述的驱动方法,其特征在于,在步骤S2中,所述亮度控制检测信号的获取步骤包括:
通过采样获得表征LED灯串电流的采样电压信号;
将采样电压信号对时间进行实时积分获得所述亮度控制检测信号。
4.根据权利要求1所述的驱动方法,其特征在于,在步骤S3中,关闭对该路LED灯串工作电流的调节的步骤具体包括,
当比较获得所述亮度控制检测信号达到所述表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则关断对该路LED灯串工作电流调节的主开关管。
5.一种多路LED灯串的驱动电路,其特征在于,所述驱动电路包括多路电流调节电路和多路光亮度控制电路,所述多路电流调节电路和所述多路光亮度控制电路与所述多路LED灯串一一对应,
每路所述光亮度检测电路实时监测该路LED灯串的光亮度,并将亮度控制检测信号与表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号进行比较,以获得比较信号;
每路所述电流调节电路接收所述比较信号,并且,所述电流调节电路根据预设的第一参考值调节该路LED灯串的工作电流,使得该路LED灯串的工作电流维持于所述第一参考值,其中,设置所述第一参考值高于该路LED灯串的期望工作电流;
当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则所述电流调节电路关闭对LED灯串的工作电流的调节。
6.根据权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,每路所述电流调节电路均包括与该路LED灯串串联的主开关管和采样电阻,以及控制所述主开关管的电流调节控制电路,
所述电流调节控制电路通过所述采样电阻获得采样电压信号,并将所述采样电压信号与所述第一参考值进行运算放大,以将第一运算结果传输至所述主开关管的控制端。
7.根据权利要求6所述的驱动电路,其特征在于,所述第一参考值VREF具体设置的方法为:
VREF=ILED*RSN(1+A%)
其中,ILED为对应支路LED灯串的期望电流,RSN为所述采样电阻的阻值,A为自然数,A的设置范围为大于零且使得ILED(1+A%)小于LED灯串最大承受电流。
8.根据权利要求6所述的驱动电路,其特征在于,每路光亮度控制电路均包括积分电路和比较电路,
所述积分电路通过所述采样电阻获得采样电压信号,并将所述采样电压信号对时间进行实时积分获得所述亮度控制检测信号,
所述比较电路比较所述亮度控制检测信号和表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号,并将比较信号传输给所述电流调节控制电路。
9.根据权利要求8所述的驱动电路,其特征在于,根据所述多路LED灯串的亮度要求设置与多路LED灯串期望亮度输出相对应的多路亮度控制基准信号,所述多路亮度控制基准信号对应输入至所述多路光亮度控制电路,
其中,所述多路亮度控制基准信号可以大小相同或者不同。
10.根据权利要求6所述的驱动电路,其特征在于,每路所述电流调节电路还包括第一开关管和下拉电路,
所述第一开关管连接在所述电流调节控制电路的输出端和所述主开关管的控制端之间,
当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,则断开所述第一开关管,并且所述下拉电路下拉所述主开关管的控制端电压使所述主开关管关断。
11.根据权利要求6所述的驱动电路,其特征在于,每路所述电流调节电路还包括使能电路,
当所述比较信号表征所述亮度控制检测信号达到表征该路LED灯串期望亮度输出的亮度控制基准信号时,所述使能电路输出使能信号,
所述电流调节控制电路还包括禁使能端,所述禁使能端接收所述使能信号以禁止所述电流调节控制电路的工作。
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