CN117835489A - Led恒流驱动方法、电路及车灯组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED恒流驱动方法、电路及车灯组件,方法包括:接收LED恒流驱动电路的关键电压值;关键电压值为升压模块的输出电压值或功率MOS管的漏极电压值;将关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果;若比较结果为关键电压值大于或等于电压设定值,则控制升压模块停止升压;若比较结果为关键电压值小于电压设定值,则控制升压模块启动升压,以通过对升压模块的控制,将关键电压值稳定在电压设定值,使LED灯的驱动效率趋于稳定。本发明提供的方案,由于关键电压值可以稳定在电压设定值,不会随输入电压和LED灯的工作电压波动而变化,降低输入电压和LED灯的工作电压的影响对驱动效率的影响,驱动效率得以提升且更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及光源驱动技术领域,尤其涉及一种LED恒流驱动方法、电路及车灯组件。
背景技术
LED灯在电动车辆的前照明场景中应用较为广泛,通常可以实现远近光灯切换功能,需要带载两路LED灯,并且能通过控制开关实现远近光灯切换和功率调整,从而更能满足前照明需求。
相关技术中,采用Buck结构的LED恒流驱动电路,通过Buck电路将输入的电压进行降压恒流满足LED灯的需求,但是传统的Buck(降压式)结构无法同时控制两路LED灯的,需要用两套系统各控制一路来使用,设计复杂并且成本明显增加;现有技术中还可以采用LDO(超快瞬态响应)恒流方式,满足同时控制两路LED灯,并能够切换工作模式的需求。然而,线性解决方案中,LED灯与控制芯片内的功率功率功率MOS管串联,输入电流将串联流过LED灯和功率功率MOS管,导致驱动效率严重受输入电压和LED灯的工作电压的影响,驱动效率较低且波动较大。
发明内容
本发明提供一种LED恒流驱动方法、电路及车灯组件,用以解决传统LED双路驱动方案驱动效率低的缺陷。
一方面,本发明提供一种LED恒流驱动方法,应用于LED恒流驱动电路,所述LED恒流驱动电路包括:升压模块、LED驱动芯片以及设置在LED驱动芯片内部的功率MOS管;所述方法包括:
接收所述LED恒流驱动电路内部的关键电压值;其中,所述关键电压值为升压模块的输出电压值或功率MOS管的漏极电压值;
将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果;
若所述比较结果为所述关键电压值大于或等于所述电压设定值,则控制所述升压模块停止升压;若所述比较结果为所述关键电压值小于所述电压设定值,则控制所述升压模块启动升压,以通过对所述升压模块的控制,将所述关键电压值稳定在所述电压设定值,使LED灯的驱动效率趋于稳定。
根据本发明提供的LED恒流驱动方法,所述关键电压值为升压模块的输出电压值时,所述电压设定值为第一电压阈值,所述功率MOS管的漏极电压值处于变化状态;
所述将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果,包括:
将所述升压模块的输出电压值和所述第一电压阈值分别输入第一比较模块,将所述第一比较模块的输出结果作为比较结果。
根据本发明提供的LED恒流驱动方法,所述升压模块的输出电压值通过电压反馈引脚采集得到,并经所述电压反馈引脚传输至所述第一比较模块。
根据本发明提供的LED恒流驱动方法,所述电压反馈引脚分别与第一采样电阻和第二采样电阻相连,所述LED恒流驱动电路通过与LED驱动芯片输入引脚连接的控制开关切换LED灯工作模式;所述方法还包括:
获取至少一组LED灯的工作电压值;
基于所述工作电压值,确定所述第一电压阈值的调整量;
基于所述第一电压阈值的调整量,确定所述第一采样电阻的目标阻值和所述第二采样电阻的目标阻值。
根据本发明提供的LED恒流驱动方法,所述关键电压值为功率MOS管的漏极电压值时,所述设定电压值为第二电压阈值,所述升压模块的输出电压处于变化状态;
所述将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果,包括:
将所述功率MOS管的漏极电压值和所述第二电压阈值分别输入第二比较模块,将所述第二比较模块的输出结果作为比较结果。
根据本发明提供的LED恒流驱动方法,所述方法还包括:
获取所述升压模块的输出电压值;
将所述输出电压值与安全电压阈值进行比较,得到比较结果;
若所述比较结果为所述升压模块的输出电压值超过所述安全电压阈值,控制所述升压模块关闭。
另一方面,本发明还提供一种LED恒流驱动电路,包括:升压模块、LED驱动芯片、设置在LED驱动芯片内部的功率MOS管以及处理单元;
所述处理单元分别与所述升压模块和所述功率MOS管相连,所述功率MOS管与LED灯相连;
所述处理单元用于接收所述LED恒流驱动电路的关键电压值;其中,所述关键电压值为升压模块的输出电压值或功率MOS管的漏极电压值;将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果;若所述比较结果为所述关键电压值大于或等于所述电压设定值,则控制所述升压模块停止升压;若所述比较结果为所述关键电压值小于所述电压设定值,则控制所述升压模块启动升压,以通过对所述升压模块的控制,将所述关键电压值稳定在所述电压设定值。
根据本发明提供的LED恒流驱动电路,所述关键电压值为升压模块的输出电压值时,所述电压设定值为第一电压阈值,所述功率MOS管的漏极电压值处于变化状态;
所述处理单元包括:逻辑处理器和第一比较模块,所述第一比较模块与所述逻辑处理器相连;
所述第一比较模块用于接收所述升压模块的输出电压值和所述第一电压阈值,并将输出结果发送至所述逻辑处理器。
根据本发明提供的LED恒流驱动电路,所述关键电压值为功率MOS管的漏极电压值时,所述设定电压值为第二电压阈值;
所述LED驱动芯片上设有至少两个LED连接引脚,所述至少两个LED连接引脚分别与各自对应的功率MOS管的漏极相连,所述升压模块的输出电压处于变化状态;
所述处理单元包括逻辑处理器和第二比较模块,所述第二比较模块与所述逻辑处理器相连;
所述第二比较模块用于接收所述功率MOS管的漏极电压值和所述第二电压阈值,并将输出结果发送至所述逻辑处理器。
另一方面,本发明还提供一种车灯组件,包括如上任一种所述的LED恒流驱动电路。
本发明提供的LED恒流驱动方法、电路及车灯组件,通过接收LED恒流驱动电路的关键电压值,将关键电压值与电压设定值进行比较,若比较结果为关键电压值大于或等于电压设定值,则控制升压模块停止升压,若比较结果为关键电压值小于电压设定值,则控制升压模块启动升压。关键电压值为升压模块输出电压时,使升压模块输出电压时保持在设定值,可以降低输入电压和LED灯的工作电压发生波动对效率的影响,关键电压值为功率MOS管的漏极电压时,使漏极电压保持在设定值,升压模块输出电压处于变化状态,可以降低环境温度的升高导致的LED灯的压降减小对驱动效率的影响,由于关键电压值可以稳定在电压设定值,而不会随输入电压和LED灯的工作电压波动而变化,降低输入电压和LED灯的工作电压的影响对驱动效率的影响,从而使驱动效率得以提升且更加稳定,解决了传统LED双路驱动方案驱动效率低且波动较大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是Buck电路结构对应的驱动电路的结构示意图;
图2是LDO恒流驱动电路的结构示意图;
图3是本实施例提供的LED恒流驱动方法的流程示意图;
图4是本实施例采用的LED驱动芯片及其外围电路的结构示意图;
图5是LED驱动芯片内部的结构示意图;
图6是3.3V/20mA的LED灯的电性能曲线示意图;
图7是本发明实施例提供的LED恒流驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例涉及光源驱动领域,具体可以应用于对电动车辆的前照明灯进行驱动控制的场景中。本实施例中提到的电动车辆可以是电动自行车或者电动三轮车等具有前照明需求和远近光灯切换需求的电动交通工具。
在电动车辆的前照明应用中,需要实现远光灯和近光灯的切换功能,即需要带载两路LED灯,并且能通过控制开关实现远近光切换和功率调整。目前,常规的LED恒流驱动方案可以采用如图1所示的Buck电路结构,参见图1,该电路可以将12~20V的交流电压转换为5~36V的直流电压,即通过降压的方式满足恒流驱动需求。其中,控制芯片上的DIM引脚为高电平时,驱动LED灯亮,DIM引脚为低电平时,驱动LED灯灭。实际应用中,该Buck电路存在以下缺点:
该电路无法同时控制两路LED灯,即无法满足单独控制近光灯和远光灯这两路LED灯的模式切换需求。
为了实现控制两路LED灯,必须用两套Buck电路各控制一路来使用,即便这样解决了远近光灯切换的问题,如果用户要求增加一个近光灯信号占空比为50%的远光灯模式3,那么近光灯的DIM需要一个50%占空比的方波配合完成,此处需要单片机(或者产生PWM信号的电路)带入,将使应用设计复杂化,并且成本明显增加。
为了规避Buck电路的上述缺陷,可以采用线性方案解决,比如可以采用图2所示的LDO恒流驱动电路,参见图2,该电路可以通过SOP8-PP芯片上的SW1和SW2这两路输出引脚分别控制两组LED灯,即图2中的LED1和LED2,三个模式的切换可以通过DIM和MODE引脚的电位高低来实现,相比Buck电路,该电路具有更便捷的控制两路LED灯并能更灵活的实现状态切换的优势,只需要通过两个开关的切换,就可以实现两组LED灯的切换,不需要其他PWM控制信号。
但是,图2所示的驱动电路采用线性方案,LED灯与控制芯片内的功率MOS管串联,因此输入电流串联流过LED灯和功率MOS管,该过程中,驱动效率的计算公式如下:
其中,η表示驱动效率,Vled表示LED灯的工作电压,Vin表示输入电压。
损耗的计算公式如下:
其中,m表示损耗,Vled表示LED灯的工作电压,Vin表示输入电压。
通过上述公式可以看出,驱动效率严重受输入电压和LED灯的工作电压影响,当输入电压升高时或者LED灯的工作电压下降时,效率线性下降,损耗线性升高。导致该驱动电路的驱动效率较低。
针对上述技术问题,本实施例提供了提高双路LED驱动环节的驱动效率的解决方案。下面结合图3至图7描述本发明实施例提供的LED恒流驱动方法、电路及车灯组件的细节方案。
图3是本发明实施例提供的LED恒流驱动方法的流程示意图。
如图3所示,本发明实施例提供的LED恒流驱动方法,执行主体可以是具有数据收发和逻辑运算功能的处理单元,该方法可以应用于LED恒流驱动电路,LED恒流驱动电路包括:升压模块、LED驱动芯片以及设置在LED驱动芯片内部且与LED驱动芯片引脚相连的功率MOS管,处理单元可以部署于LED驱动芯片内部或者LED驱动芯片外部,该方法主要包括以下步骤:
步骤110:接收LED恒流驱动电路的关键电压值;其中,关键电压值为升压模块的输出电压值或功率MOS管的漏极电压值。
本实施例中,LED恒流驱动电路可以实现同时对两路LED灯的驱动控制功能,且LED恒流驱动电路内部包括用于将输入电压升高的升压模块,一些实施例中,升压模块可以采用Boost升压电路实现,经升压模块升压后的输出电压信号将进一步用于LED灯的驱动控制过程。
可以理解的是,关键电压值本身与驱动效率相关,且该关键电压值是LED恒流驱动电路内部的某个电压值,本实施例中,关键电压值为升压模块的输出电压值,或者与LED连接引脚相连的功率MOS管的漏极电压值。
步骤120:将关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果。
本实施例中,比较结果可以表征关键电压值与设定电压值之间的偏差情况,即二者的大小关系,一般情况下,比较结果为关键电压值大于电压设定值、关键电压值小于电压设定值以及关键电压值等于电压设定值中其中一种。
实际应用中,电压设定值可以根据关键电压值的具体设定情况以及驱动控制需求合理设定。
步骤130:若比较结果为关键电压值大于或等于电压设定值,则控制升压模块停止升压;若比较结果为关键电压值小于电压设定值,则控制升压模块启动升压,以通过对升压模块的控制,将关键电压值稳定在电压设定值,使LED灯的驱动效率趋于稳定。
需要说明的是,本实施例可以根据比较结果进一步控制升压模块动作,从而将关键电压值稳定在电压设定值,由于关键电压值本身受LED恒流驱动电路的输入电压以及LED灯的工作电压的影响,通过将关键电压值稳定在电压设定值,可以避免关键电压值因输入电压或者LED灯的工作电压的变化而产生波动的情况,从而提高了LED恒流驱动过程的驱动效率和驱动稳定性。
在一实施例中,关键电压值为升压模块的输出电压值时,电压设定值为第一电压阈值,功率MOS管的漏极电压值处于变化状态;
将关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果,包括:
将升压模块的输出电压值和第一电压阈值分别输入第一比较模块,将第一比较模块的输出结果作为比较结果。
本实施例针对的是将升压模块的输出电压值作为数据依据的情形,该情形中,升压模块的输出电压将被控制在第一电压阈值。具体而言,可以借助第一比较模块实现升压模块的输出电压值与第一电压阈值的比较过程。
在一实施例中,升压模块的输出电压值可以通过电压反馈引脚采集得到,并经电压反馈引脚传输至第一比较模块。
可以理解的是,在LED恒流驱动电路中的LED驱动芯片上设有电压反馈引脚,比如FB(Feed Back,反馈)引脚,该引脚可以采集升压模块的输出电压并将该电压输入第一比较模块的其中一个输入端,第一比较模块的另一个输入端将输入第一电压阈值,从而根据第一比较模块的输出结果得到比较结果。本实施例中,升压模块、功率MOS管以及第一比较模块可以均设于LED驱动芯片内。
如图4所示,LED驱动芯片U1上设有FB引脚,可以用于采集升压模块的输出电压,FB引脚分别与电阻R1和电阻R2相连。
此外,输入电压Vin经电感L1输入LED驱动芯片U1的SW引脚,LED驱动芯片U1的DIM引脚与第一开关K1相连,LED驱动芯片U1的MODE引脚与第一开关K2相连,LED驱动芯片U1的VCC引脚经过电容C1接至地端,LED驱动芯片U1的CS1引脚与电阻R3相连,电阻R3与电容C2相连,电容C2与二极管D1相连,LED驱动芯片U1的CS2引脚与电阻R4相连,LED驱动芯片U1的D1引脚与第一路LED灯LED1相连,LED驱动芯片U1的D1引脚与第二路LED灯LED2相连。
LED驱动芯片U1可以通过D1引脚和D2引脚分别控制两路LED灯工作,并可以通过DIM引脚和MODE引脚各组所连接的两个开关实现两路LED灯的切换,具体而言,LED驱动芯片U1可以根据DIM引脚和MODE引脚的高低电位,经过逻辑运算后可对应控制两路LED灯的工作状态。
本实施例中,通过DIM引脚和MODE引脚的设置,在不需要额外增设单片机或者其他辅助电路的情况下,就可以实现四种工作模式的切换功能,具体的逻辑控制方案可以参见下表1所示。
表1逻辑控制对照表
工作模式 | 近光灯 | 远光灯 |
模式1 | 100% | OFF |
模式2 | OFF | 100% |
模式3 | 50% | 100% |
模式4 | 100% | OFF |
上表1所示逻辑控制方式,仅是通过一个详细的实例说明不同工作模式的控制策略,具体的控制方案可以根据实际应用需求合理调整,在此不做具体限定。
在一实施例中,电压反馈引脚分别与第一采样电阻和第二采样电阻相连,LED恒流驱动电路通过与LED驱动芯片输入引脚连接的控制开关切换LED灯工作模式;该方法还包括:
获取至少一组LED灯的工作电压值;
基于工作电压值,确定第一电压阈值的调整量;
基于第一电压阈值的调整量,确定第一采样电阻的目标阻值和第二采样电阻的目标阻值。
可以理解的是,第一采样电阻和第二采样电阻可以是图4中的电阻R1和电阻R2,通过调整两个采样电阻的阻值,可以实现对第一电压阈值的调整。
实际应用中,第一电压阈值可以略大于LED灯的工作电压,第一电压阈值的具体取值可以根据用户需求合理设定。具体可以使第一电压阈值与LED灯的工作电压的差值在预设差值范围内。
本实施例中,可以根据LED灯的工作电压值确定第一电压阈值的调整量,比如,可以将第一电压阈值与工作电压值作差,得到电压差值,如果该电压差值低于预设差值范围,则可以将与预设差值范围的下限值与该电压差值的作差结果作为第一电压阈值的调整量。
再比如,如果电压差值高于预设差值范围,可以将电压差值与预设差值范围的上限值的作差结果作为第一电压阈值的调整量。通过上述方式确定的调整量,可以使调整后的第一电压阈值与LED灯的工作电压之间的电压差值始终满足预设电压差值范围。
一些实施例中,可以预先建立电第一压阈值的调整量与第一采样电阻和第二采样电阻的阻值之间的对应关系,比如,可以通过标定的方式,确定第一电压阈值的调整量与第一采样电阻的阻值之间的多组标定点,将多组标定点进行拟合,可以得到第一电压阈值的调整量与第一采样电阻的阻值之间的第一关系曲线。
类似地,通过标定的方式,确定第一电压阈值的调整量与第二采样电阻的阻值之间的多组标定点,将多组标定点进行拟合,可以得到第一电压阈值的调整量与第二采样电阻的阻值之间的第二关系曲线。
在得到第一关系曲线和第二关系曲线之后,并在已知第一电压阈值的调整量的情况下,可以直接从第一关系曲线和第二关系曲线中确定第一采样电阻的目标阻值和第二采样电阻的目标阻值。
通过动态调整第一电压阈值的方式,可以使第一电压阈值随LDE灯的工作电压变化而适应症变化,可以提高比较环节得到的比较结果的准确性,进而可以提高对升压模块的控制准确性和可靠性。
本实施例通过对升压模块的输出电压进行控制,将升压模块的输出电压调整至第一电压阈值,具体可以通过与FB引脚相连的第一比较模块将当升压模块的输出电压Vout与第一电压阈值进行比较,如果检测到升压模块的输出电压等于或者高于第一电压阈值时,输出第一控制信号至升压模块,以控制升压模块停止升压或调整升压模块中开关管的频率以使输出电压Vout减小。如果检测到升压模块的输出电压Vout低于第一电压阈值时,输出第二控制信号至升压模块,以控制升压模块开始升压以使输出电压Vout增大。该过程中,参见图4,D1引脚和D2引脚连接两路LED灯,可以通过DIM引脚和MODE引脚各自对应的开关实现不同运行模式的切换。
因此,整个驱动过程中,由于升压模块的输出电压稳定在第一电压阈值附近,驱动损耗不会因输入电压和LED灯的工作电压变化而产生明显波动,由于常规的升压损耗也不会随输入电压和LED灯的工作电压变化而明显变化,因此在输入电压波动或者LED灯的工作电压波动时,可以在较高的驱动效率下,实现对LED灯的双路恒流驱动控制。
在一实施例中,关键电压值为功率MOS管的漏极电压值时,设定电压值为第二电压阈值,升压模块的输出电压处于变化状态;
将关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果,包括:
将功率MOS管的漏极电压值和第二电压阈值分别输入第二比较模块,将第二比较模块的输出结果作为比较结果。
本实施例针对的是将功率MOS管的漏极电压值作为数据依据的情形,该情形下,功率MOS管的漏极电压值将被控制在第二电压阈值。具体而言,可以通过第二比较模块实现功率MOS管的漏极电压值与第二电压阈值的比较过程。
本实施例中,LED恒流驱动电路内的LED驱动芯片上设有两个LED连接引脚,两个LED连接引脚分别与各自对应的功率MOS管的漏极相连。升压模块、功率MOS管以及第二比较模块均可以设于LED驱动芯片内。
图5示例性的示出了LED驱动芯片内部的电路结构,参见图5,升压模块210可以对经过SW引脚输入芯片内部的输入电压进行升压处理,升压模块210与逻辑处理器220相连,逻辑处理器220用于接收由DIM引脚输入的第一开关信号,以及由MODE引脚输入的第二开关信号,并根据第一开关信号的电平状态和第二开关信号的电平状态,输出第一电压信号V1至第三比较模块F1的第一输入端,第三比较模块F1的第二输入端与LED驱动芯片的CS1引脚相连,第三比较模块F1的输出端与第一功率MOS管Q1的栅极相连,第一功率MOS管Q1的漏极与LED驱动芯片的D1引脚相连,第一功率MOS管Q1的源极与LED驱动芯片的CS1引脚相连。
同时,逻辑处理器220还输出第二电压信号V2至第四比较模块F2的第一输入端,第四比较模块F2的第二输入端与LED驱动芯片的CS2引脚相连,第四比较模块F2的输出端与第二功率MOS管Q2的栅极相连,第二功率MOS管Q2的漏极与LED驱动芯片的D2引脚相连,第二功率MOS管Q2的源极与LED驱动芯片的CS2引脚相连。
参见图5,本实施例中,还设置了第二比较模块F3,第二比较模块F3的第一输入端分别与第一功率MOS管Q1的漏极和第二功率MOS管Q2的漏极中至少一个相连,第二比较模块F3的第一输入端用于接收功率MOS管的漏极电压值Vd,第二比较模块F3的第二输入端用于输入第二电压阈值V3,第二比较模块F3的输出端与升压模块210相连。
此外,参见图5,LED驱动芯片内还设有与VDD引脚相连的供电模块230,升压模块210还通过第三开关MOS管Q3与SW引脚和GND引脚相连,逻辑处理器220还通过电阻R5与GND引脚相连,逻辑处理器220还通过电阻R6与VDD引脚相连。
结合图5,设升压模块210对应的预设阈值电压为Vh,功率MOS管的漏极电压值为Vd,则可以得出如下关系式:
Vh=Vled+Vd (3)
其中,Vh表示预设阈值电压,Vd表示功率MOS管的漏极电压值,Vled表示LED灯的工作电压,P有用表示有用功率,P损耗表示损耗功率。
由上述公式可知,为了降低驱动环节的发热量,并增加驱动效率,需要使损耗功率P损耗尽可能小,也就是将功率MOS管的漏极电压值Vd控制的越小越好。
一些实施例中,可以通过控制预设阈值电压Vh,来降低损耗功率P损耗。参见图6,根据LED灯的电性能指标可知,随着工作电流增大,LED灯的压降越来越大,而随着环境温度的升高LED灯的压降逐渐减小,环境温度越低LED灯的压降越高。
实际应用中,环境温度和电流大小往往都会发生变化,图6示例性的示出了3.3V/20mA的LED灯的电性能曲线,通过图6可以看出,该LED灯只有在25℃、20mA的条件下导通压降才是3.3V,但在计算过程中,往往统一按照3.3V估算。因此,上述公式(3)可以变换为如下表达式:
Vd=Vh-(Vled+ΔVled) (6)
其中,ΔVled表示LED灯的压降随温度和电流变化后与典型值的误差,Vh表示预设阈值电压,Vd表示功率MOS管的漏极电压值,Vled表示LED灯的工作电压。
在驱动控制过程中,如果控制预设阈值电压Vh,即控制升压模块的输出电压Vout,虽然能很大程度上提升驱动效率,但在降低功率MOS管的漏极电压值Vd的过程中,对ΔVled变量无法有效控制,只能按照最差情况下,即ΔVled的最大值预留,因此,驱动效率无法控制到最优。
据此,本实施例不直接控制升压模块的输出电压值,而是通过控制功率MOS管的漏极电压值间接实现控制升压模块的输出电压值的目的。
具体而言,参见图5,本实施例通过与D1引脚和D2管脚相连的第二比较模块F3检测其中一个功率MOS管的漏极电压值Vd。其中,当D1引脚导通时,则Vd为D1引脚的电压值,即第一功率MOS管Q1的漏极电压值;当D2引脚导通时,Vd为D2引脚的电压值,即第二功率MOS管Q1的漏极电压值;如果D1引脚和D2引脚都导通时,则选择检测D1引脚或D2引脚的电压值。
第二比较模块F3的输出端与升压模块210连接,通过第二比较模块F3将漏极电压值Vd与第二电压阈值V4进行比较,得到比较结果,当漏极电压值Vd上升至等于或者大于第二电压阈值V4时,可以控制升压模块210停止升压,当漏极电压值Vd小于第二电压阈值V4时,控制升压模块210开始再次升压,从而使漏极电压值Vd保持在恒定值。
本实施例通过将功率MOS管的漏极电压与第二电压阈值进行比较,当功率MOS管的漏极电压上升到等于或者大于第二电压阈值时,可以控制升压模块停止升压,当功率MOS管的漏极电压小于第二电压阈值时,可以控制升压模块开始再次升压,从容将功率MOS管的漏极电压稳定在第二电压阈值,避免因环境温度变化产生的ΔVled变量对驱动效率的影响,ΔVled变量不会影响功率MOS管的漏极电压的精确控制,因此驱动效率可以控制到更优。
在一实施例中,上述LED恒流驱动方法,还可以包括:
获取升压模块的输出电压值;
将输出电压值与安全电压阈值进行比较,得到比较结果;
若比较结果为升压模块的输出电压值超过安全电压阈值,控制升压模块关闭。
参见图5,可以在LED驱动芯片上设置电压采集引脚,比如可以是过压保护(OVP)引脚,将电压采集引脚与第五比较模块F4的第一输入端相连,第五比较模块F4的第二输入端用于输入安全电压阈值V3,第五比较模块F4的输出端与逻辑处理器220相连,参见图5,OVP引脚可以采集升压模块210的输出电压值,当检测到输出电压值超过安全电压阈值时,说明可能LED灯出现故障,此时可以通过逻辑处理器210控制升压模块210关闭。
本实施例可以在升压模块的输出电压超出安全电压阈值时,及时关闭升压模块,从而可以降低因电路中部分器件故障给整个驱动过程带来的安全隐患,提高了驱动过程的安全性。
基于同一总的发明构思,本发明还保护一种LED恒流驱动电路,下面对本发明提供的LED恒流驱动电路进行描述,下文描述的LED恒流驱动电路与上文描述的LED恒流驱动方法可相互对应参照。
参见图7,本发明实施例提供的LED恒流驱动电路,具体包括:升压模块210、LED驱动芯片310、设置在LED驱动芯片310内部的功率MOS管340以及处理单元320;
处理单元320分别与升压模块210和功率MOS管340相连,功率MOS管340与LED灯330相连;
处理单元320用于接收LED恒流驱动电路的关键电压值;其中,关键电压值为升压模块的输出电压值或功率MOS管的漏极电压值;将关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果;若比较结果为关键电压值大于或等于电压设定值,则控制升压模块210停止升压;若比较结果为关键电压值小于电压设定值,则控制升压模块210启动升压,以通过对升压模块的控制,将关键电压值稳定在电压设定值,使LED灯的驱动效率趋于稳定。
本实施例中,处理单元320、升压模块210以及功率MOS管340均可以设于LED驱动芯片310的内部。
在一实施例中,关键电压值为升压模块的输出电压值时,电压设定值为第一电压阈值,功率MOS管的漏极电压值处于变化状态;
处理单元具体包括:逻辑处理器和第一比较模块,第一比较模块与逻辑处理器相连;
第一比较模块用于接收升压模块的输出电压值和第一电压阈值,并将输出结果发送至逻辑处理器。
在一实施例中,升压模块的输出电压值可以通过LED驱动芯片上的电压反馈引脚采集得到,并经电压反馈引脚传输至第一比较模块。
在一实施例中,电压反馈引脚分别与第一采样电阻和第二采样电阻相连,LED恒流驱动电路通过与LED驱动芯片输入引脚连接的控制开关切换LED灯工作模式。
处理单元还可以用于:获取至少一组LED灯的工作电压值;基于工作电压值,确定第一电压阈值的调整量;基于第一电压阈值的调整量,确定第一采样电阻的目标阻值和第二采样电阻的目标阻值。
在一实施例中,关键电压值为功率MOS管的漏极电压值时,设定电压值为第二电压阈值,升压模块的输出电压处于变化状态。
处理单元具体包括逻辑处理器和第二比较模块,第二比较模块与逻辑处理器相连;
第二比较模块用于接收功率MOS管的漏极电压值和第二电压阈值,并将输出结果发送至逻辑处理器。
实际应用中,对于将处理单元设于LED驱动芯片内部的情形中,处理单元的具体结构可以参见图5。
在一实施例中,LED驱动芯片上还设有用于采集升压模块的输出电压的电压采集引脚;
处理单元还可以用于:获取升压模块的输出电压值;将输出电压值与安全电压阈值进行比较,得到比较结果;若比较结果为升压模块的输出电压值超过安全电压阈值,控制升压模块关闭。
综上所述,本实施例提供的LED恒流驱动电路,由于通过处理单元可以将关键电压值稳定在电压设定值,而不会随输入电压和LED灯的工作电压波动而变化,使整个驱动电路的驱动效率不受输入电压和LED灯的工作电压的影响,从而使驱动效率得以提升并趋于稳定,解决了传统LED恒流驱动电路驱动效率低的问题。
关于上述实施例中的电路,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关方法的实施例中进行了详细描述,此处将不再做详细阐述说明。
此外,本发明实施例还提供一种车灯组件,具体包括上述各实施例所提供的LED恒流驱动电路。具体地,车灯组件包括至少两组LED灯以及本实施例改进后的LED恒流驱动电路,通过LED恒流驱动电路可以驱动至少两组LED灯实现远近光灯切换和功率控制功能。
更重要的是,通过应用本实施例改进后的LED恒流驱动电路,可以使车灯组件的运行稳定性、安全性均得到显著提升。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种LED恒流驱动方法,其特征在于,应用于LED恒流驱动电路,所述LED恒流驱动电路包括:升压模块、LED驱动芯片以及设置在LED驱动芯片内部的功率MOS管;所述方法包括:
接收所述LED恒流驱动电路的关键电压值;其中,所述关键电压值为升压模块的输出电压值或功率MOS管的漏极电压值;
将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果;
若所述比较结果为所述关键电压值大于或等于所述电压设定值,则控制所述升压模块停止升压;若所述比较结果为所述关键电压值小于所述电压设定值,则控制所述升压模块启动升压,以通过对所述升压模块的控制,将所述关键电压值稳定在所述电压设定值。
2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动方法,其特征在于,所述关键电压值为升压模块的输出电压值时,所述电压设定值为第一电压阈值,所述功率MOS管的漏极电压值处于变化状态;
所述将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果,包括:
将所述升压模块的输出电压值和所述第一电压阈值分别输入第一比较模块,将所述第一比较模块的输出结果作为比较结果。
3.根据权利要求2所述的LED恒流驱动方法,其特征在于,所述升压模块的输出电压值通过电压反馈引脚采集得到,并经所述电压反馈引脚传输至所述第一比较模块。
4.根据权利要求3所述的LED恒流驱动方法,其特征在于,所述电压反馈引脚分别与第一采样电阻和第二采样电阻相连,所述LED恒流驱动电路通过与LED驱动芯片输入引脚连接的控制开关切换LED灯工作模式;所述方法还包括:
获取至少一组LED灯的工作电压值;
基于所述工作电压值,确定所述第一电压阈值的调整量;
基于所述第一电压阈值的调整量,确定所述第一采样电阻的目标阻值和所述第二采样电阻的目标阻值。
5.根据权利要求1所述的LED恒流驱动方法,其特征在于,所述关键电压值为功率MOS管的漏极电压值时,所述设定电压值为第二电压阈值,所述升压模块的输出电压处于变化状态;
所述将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果,包括:
将所述功率MOS管的漏极电压值和所述第二电压阈值分别输入第二比较模块,将所述第二比较模块的输出结果作为比较结果。
6.根据权利要求5所述的LED恒流驱动方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述升压模块的输出电压值;
将所述输出电压值与安全电压阈值进行比较,得到比较结果;
若所述比较结果为所述升压模块的输出电压值超过所述安全电压阈值,控制所述升压模块关闭。
7.一种LED恒流驱动电路,其特征在于,包括:升压模块、LED驱动芯片、设置在LED驱动芯片内部的功率MOS管以及处理单元;
所述处理单元分别与所述升压模块和所述功率MOS管相连,所述功率MOS管与LED灯相连;
所述处理单元用于接收所述LED恒流驱动电路内部的关键电压值;其中,所述关键电压值为升压模块的输出电压值或功率MOS管的漏极电压值;将所述关键电压值与电压设定值进行比较,得到比较结果;若所述比较结果为所述关键电压值大于或等于所述电压设定值,则控制所述升压模块停止升压;若所述比较结果为所述关键电压值小于所述电压设定值,则控制所述升压模块启动升压,以通过对所述升压模块的控制,将所述关键电压值稳定在所述电压设定值。
8.根据权利要求7所述的LED恒流驱动电路,其特征在于,所述关键电压值为升压模块的输出电压值时,所述电压设定值为第一电压阈值,所述功率MOS管的漏极电压值处于变化状态;
所述处理单元包括:逻辑处理器和第一比较模块,所述第一比较模块与所述逻辑处理器相连;
所述第一比较模块用于接收所述升压模块的输出电压值和所述第一电压阈值,并将输出结果发送至所述逻辑处理器。
9.根据权利要求7所述的LED恒流驱动电路,其特征在于,所述关键电压值为功率MOS管的漏极电压值时,所述设定电压值为第二电压阈值,所述升压模块的输出电压处于变化状态;
所述处理单元包括逻辑处理器和第二比较模块,所述第二比较模块与所述逻辑处理器相连;
所述第二比较模块用于接收所述功率MOS管的漏极电压值和所述第二电压阈值,并将输出结果发送至所述逻辑处理器。
10.一种车灯组件,其特征在于,包括如权利要求7至9任一项所述的LED恒流驱动电路。
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