CN201854466U - 一种led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED恒流驱动电路，该电路包括有若干路驱动电路，每路驱动电路用于驱动一个LED串；每路LED串的正极直接连接到一个母线输出端，每路LED串的负极分别通过所在驱动电路中的驱动电路单元连接相应的驱动信号输入端。应用本实用新型提供的恒流驱动电路，可在解决因LED结压降差异造成LED亮度不一致的问题的同时，减少驱动电路的对外连接线数量，简化了电路结构。

Description

一种LED恒流驱动电路

技术领域

本实用新型涉及元器件的驱动技术，具体地说，是涉及一种LED恒流驱动电路结构。

背景技术

在驱动LED时，为保证LED亮度的一致性，一般采用恒流驱动的方式。由于LED本身存在压降，串联的LED数量越多，所需要的端电压越高，因此，不可能将太多的LED串联在一起进行驱动。所以，在LED功率需求较大的应用场合，需要将多路LED串并联起来使用，以获得较大的功率。

对于多路LED串并联的电路结构，可以采用两种驱动方式：一种是将多路LED串直接并联在一路驱动信号上，采用一路驱动的方式；另一种是采用多路驱动的方式，每路LED串分别连接在一路驱动信号上，每路电流分别控制，实现每路的分别驱动，具体电路原理如图1所示。在图1中，共包括有n路驱动。以第1路驱动为例，驱动信号1及母线L通过驱动电路单元1对外提供一个连接端子a 1，用于连接所驱动的LED串Dx1的正极，其中Dx1可以是1个LED，也可以是包括若干个相互串联的LED的LED串。LED串Dx1的负极连接驱动电路提供的另一个连接端子b1，并经电流检测电路单元1输出电流检测信号1。其他各路驱动的连接结构及驱动方式与第1路驱动类似。从图1可以看出，每一路驱动均需要两根连线分别连接所要驱动的LED串Dxn的正极和负极，否则就无法实现控制。

第一种驱动方式的优点是所需连接线较少，驱动电路输出两根线供每路LED连接即可；但这种驱动方式往往会因为不同LED结压降的微小差异而导致并联的各路LED串的显示亮度不一致。第二种驱动方式虽然可以有效避免LED结压降带来的亮度不一致问题，但每路LED串的驱动电路均需要提供两根输出线，分别连接每路LED串的正极和负极，这样带来的缺点是，若有n路输出，就需要2*n条连接线，若n较大、即驱动路数较多时，所需连接线较多，连线比较复杂。

发明内容

本实用新型针对现有对多路LED串进行驱动的方式存在的上述缺点和不足，提供了一种LED恒流驱动电路，在解决因LED结压降差异造成LED亮度不一致的问题的同时，减少驱动电路的对外连接线数量，简化电路结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种LED恒流驱动电路，包括有若干路驱动电路，每路驱动电路用于驱动一个LED串；每路LED串的正极直接连接到一个母线输出端，每路LED串的负极分别通过所在驱动电路中的驱动电路单元连接相应的驱动信号输入端。

如上所述的LED恒流驱动电路，在每路驱动电路中的驱动电路单元还分别连接有用于检测LED串的电流的电流检测电路单元。

如上所述的LED恒流驱动电路，驱动电路单元具体可采用下述电路结构来实现：包括一可控开关管，其电流流入端经一滤波电感连接LED串的负极，其电流流出端经电流检测电路单元中的采样电阻接地，其控制端连接驱动信号输入端。

如上所述的LED恒流驱动电路，进一步的，为防止因可控开关管关断时产生的反冲电压损坏LED串，在滤波电感与LED串之间还串联有防冲击二极管，防冲击二极管的正极连接LED串的负极；此时，滤波电感两端还并联有第一电容和第一电阻串联构成的RC吸收回路，以吸收滤波电感储存的能量。

如上所述的LED恒流驱动电路，电流检测电路单元除包括有采样电阻外，还包括并联在采样电阻两端的第二电阻和第二电容串联构成的RC滤波电路，第二电阻连接在开关管的电流流出端与采样电阻间的连接节点上，第二电容的另一端接地。

进一步的，为减少可控开关管输出的脉冲信号的影响，第二电阻通过滤波二极管连接在开关管的电流流出端与采样电阻间的连接节点上，滤波二极管的负极与第二电阻相连接。

如上所述的LED恒流驱动电路，为更好地驱动可控开关管，可控开关管的控制端通过开关管驱动器连接所述驱动信号输入端。

具体来说，若可控开关管为NMOS管，则开关管驱动器为MOS管驱动器。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供的LED恒流驱动电路包括有若干路驱动电路，对LED串实现多路驱动，可有效解决因LED结压降差异导致的LED亮度不一致的问题。同时，每路驱动电路均采用后端驱动，将每路LED串的正极连接在一起，即所有LED串的正极通过一根连线连接到一个母线输出端上，而每路LED串的负极分别与各自驱动电路中的驱动电路单元连接。采用该LED串连接结构后，若恒流驱动电路存在n路输出，仅需要n+1条连接线，在n较大时，其连线数量要远远小于背景技术中所提到的2*n条连接线的数量，从而减少了驱动电路的对外连线，简化了电路连接结构。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有技术一种LED恒流驱动电路的原理框图；

图2是本实用新型LED恒流驱动电路一个实施例的原理框图；

图3是图2实施例的具体电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。

图2和图3给出了本实用新型LED恒流驱动电路的一个实施例，其中，图2为该实施例的原理框图，图3为该实施例的具体电路结构图。

首先参见图2所示的本实用新型LED恒流驱动电路一个实施例的原理框图。

如图2所示，该实施例的LED恒流驱动电路包括有n路驱动电路，每路驱动电路连接有一个LED串，即采用多路驱动方式驱动n路LED串，可有效保证各路LED的亮度保持一致。

以第1路驱动为例，该路驱动包括有驱动电路单元1，其连接到驱动信号输入端(图中未示出)，以接收恒流驱动电路的主控制单元(图中未示出)输出的、用于该路驱动的驱动信号1。驱动电路单元1的输出提供一个连接端子b1，用于连接要驱动的LED串Dx1的负极。

恒流驱动电路的母线L一方面为驱动电路单元1提供所需要的工作电压，另一方面提供一个连接端子a1，用来连接要驱动的LED串Dx1的正极。其中，母线L是来自恒流驱动电路前端电路的输出，例如，可以是前端恒压源的正极输出。

如上所述并结合图2可知，LED串Dx1若要连接到驱动电路中进行驱动，需要两条连接线，一条连接到母线L提供的连接端子a1上，另一条连接到驱动电路单元1的输出端上。

如图2所示，对于第n路驱动，其驱动电路结构与第1路驱动基本相同，包括有驱动电路单元n，其连接到驱动信号输入端以接收恒流驱动电路的主控制单元输出的、用于该路驱动的驱动信号n。同时，驱动电路单元n的输出提供一个连接端子bn，用于连接该路驱动所要驱动的LED串Dxn的负极。而LED串Dxn的正极通过连接线连接到第1路驱动处的母线L提供的连接端子a1处。除第1路驱动之外的其他各路驱动的电路结构及LED串的连接结构与第n路驱动相同，不再复述。

也就是说，在该实施例的LED恒流驱动电路中，包括有n路驱动电路，每路驱动电路驱动一个LED串。每路中的LED串的正极直接连接在一起，并连接到一个母线输出端上，而每路中的LED串的负极分别通过其所在驱动电路中的驱动电路单元连接相应的驱动信号输入端。因此，对于LED恒流驱动电路来说，若有n路驱动电路驱动n个LED串，只需要提供n+1条对外连接线，一条用于连接所有n个LED串的正极，另外n条分别对应连接n个LED串中的每个LED串的负极即可。在n比较大、即恒流驱动电路包含的驱动电路路数较多时，可以大大减少驱动电路的对外连接线，简化电路连接结构。

此外，在该实施例中，为检测每路LED串的电流，每路驱动电路中的驱动电路单元还分别连接有电流检测电路单元，如图中的电流检测电路单元1、电流检测电路单元n等，分别输出相应的LED串的电流检测信号1、电流检测电路信号n等到恒流驱动电路的主控制单元。

该实施例从包含多路驱动电路的LED恒流驱动电路的电路连接结构简化角度出发，将每路驱动电路所要连接驱动的LED串的正极连接到一起，负极各自连接相应的驱动电路单元，有效减少了整个LED恒流驱动电路的对外连接线。同时，在每路驱动电路中，结合上述LED串的连接结构，将每路驱动电路中的驱动电路单元连接在LED串的负极与电源地GND之间，实现电路的后端驱动。

需要说明的是，图2实施例是在第1路驱动中设置了母线L的连接端子a1，但并不局限于此，可根据需要在其他位置设置该连接端子。

图3所示为本实用新型LED恒流驱动电路一个实施例的具体电路结构图，其原理框图如图2所示，此处不再赘述。

仍以第1路驱动为例。如图3所示，第1路驱动的驱动电路单元包括有作为可控开关管的NMOS管Q1，Q1的漏极经滤波电感L1连接防冲击二极管D21的负极；Q1的源极经采样电阻Rs1接地；而Q1的栅极经MOSFET驱动器1连接驱动信号输入端，以接收来自电路主控制单元发出的PWM信号1。

在驱动LED串时，将第1路驱动所要连接的LED串Dx1的正极连接到母线L上，而将其负极连接到防冲击二极管D21的正极上即可。

在该第1路驱动中，为对驱动LED串Dx1的电流进行滤波，在LED串Dx1及防冲击二极管D21构成的串联电路两端并联有滤波电容E1。

在该实施例中，滤波电感L1通过防冲击二极管D21连接LED串Dx1，原因是由于L1在工作过程中，会因为NMOS管Q1的关断而产生反冲电压，这个反冲电压会对LED串Dx1造成一定的危害，利用防冲击二极管D21可以良好地阻隔这种反冲的影响。同时，为吸收滤波电感L1储存的能量，在L1的两端还并联有电容CR1和电阻RC1串联构成的RC吸收回路。当然，在电路反冲电压较小、不至于损坏LED串的情况下，也可以不设置防冲击二极管，而直接将LED串连接到滤波电感上。

在该实施例中，采样电阻Rs1作为电流检测电路单元的主元器件，其两端的电压信号与所要检测的电流信号成正比，可直接采集Rs1两端的电压信号传输至LED恒流驱动电路的主控制单元，或先将采集的电压信号经运算放大器放大后再传输至主控制单元，用于电路中电流大小的检测。

更进一步地，为消除采样信号中干扰成分、更利于后续电路单元的处理，还可在采样电阻Rs1的两端并联电阻R1和电容C1串联构成的RC滤波电路，其中，电阻R1的一端连接在NMOS管Q1的源极与采样电阻Rs1间的连接节点上，电容C1的另一端接地。此时，电流检测信号可从电阻R1及电容C1的连接节点上采样。

此外，考虑到从NMOS管Q1输出的电流信号为脉冲信号，为减少脉冲信号的影响，电阻R1通过一个滤波二极管D11后再连接到NMOS管Q1的源极与采样电阻Rs1间的连接节点上，且滤波二极管D11的负极与电阻R1相连接。

在该实施例中，NMOS管Q1的栅极通过MOSFET驱动器1接收PWM信号1，其中，MOSFET驱动器1的作用是更好地驱动NMOS管Q1。这也是一个可选择的元器件，若LED恒流驱动电路本身的主控制单元已经集成有相应的驱动器，则可不必再另设该驱动器。

在该实施例中，对于除第1路驱动之外的其余各路驱动电路，其驱动电路结构与上述第1路驱动基本相同。不同之处在于，其他各路在连接所要驱动的LED串时，LED串的正极连接到第1路驱动中所提供的母线L上，而LED串的负极连接到各自相应驱动电路的防冲击二极管的正极上，如图3中的第n路驱动所示，LED串Dxn的正极与Dx1的正极连接在一起，而Dxn的负极连接到第n路驱动中的防冲击二极管D2n的正极上。

在该实施例的电路结构图中，每路驱动中的可控开关管均采用NMOS管来实现，相应的开关管驱动器为MOSFET驱动器，但并不局限于此。本领域普通技术人员能够知悉，NMOS管也可以替换为PMOS或三极管作为可控开关管来使用，在使用其他类型的可控开关管时，开关管的各连接极会有所改变，但基本原则是保证电路中电流的正确流向及驱动信号的正确控制，具体来说，就是可控开关管的电流流入端经一滤波电感连接LED串的负极，其电流流出端经电流检测电路单元中的采样电阻接地，其控制端连接驱动信号输入端。相应的，若电路中需要设置开关管驱动器，则根据开关管的不同选择相适配的驱动器即可。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种LED恒流驱动电路，其特征在于，包括有若干路驱动电路，每路驱动电路用于驱动一个LED串；每路LED串的正极直接连接到一个母线输出端，每路LED串的负极分别通过所在驱动电路中的驱动电路单元连接相应的驱动信号输入端。

2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，每路驱动电路中的驱动电路单元还分别连接有用于检测LED串的电流的电流检测电路单元。

3.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述驱动电路单元包括一可控开关管，其电流流入端经一滤波电感连接LED串的负极，其电流流出端经电流检测电路单元中的采样电阻接地，其控制端连接所述驱动信号输入端。

4.根据权利要求3所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，在所述滤波电感与LED串之间还串联有防冲击二极管，防冲击二极管的正极连接LED串的负极；所述滤波电感两端还并联有第一电容和第一电阻串联构成的RC吸收回路。

5.根据权利要求3或4所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述电流检测电路单元还包括并联在所述采样电阻两端的第二电阻和第二电容串联构成的RC滤波电路，第二电阻连接在所述开关管的电流流出端与采样电阻间的连接节点上，第二电容的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述第二电阻通过滤波二极管连接在所述开关管的电流流出端与采样电阻间的连接节点上，滤波二极管的负极与第二电阻相连接。

7.根据权利要求3所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述可控开关管的控制端通过开关管驱动器连接所述驱动信号输入端。

8.根据权利要求7所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述可控开关管为NMOS管，所述开关管驱动器为MOS管驱动器。

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