CN202998614U - 一种pwm转模拟调光的led驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种PWM转模拟调光的LED驱动电路，包括顺次连接单片机控制电路、PWM信号转换控制电路和LED恒流控制电路。将单片机输出的PWM信号转成DC模拟信号后进行调光控制的LED恒流控制电路。该电路采用以单片机为核心，高输入阻抗的运算放大器和低温飘的场效应管或低廉的达林顿管构成LED恒流源主体。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制装置的改造技术，更具体地，涉及一种PWM信号转模拟调光信号的LED驱动电路。
背景技术
针对高端LED应用场合，对LED调光要求越来越高，在高速相机及工业检验的应用场合，单纯提高PWM信号调光频率也不能完全能使输出光与相机和传感器时间同步，会出现差频干扰。且PWM调光使LED驱动电路产生人耳可闻的噪音。相对于PWM调光，模拟调光最大的优势是避免了调光时产生的噪声，直接改变LED的电流，没有LED闪烁现象，模拟调光不会引入潜在的电磁兼容/电磁干扰（EMC/EMI）频率。且可以达到很高的精度。对于经常进行摄像或工业检验等特定场合，模拟调光将以无比的优势替代PWM调光，故提供一种PWM信号转模拟调光信号的LED控制电路甚为有必要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种PWM转模拟调光的LED驱动电路，将输出的PWM信号转成DC模拟信号后，再进行调光控制的LED恒流控制电路。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种PWM转模拟调光的LED驱动电路，包括顺次连接控制电路、PWM信号转换控制电路和LED恒流控制电路。
更进一步的，所述控制电路为单片机控制电路。
更进一步的，所述PWM信号转换控制电路包括三极管Q1、NMOS管Q2、电阻R12~R6、二极管D1、电解电容EC1和运算放大器IC1B；
所述Q1的基极通过电阻R1与单片机的PWM信号输出端相连，Q1的集电极与Q2的栅极相连，电源VCC通过电阻R2接到Q1的集电极和Q2，电源VCC通过电阻R3接到Q2的漏极，Q2的源极接地，电阻R4与二极管D1并联，D1的正极接至Q2的漏极，D1的负极接至电解电容EC1的正极，D1的负极接电阻R5的一端，R5的另一端与R6的一端及运算放大器IC1B的同相输入端连接，R6的另一端及EC1的负极接地，运算放大器IC1B的反相输入端与运算放大器IC1B的信号输出端相连。
其中运算放大器IC1B的反相输入端与运算放大器IC1B的信号输出端相连组成射随器电路。
更进一步的，所述LED恒流控制电路包括运算放大器IC1A、电容C1、电阻R7、R8、NMOS管Q3和负载LED；
所述运算放大器IC1A的同相输入端与PWM信号转换控制电路中的运算放大器IC1B的信号输出端相连，电源VCC接运算放大器IC1A的8脚，并通过电容C1接地，运算放大器IC1A的信号输出端电阻R8接Q3的栅极，Q3的漏极接LED负载的负极，Q3的源极通过电阻R7接地，运算放大器IC1A的反相输入端接Q3的源极。
更进一步的，所述LED恒流控制电路包括运算放大器IC1A、电容C1、电阻R7、R8、达林顿管Q3和负载LED；
所述运算放大器IC1A的同相输入端与PWM信号转换控制电路中的运算放大器IC1B的信号输出端相连，电源VCC接运算放大器IC1A的8脚，并通过电容C1接地，运算放大器IC1A的信号输出端电阻R8接达林顿管Q3的栅极，达林顿管Q3的漏极接LED负载的负极，达林顿管Q3的源极通过电阻R7接地，运算放大器IC1A的反相输入端接达林顿管Q3的源极。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：将单片机输出的PWM信号转成DC模拟信号后进行调光控制的LED恒流控制电路。该电路采用以单片机为核心，高输入阻抗的运算放大器和低温飘的场效应管或低廉的达林顿管构成LED恒流源主体。
附图说明
图1为本实用新型控制流程图。
图2为本实用新型开关管为Q3为场效应管的PWM信号转模拟调光LED驱动电路原理图。
图3为本实用新型开关管为Q3为达林顿管的PWM信号转模拟调光LED驱动电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
实施例一
如图1，一种PWM转模拟调光的LED驱动电路，包括顺次连接单片机控制电路1、PWM信号转换控制电路2和LED恒流控制电路3。
如图2所示，PWM信号转换控制电路2包括三极管Q1、NMOS管Q2、电阻R12~R6、二极管D1、电解电容EC1和运算放大器IC1B；
所述Q1的基极通过电阻R1与单片机的PWM信号输出端相连，Q1的集电极与Q2的栅极相连，电源VCC通过电阻R2接到Q1的集电极和Q2，电源VCC通过电阻R3接到Q2的漏极，Q2的源极接地，电阻R4与二极管D1并联，D1的正极接至Q2的漏极，D1的负极接至电解电容EC1的正极，D1的负极接电阻R5的一端，R5的另一端与R6的一端及运算放大器IC1B的同相输入端连接，R6的另一端及EC1的负极接地，运算放大器IC1B的反相输入端与运算放大器IC1B的信号输出端相连。
其中运算放大器IC1B的反相输入端与运算放大器IC1B的信号输出端相连组成射随器电路。
LED恒流控制电路3包括运算放大器IC1A、电容C1、电阻R7、R8、NMOS管Q3和负载LED；
运算放大器IC1A的同相输入端与PWM信号转换控制电路中的运算放大器IC1B的信号输出端相连，电源VCC接运算放大器IC1A的8脚，并通过电容C1接地，运算放大器IC1A的信号输出端电阻R8接Q3的栅极，Q3的漏极接LED负载的负极，Q3的源极通过电阻R7接地，运算放大器IC1A的反相输入端接Q3的源极。
本实施例工作原理：如图2所示，当PWM信号输入时，通过PWM信号控制Q1和Q2的开关状态，通过对Q2，R4，D1对电容EC1进行充放电控制，再通过分压电阻R5，R6来控制运算放大器的5脚的电压，其5脚的电压V1≈(VCC*D-VF)* R6/(R5+R6)，其中D为PWM信号的占空比，VF为二极管D1的正向导通电压，VCC为稳定的直流电压，通过射随器电路将输入电压信号V1传送到恒流控制电路的运算放大器的的同相输入脚3脚，V1≈V2，LED负载输出电流Iout=Is+IG，因IG很小，可忽略不计，则Iout≈Is=V2/R7= V1/R7= (VCC*D-VF)* R6/(R5+R6)/R7，由此可见，只要调整PWM信号的占空比就可以调整LED的输出电流，从而调整LED的亮度，为提高电源的恒流输出精度，需对器件进行筛选，尽量采用低漂的元件，电阻R7应选温飘系数较小的电阻，Q3采用场效应管，场效应管在放大倍数、基极电流方面比晶体管性能优越，由场效应管构成的闭环放大电路，具有更大的放大倍数，更小的穿透电流，从而具备更小的温飘系数，运算放大器宜采用高输入阻抗类型，其具有极低的输入电流和高速性能，可以提高系统的稳定性及恒流精度。由于引入了负反馈，电路具有自动调节功能，无论VIN负载LED发生变化，利用反馈环的自动调节功能，都能使Iout保持稳定，硬件电路简单又能快速实现稳定电流输出。
实施例二
如图3所示，PWM信号转换控制电路2包括三极管Q1、NMOS管Q2、电阻R12~R6、二极管D1、电解电容EC1和运算放大器IC1B；
所述Q1的基极通过电阻R1与单片机的PWM信号输出端相连，Q1的集电极与Q2的栅极相连，电源VCC通过电阻R2接到Q1的集电极和Q2，电源VCC通过电阻R3接到Q2的漏极，Q2的源极接地，电阻R4与二极管D1并联，D1的正极接至Q2的漏极，D1的负极接至电解电容EC1的正极，D1的负极接电阻R5的一端，R5的另一端与R6的一端及运算放大器IC1B的同相输入端连接，R6的另一端及EC1的负极接地，运算放大器IC1B的反相输入端与运算放大器IC1B的信号输出端相连。
其中运算放大器IC1B的反相输入端与运算放大器IC1B的信号输出端相连组成射随器电路。
LED恒流控制电路3包括运算放大器IC1A、电容C1、电阻R7、R8、NMOS管Q3和负载LED；
运算放大器IC1A的同相输入端与PWM信号转换控制电路中的运算放大器IC1B的信号输出端相连，电源VCC接运算放大器IC1A的8脚，并通过电容C1接地，运算放大器IC1A的信号输出端电阻R8接Q3的栅极，Q3的漏极接LED负载的负极，Q3的源极通过电阻R7接地，运算放大器IC1A的反相输入端接Q3的源极。
如图3所示，恒流电路采用常用的达林顿管，在小电流输出及效率要求不太高的场合使用，可有效降低成本，具有一定的使用价值。输出电流 Is =Iout+IB= Iout[1+1/(β1β2)]， β1，β2为达林顿管内部的两个三极管的放大系数，两个三极管的放大系数之积β1β2很大，可达数百数千倍，因此1/(β1β2)很小， 可忽略不计，则Iout≈Is=V2/R7= V1/R7= (VCC*D-VF)* R6/(R5+R6)/R7，工作原理同例1完全相同。
以上所述的本实用新型的实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种PWM转模拟调光的LED驱动电路，其特征在于，包括顺次连接控制电路、PWM信号转换控制电路和LED恒流控制电路。
2.根据权利要求1所述的PWM转模拟调光的LED驱动电路，其特征在于，所述控制电路为单片机控制电路。
3.根据权利要求2所述的PWM转模拟调光的LED驱动电路，其特征在于，所述PWM信号转换控制电路包括三极管Q1、NMOS管Q2、电阻R12~R6、二极管D1、电解电容EC1和运算放大器IC1B；
所述Q1的基极通过电阻R1与单片机的PWM信号输出端相连，Q1的集电极与Q2的栅极相连，电源VCC通过电阻R2接到Q1的集电极和Q2，电源VCC通过电阻R3接到Q2的漏极，Q2的源极接地，电阻R4与二极管D1并联，D1的正极接至Q2的漏极，D1的负极接至电解电容EC1的正极，D1的负极接电阻R5的一端，R5的另一端与R6的一端及运算放大器IC1B的同相输入端连接，R6的另一端及EC1的负极接地，运算放大器IC1B的反相输入端与运算放大器IC1B的信号输出端相连。
4.根据权利要求3所述的PWM转模拟调光的LED驱动电路，其特征在于，所述LED恒流控制电路包括运算放大器IC1A、电容C1、电阻R7、R8、NMOS管Q3和负载LED；
所述运算放大器IC1A的同相输入端与PWM信号转换控制电路中的运算放大器IC1B的信号输出端相连，电源VCC接运算放大器IC1A的8脚，并通过电容C1接地，运算放大器IC1A的信号输出端电阻R8接Q3的栅极，Q3的漏极接LED负载的负极，Q3的源极通过电阻R7接地，运算放大器IC1A的反相输入端接Q3的源极。
5.根据权利要求3所述的PWM转模拟调光的LED驱动电路，其特征在于，所述LED恒流控制电路包括运算放大器IC1A、电容C1、电阻R7、R8、达林顿管Q3和负载LED；
所述运算放大器IC1A的同相输入端与PWM信号转换控制电路中的运算放大器IC1B的信号输出端相连，电源VCC接运算放大器IC1A的8脚，并通过电容C1接地，运算放大器IC1A的信号输出端电阻R8接达林顿管Q3的栅极，达林顿管Q3的漏极接LED负载的负极，达林顿管Q3的源极通过电阻R7接地，运算放大器IC1A的反相输入端接达林顿管Q3的源极。
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Address after: 528300 Shunde, Guangdong, Daliang Industrial Park, Fengxiang, Xiang Xiang Road, No. 1 Patentee after: GUANGDONG REAL-DESIGN INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 528300 Shunde, Guangdong, Daliang Industrial Park, Fengxiang, Xiang Xiang Road, No. 1 Patentee before: FOSHAN SHUNDE REAL DESIGN ELECTRONICS IND CO.,LTD. |
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