CN203523096U - 一种发光二极管的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种发光二极管的驱动电路，包括：电源电压转换器、电感、采样电阻、发光二极管、第一限流电阻、第二限流电阻、第一开关管、第二开关管和分压电路；电源电压转换器的脉冲输出端通过串联连接的电感和采样电阻连接发光二极管的供电端，电源电压转换器的反馈输入端连接分压电路。电源电压转换器可以通过采集分压电路的输出端的电压，调节脉冲输出端输出的脉冲宽度调制的脉冲宽度，实现对流过发光二极管的电流的控制，进而实现对发光二极管的驱动。

Description

一种发光二极管的驱动电路
技术领域
本实用新型涉及驱动电路技术领域，更具体地说，涉及一种发光二极管的驱动电路。
背景技术
发光二极管简称LED（Light-Emitting Diode），是一种能够发光的半导体器件。由于LED具有特性敏感以及负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行驱动，以使其保持稳定的工作状态。LED不像普通的白炽灯泡，可以直接连接220V的交流市电，LED需要2～3伏的低电压驱动，因此需要设计特定的驱动电路，才能满足LED对驱动电压的需求。
现有技术一般采用电源电压转换器及其外围电路，通过对流过LED的电流控制，来实现对LED的驱动。参见图1，现有技术公开的一种发光二极管的驱动电路的电路图，包括：电源电压转换器01、电感L1、发光二极管LED、采样电阻R11和限流电阻R12，电源电压转换器01的脉冲输出端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与发光二极管LED的供电端连接，发光二极管LED的输出端通过采样电阻R11连接接地端，电源电压转换器01的反馈输入端与限流电阻R12的一端连接，限流电阻R12的另一端连接发光二极管LED的输出端。其中，流过发光二极管LED的电流等于流过采样电阻R11的电流。电源电压转换器01将采集的采样电阻R11两端的电压与预存储的电压进行比较，并依据比较结果调节脉冲输出端输出的PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）的脉冲宽度，实现对流过LED的电流的控制，进而实现对LED的驱动。
但是，采样电阻R11的阻值不易选择，当采样电阻R11的阻值太大时，采样电阻R11的功耗太大，当采样电阻R11的阻值太小时，电源电压转换器01的采样信号太微弱。因此，如何使电源电压转换器01对采样信号的采集不受采样电阻阻值大小的影响，是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种发光二极管的驱动电路，使电源电压转换器对采样信号的采集不受采样电阻阻值大小的影响，仍可以对流过发光二极管的电流进行控制，进而实现对发光二极管的驱动。
一种发光二极管的驱动电路，包括：电源电压转换器、电感、采样电阻、发光二极管、第一限流电阻、第二限流电阻、第一开关管、第二开关管和分压电路；
所述电源电压转换器的脉冲输出端连接所述电感的一端，所述电感的另一端连接所述采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端连接所述发光二极管的供电端，所述发光二极管的输出端连接接地端；
所述第一开关管的输入端通过所述第一限流电阻连接所述电感和所述采样电阻的公共端，所述第一开关管的输出端通过所述分压电路连接接地端；
所述第二开关管的输入端连接所述发光二极管的供电端，所述第二开关管的输出端通过所述第二限流电阻连接接地端；
所述第一开关管的控制端连接所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的控制端连接所述第二开关管的输出端；
所述电源电压转换器的反馈输入端连接所述分压电路的输出端，以采集所述分压电路的输出端的电压。
优选的，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述第一开关管的输出端和接地端之间，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端连接所述电源电压转换器的反馈输入端。
优选的，还包括：第一电容器；
所述第一电容器的正极板连接所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端，负极板连接接地端。
优选的，还包括：第三限流电阻；
所述第三限流电阻的一端连接所述分压电路，另一端连接所述电源电压转换器的反馈输入端。
优选的，还包括：第二电容器；
所述第二电容器的正极板连接所述电感和所述采样电阻的公共端，负极板连接接地端。
优选的，还包括：第三开关管；
所述第三开关管的输入端连接所述发光二极管的输出端，所述第三开关管的输出端连接接地端，所述第三开关管的控制端连接所述驱动电路的下级电路。
优选的，所述第三开关管为MOS管。
优选的，还包括：第三电容器；
所述第三电容器的正极板分别连接电源、所述电源电压转换器的电压输入端和所述电源电压转换器的使能端，负极板连接接地端。
优选的，还包括：第四电容器；
所述第四电容器的正极板连接所述电源电压转换器的软启动端口，负极板连接接地端。
优选的，还包括：第五电容器和二极管；
所述第五电容器的正极板连接所述电源电压转换器的输入端，负极板连接所述二极管的阴极，所述二极管的阳极连接接地端，所述第五电容器和所述二极管的公共端连接所述电源电压转换器的脉冲输出端。
优选的，还包括：第六电容器；
所述第六电容器的正极板连接所述电源电压转换器的校正端，负极板连接接地端。
优选的，所述第一开关管和所述第二开关管均为三极管。
从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供了一种发光二极管的驱动电路，包括：电源电压转换器、电感、采样电阻、发光二极管、第一限流电阻、第二限流电阻、第一开关管、第二开关管和分压电路；电源电压转换器的脉冲输出端通过串联连接的电感和采样电阻连接发光二极管的供电端，电源电压转换器的反馈输入端连接分压电路。电源电压转换器可以通过采集分压电路的输出端的电压，调节脉冲输出端输出的脉冲宽度调制的脉冲宽度，实现对流过发光二极管的电流的控制，进而实现对发光二极管的驱动。由于本实用新型中电源电压转换器的采样信号由原来的采样电阻的电压换成了采集分压电路的输出端的电压，因此，采样信号的强弱可以通过改变分压电路中分压电阻的阻值实现，无需更改采样电阻的阻值，使电源电压转换器对采样信号的采集不再受采样电阻阻值大小的影响，即使在采样电阻阻值很小的情况下，仍可以满足对采样信号的要求，解决了现有技术中的难题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为现有技术公开的一种发光二极管的驱动电路的电路图；
图2为本实用新型实施例公开的一种发光二极管的驱动电路的电路图；
图3为本实用新型实施例公开的另一种发光二极管的驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
参见图2，本实用新型实施例公开了一种发光二极管的驱动电路的电路图，包括：电源电压转换器01、电感L1、采样电阻R21、发光二极管LED、第一限流电阻R22、第二限流电阻R25、第一开关管Q1、第二开关管Q2和分压电路02；
电源电压转换器01的脉冲输出端连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接采样电阻的R21一端，采样电阻R21的另一端连接发光二极管LED的供电端，发光二极管LED的输出端连接接地端；
第一开关管Q1的输入端通过第一限流电阻R22连接电感L1和采样电阻R21的公共端，第一开关管Q1的输出端通过分压电路02连接接地端；
第二开关管Q2的输入端连接发光二极管LED的供电端，第二开关管Q2的输出端通过第二限流电阻R25连接接地端；
第一开关管Q1的控制端连接第二开关管Q2的控制端，第二开关管Q2的控制端连接第二开关管Q2的输出端；
电源电压转换器01的反馈输入端连接分压电路02的输出端，以采集分压电路02的输出端的电压。
本实用新型提供的发光二极管的驱动电路的工作原理如下：
假设，采样电阻R21与电感L1连接的一端为A点，与发光二极管LED连接的一端为B点，第二开关管Q2的输出端为C点；
由第二开关管Q2本身的性质可知，第二开关管Q2的输入端电流近似等于输出端电流，因此，B点电压UB近似等于C点电压UC，参见公式（1），
UB=UC     （1）
采样电阻R21两端的电压为UAB，由于UB=UC，因此，参见公式（2），
UAB=UAC     （2）
当流过采样电阻R21的电流IAB增大时，采样电阻R21两端的电压UAB增大，电压UAC增大。
参见图2可知，A点、第一限流电阻R22、第一开关管Q1的输入端、第一开关管Q1的控制端、第二开关管Q2的输出端C点可以构成第一通路，假设第一通路电流为IAC，由于UAC增大，且A点和C点间总电阻（近似等于第一限流电阻R22）不变，因此，第一通路电流IAC增大。
由第一开关管Q1本身的性质可知，第一开关管Q1的输入端电流I1近似等于输出端电流I2，参见公式（3），
I1=I2     （3）
其中，第一开关管Q1的输入端电流I1即通过第一限流电阻R22的电流，第一开关管Q1的输出端电流I2即通过分压电路02的电流。
由于第一通路电流IAC增大，因此，第一开关管Q1的输入端电流I1增大，由公式（3）可知，第一开关管Q1的输出端电流I2增大，即通过分压电路02的电流增大，从而电源电压转换器01的反馈输入端采集的分压电路02的输出端的电压增大。
因为通过采样电阻R21的电流近似等于通过发光二极管LED的电流，综上分析可知，当流过发光二极管LED的电流增大时，电源电压转换器01的反馈输入端采集的分压电路02的输出端的电压增大；当流过发光二极管LED的电流减小时，电源电压转换器01的反馈输入端采集的分压电路02的输出端的电压减小。
电源电压转换器01将采集的分压电路02的输出端的电压与预存储的电压进行比较，当采集的分压电路02的输出端的电压超过预存储的电压时，电源电压转换器01减小脉冲输出端输出的PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）的脉冲宽度，以减小通过发光二极管LED的电流，实现对发光二极管LED的驱动；当采集的分压电路02的输出端的电压低于预存储的电压时，电源电压转换器01增大脉冲输出端输出的PWM的脉冲宽度，以增大通过发光二极管LED的电流，实现对发光二极管LED的驱动，如此，形成一个闭环控制回路。
综上可以看出，本实用新型中电源电压转换器01的采样信号，由原来采集采样电阻的电压换成了采集分压电路02的输出端的电压，因此，采样信号的强弱可以通过改变分压电路02中分压电阻的阻值实现，无需更改采样电阻的阻值，使电源电压转换器01对采样信号的采集不再受采样电阻阻值大小的影响，从而在采样电阻阻值很小的情况下，仍可以满足对采样信号的要求，解决了现有技术中的难题。并且，通过发光二极管LED的电流与电源电压转换器01采集的分压电路02的输出端的电压成正相关，电源电压转换器01可以通过采集分压电路02的输出端的电压，调节脉冲输出端输出的PWM的脉冲宽度，实现对流过发光二极管LED的电流的控制，进而实现对发光二极管LED的驱动。
在图2所示实施例的基础上，参见图3，本实用新型实施例公开了另一种发光二极管的驱动电路的电路图，与图2所示实施例不同的是，分压电路02可以包括：第一分压电阻R23和第二分压电阻R24；
第一分压电阻R23和第二分压电阻R24串联在第一开关管Q1的输出端和接地端之间，第一分压电阻R23和第二分压电阻R24的公共端连接电源电压转换器01的反馈输入端，因此，电源电压转换器01采集的分压电路02的输出端的电压即为第二分压电阻R24的电压。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第一电容器C1；
第一电容器C1正极板连接第一压电阻R23和第二分压电阻R24的公共端，负极板连接接地端，第一电容器C1用于滤波。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第三限流电阻R26；
第三限流电阻R26的一端连接分压电路02，本实施例中，第三限流电阻R26的一端具体连接第一压电阻R23和第二分压电阻R24的公共端，另一端连接电源电压转换器01的反馈输入端。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第二电容器C2；
第二电容器C2的正极板连接电感L1和采样电阻R21的公共端，负极板连接接地端，第二电容器C2用于对电源电压转换器01的脉冲输出端输出的PWM的脉冲进行滤波。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第三开关管Q3；
第三开关管Q3的输入端连接发光二极管LED的输出端，第三开关管Q3的输出端连接接地端，第三开关管Q3的控制端连接所述驱动电路的下级电路。
第三开关管Q3可以控制发光二极管LED的发光和熄灭，第三开关管Q3导通时，发光二极管LED发光，第三开关管Q3关断时，发光二极管LED熄灭。
其中，第三开关管Q3可以为MOS管。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第三电容器C3；
第三电容器C3的正极板分别连接电源、电源电压转换器01的电压输入端和电源电压转换器01的使能端，负极板连接接地端。
其中，对电源电压转换器01的使能端上电，电源电压转换器01开始工作。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第四电容器C4；
第四电容器C4的正极板连接电源电压转换器01的软启动端口，负极板连接接地端。
第四电容器C4可以使电源电压转换器01平滑启动，减少瞬间启动电流对电源电压转换器01带来的影响，保护电源电压转换器01不受损坏。
其中，电源电压转换器01的接地端口连接接地端。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第五电容器C5和二极管D1；
第五电容器C5的正极板连接电源电压转换器01的输入端，负极板连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极连接接地端，第五电容器C5和二极管D1的公共端连接电源电压转换器01的脉冲输出端，第五电容器C5用于对电感L1续流。
为进一步优化上述技术方案，还可以包括：第六电容器C6；
第六电容器C6的正极板连接电源电压转换器01的校正端，负极板连接接地端。
其中，第六电容器C6用于校正电源电压转换器01的脉冲输出端输出的PWM脉冲。
需要说明的一点是，上述各个实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2均可以为三极管。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种发光二极管的驱动电路，其特征在于，包括：电源电压转换器、电感、采样电阻、发光二极管、第一限流电阻、第二限流电阻、第一开关管、第二开关管和分压电路；
所述电源电压转换器的脉冲输出端连接所述电感的一端，所述电感的另一端连接所述采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端连接所述发光二极管的供电端，所述发光二极管的输出端连接接地端；
所述第一开关管的输入端通过所述第一限流电阻连接所述电感和所述采样电阻的公共端，所述第一开关管的输出端通过所述分压电路连接接地端；
所述第二开关管的输入端连接所述发光二极管的供电端，所述第二开关管的输出端通过所述第二限流电阻连接接地端；
所述第一开关管的控制端连接所述第二开关管的控制端，所述第二开关管的控制端连接所述第二开关管的输出端；
所述电源电压转换器的反馈输入端连接所述分压电路的输出端，以采集所述分压电路的输出端的电压。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻；
所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联在所述第一开关管的输出端和接地端之间，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端连接所述电源电压转换器的反馈输入端。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第一电容器；
所述第一电容器的正极板连接所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的公共端，负极板连接接地端。
4.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第三限流电阻；
所述第三限流电阻的一端连接所述分压电路，另一端连接所述电源电压转换器的反馈输入端。
5.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第二电容器；
所述第二电容器的正极板连接所述电感和所述采样电阻的公共端，负极板连接接地端。
6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第三开关管；
所述第三开关管的输入端连接所述发光二极管的输出端，所述第三开关管的输出端连接接地端，所述第三开关管的控制端连接所述驱动电路的下级电路。
7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述第三开关管为MOS管。
8.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第三电容器；
所述第三电容器的正极板分别连接电源、所述电源电压转换器的电压输入端和所述电源电压转换器的使能端，负极板连接接地端。
9.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第四电容器；
所述第四电容器的正极板连接所述电源电压转换器的软启动端口，负极板连接接地端。
10.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第五电容器和二极管；
所述第五电容器的正极板连接所述电源电压转换器的输入端，负极板连接所述二极管的阴极，所述二极管的阳极连接接地端，所述第五电容器和所述二极管的公共端连接所述电源电压转换器的脉冲输出端。
11.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括：第六电容器；
所述第六电容器的正极板连接所述电源电压转换器的校正端，负极板连接接地端。
12.根据权利要求1至11任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为三极管。
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