CN203675384U - Led灯驱动器 - Google Patents

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Abstract

LED灯驱动器,涉及一种数字控制的LED灯驱动器,其结构包括用于驱动LED灯的驱动单元、用于给所述LED灯提供驱动电源的开关电源和预设有所述LED灯的功率值,用于控制所述驱动单元的控制单元,以及用于将所述LED灯两端的电压的变化情况反馈给所述控制单元的反馈单元,反馈单元根据所述LED灯两端的电压的变化情况产生反馈信号传送给控制单元,控制单元根据所述LED灯的预设功率值和所述反馈信号产生PWM信号并将该PWM信号传送给所述驱动单元以控制所述LED灯的功率值趋向其预设功率值。使用开关电源供电,采用PWM控制,保证了LED灯在比较稳定的电压和功率下工作。

Description

LED灯驱动器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种LED灯驱动器,具体涉及一种数字控制的LED灯驱动器。
背景技术
[0002] LED灯是一种长寿命光源,理论寿命可达50000小时,但是如果驱动器设计不合理会影响它的使用寿命。传统的LED灯驱动器都是由模拟电路搭建而成,LED灯的工作特性要求有稳定的工作电流,但由于市电电压不稳,由模拟电路搭建而成的传统的LED灯驱动器向LED灯输出的电流随着供电电压的变化容易产生较大的波动,从而导致LED灯的实际功率不稳定,故LED灯工作时容易闪烁,长期这样下去会影响LED灯的使用寿命。另外,随着人们对照明需求的变化,一些大功率LED灯需要在比较大的亮度范围内实现稳定调光,这对LED灯驱动器提出了更高的要求,模拟电路不便于进行精确量化控制,难以达到这类LED灯的驱动要求。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种供电电压稳定、可在比较大的亮度范围内稳定调光、可让LED灯在比较稳定的功率下工作以延长LED灯的使用寿命的LED灯驱动器。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型提供以下技术方案。
[0005] LED灯驱动器,包括用于驱动LED灯的驱动单元、用于给所述LED灯提供驱动电源的开关电源和预设有所述LED灯的功率值,用于控制所述驱动单元的控制单元,以及用于将所述LED灯两端的电压的变化情况反馈给所述控制单元的反馈单元,反馈单元根据所述LED灯两端的电压的变化情况产生反馈信号传送给控制单元,控制单元根据所述LED灯的预设功率值和所述反馈信号产生PWM信号并将该PWM信号传送给所述驱动单元以控制所述LED灯的功率值趋向其预设功率值,驱动单元包括电阻Rl、电阻R2、电容Cl、电容C2、运算放大器U1、电容C3、场效应管Q1、电阻R3、电阻R5和电阻R6,运算放大器Ul的型号为LM358,电阻Rl和电阻R2串联后连接在控制单元和运算放大器Ul的3号引脚之间,电容Cl连接在电阻Rl和电阻R2的接点和地之间,电容C2连接在电阻R2和运算放大器Ul的3号引脚的接点和地之间,运算放大器Ul的4号引脚接地,运算放大器Ul的8号引脚外接电源,运算放大器Ul的I号引脚与场效应管Ql的栅极连接,场效应管Ql的栅极外接电源,电容C3连接在场效应管Ql的栅极和地之间,场效应管Ql的源极接地,驱动单元设置有分别与所述LED灯的两极连接的正极输出端和负极输出端,场效应管Ql的漏极接所述负极输出端,电阻R3、电阻R5和电阻R6串联后连接在所述开关电源的输出端和所述正极输出端之间,反馈单元包括运算放大器Ul、电阻R4和电阻R7,电阻R4和电阻R7串联后连接在电阻R3和所述正极输出端的接点和运算放大器Ul的2号引脚之间,运算放大器Ul的5号引脚连接于电阻R5和电阻R6的接点,运算放大器Ul的6号引脚连接于电阻R4和电阻R7的接点,运算放大器Ul的7号引脚连接于电阻R7和运算放大器Ul的2号引脚的接点,运算放大器Ul的7号引脚连接所述控制单元以向控制单元传送反馈信号。[0006] 其中,所述开关电源包括开关稳压芯片U3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、发光二极管D2、二极管D3、电阻R8、电感LI和用于接市电的电源插头CONl,开关稳压芯片U3的型号为LM2575,电容C4和电容C5并联后连接在电源插头CONl的第一输出端和地之间,电源插头CONl的第二输出端接地,开关稳压芯片U3的I号引脚连接于电源插头CONl的第一输出端,开关稳压芯片U3的3号引脚和开关稳压芯片U3的5号引脚均接地,二极管D3连接在开关稳压芯片U3的2号引脚和地之间,二极管D3的负极连接于开关稳压芯片U3的2号引脚,电容C6和电容C7并联后连接在开关稳压芯片U3的4号引脚和地之间,发光二极管D2和电阻R8串联后与电容C7并联,发光二极管D2的正极与开关稳压芯片U3的4号引脚连接,电容C7与开关稳压芯片U3的4号引脚的接点为开关电源的输出端。
[0007] 其中,控制单元基于32个引脚的ATMEGA48单片机实现,该单片机从13号引脚输出所述PWM信号给所述驱动单元,该单片机从28号引脚接收所述反馈单元传送过来的反馈信号。
[0008] 其中,本LED灯驱动器还包括接口单元,所述接口单元基于CP2012芯片实现,所述单片机的30号引脚和所述单片机的31号引脚与所述接口单元连接。
[0009] 本实用新型的有益效果是:通过使用开关电源给LED灯供电,同时采用PWM控制方式控制LED灯的功率,再配合反馈单元根据LED灯两端的电压情况来综合产生PWM信号控制LED灯的功率,保证了 LED灯在比较稳定的电压和功率下工作,以延长LED灯的使用寿命,此外,本实用新型的LED灯驱动器采用数字控制的方式,可以精确量化地通过PWM信号来控制LED灯的功率,因此在较大的亮度范围内调光时光亮度也比较稳定,调光时不容易闪烁。
附图说明
[0010] 图1为本实用新型的LED灯驱动器的结构框图。
[0011] 图2为本实用新型的LED灯驱动器的驱动单元和反馈单元的电路原理图。
[0012] 图3为本实用新型的LED灯驱动器的开关电源的电路原理图。
具体实施方式
[0013] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。
[0014] 如图1所示,本实用新型的LED灯驱动器,包括用于驱动LED灯的驱动单元、用于给所述LED灯提供驱动电源的开关电源和预设有所述LED灯的功率值,用于控制所述驱动单元的控制单元,以及用于将所述LED灯两端的电压的变化情况反馈给所述控制单元的反馈单元,反馈单元根据所述LED灯两端的电压的变化情况产生反馈信号传送给控制单元,控制单元根据所述LED灯的预设功率值和所述反馈信号产生PWM信号并将该PWM信号传送给所述驱动单元以控制所述LED灯的功率值趋向其预设功率值,如图2所示,驱动单元包括电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2、运算放大器U1、电容C3、场效应管Q1、电阻R3、电阻R5和电阻R6,运算放大器Ul的型号为LM358,电阻Rl和电阻R2串联后连接在控制单元和运算放大器Ul的3号引脚之间,电容Cl连接在电阻Rl和电阻R2的接点和地之间,电容C2连接在电阻R2和运算放大器Ul的3号引脚的接点和地之间,运算放大器Ul的4号引脚接地,运算放大器Ul的8号引脚外接电源,运算放大器Ul的I号引脚与场效应管Ql的栅极连接,场效应管Ql的栅极外接电源,电容C3连接在场效应管Ql的栅极和地之间,场效应管Ql的源极接地,驱动单元设置有分别与所述LED灯Dl的两极连接的正极输出端和负极输出端,场效应管Ql的漏极接所述负极输出端,电阻R3、电阻R5和电阻R6串联后连接在所述开关电源的输出端和所述正极输出端之间。如图2所示,反馈单元包括运算放大器U1、电阻R4和电阻R7,电阻R4和电阻R7串联后连接在电阻R3和所述正极输出端的接点和运算放大器Ul的2号引脚之间,运算放大器Ul的5号引脚连接于电阻R5和电阻R6的接点,运算放大器Ul的6号引脚连接于电阻R4和电阻R7的接点,运算放大器Ul的7号引脚连接于电阻R7和运算放大器Ul的2号引脚的接点,运算放大器Ul的7号引脚连接所述控制单元以向控制单元传送反馈信号。本实施例中,控制单元基于32个引脚的ATMEGA48单片机实现,该单片机从13号引脚输出所述PWM信号给所述驱动单元,该单片机从28号引脚接收所述反馈单元传送过来的反馈信号。
[0015] 电阻R1、电阻R2、电容Cl和电容C2组成低通滤波器,电阻Rl连接控制单元,控制单元发出的PWM信号经过该低通滤波器滤除高频信号后传输至运算放大器Ul,PWM信号经过运算放大器Ul放大后输送到场效应管Ql的栅极以控制场效应管Ql的通断,使用PWM信号控制场效应管Ql的开关频率,从而控制LED灯Dl的功率,运算放大器Ul的型号为LM358,其包括两个运算放大单元,如上所述,一个用于放大PWM信号,另一个用于采集LED灯Dl两端的电压变化情况并传送给控制单元,运算放大器Ul的5号引脚和6号引脚采集LED灯Dl两端的电压,然后经运算放大器Ul放大后生成反馈信号传送给控制单元,控制单元结合LED灯Dl的预设功率值和该反馈信号计算PWM信号的占空比,然后根据计算得出的占空比生成PWM信号发送给驱动单元,从而实现循环采样反馈信号对LED灯Dl的电流进行控制调节,以控制LED灯的功率,使得LED灯Dl的功率非常稳定,即使在比较大的亮度范围内调光,也不容易闪烁,LED灯Dl长期工作在这样稳定的功率环境下,可有效地延长其使用寿命。另外,PWM技术的应用也能有效降低LED灯的发热量,可延长LED灯Dl的使用寿命。
[0016] 如图3所示,本实施例中,所述开关电源包括开关稳压芯片U3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、发光二极管D2、二极管D3、电阻R8、电感LI和用于接市电的电源插头C0N1,开关稳压芯片U3的型号为LM2575,电容C4和电容C5并联后连接在电源插头CONl的第一输出端和地之间,电源插头CONl的第二输出端接地,开关稳压芯片U3的I号引脚连接于电源插头CONl的第一输出端,开关稳压芯片U3的3号引脚和开关稳压芯片U3的5号引脚均接地,二极管D3连接在开关稳压芯片U3的2号引脚和地之间,二极管D3的负极连接于开关稳压芯片U3的2号引脚,电容C6和电容C7并联后连接在开关稳压芯片U3的4号引脚和地之间,发光二极管D2和电阻R8串联后与电容C7并联,发光二极管D2的正极与开关稳压芯片U3的4号引脚连接,电容C7与开关稳压芯片U3的4号引脚的接点为开关电源的输出端。基于型号为LM2575的开关稳压芯片U3组件开关电源,实现高效的稳压,且功率小、转换效率高、带载能力强,可为驱动单元提供稳定的电压供应。
[0017] 此外,本LED灯Dl驱动器还包括接口单元,所述接口单元基于CP2012芯片实现,所述单片机的30号引脚和所述单片机的31号引脚与所述接口单元连接。接口单元可增强本LED灯驱动器的拓展能力,通过USB接口与存储设备通信,因此也可将控制信息存储在存储设备中。
[0018] 最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.LED灯驱动器,其特征在于:包括用于驱动LED灯的驱动单元、用于给所述LED灯提供驱动电源的开关电源和预设有所述LED灯的功率值,用于控制所述驱动单元的控制单元,以及用于将所述LED灯两端的电压的变化情况反馈给所述控制单元的反馈单元,反馈单元根据所述LED灯两端的电压的变化情况产生反馈信号传送给控制单元,控制单元根据所述LED灯的预设功率值和所述反馈信号产生PWM信号并将该PWM信号传送给所述驱动单元以控制所述LED灯的功率值趋向其预设功率值,驱动单元包括电阻R1、电阻R2、电容Cl、电容C2、运算放大器U1、电容C3、场效应管Q1、电阻R3、电阻R5和电阻R6,运算放大器Ul的型号为LM358,电阻Rl和电阻R2串联后连接在控制单元和运算放大器Ul的3号引脚之间,电容Cl连接在电阻Rl和电阻R2的接点和地之间,电容C2连接在电阻R2和运算放大器Ul的3号引脚的接点和地之间,运算放大器Ul的4号引脚接地,运算放大器Ul的8号引脚外接电源,运算放大器Ul的I号引脚与场效应管Ql的栅极连接,场效应管Ql的栅极外接电源,电容C3连接在场效应管Ql的栅极和地之间,场效应管Ql的源极接地,驱动单元设置有分别与所述LED灯的两极连接的正极输出端和负极输出端,场效应管Ql的漏极接所述负极输出端,电阻R3、电阻R5和电阻R6串联后连接在所述开关电源的输出端和所述正极输出端之间,反馈单元包括运算放大器U1、电阻R4和电阻R7,电阻R4和电阻R7串联后连接在电阻R3和所述正极输出端的接点和运算放大器Ul的2号引脚之间,运算放大器Ul的5号引脚连接于电阻R5和电阻R6的接点,运算放大器Ul的6号引脚连接于电阻R4和电阻R7的接点,运算放大器Ul的7号引脚连接于电阻R7和运算放大器Ul的2号引脚的接点,运算放大器Ul的7号引脚连接所述控制单元以向控制单元传送反馈信号。
2.根据权利要求1所述的LED灯驱动器,其特征在于:所述开关电源包括开关稳压芯片U3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、发光二极管D2、二极管D3、电阻R8、电感LI和用于接市电的电源插头CONl,开关稳压芯片U3的型号为LM2575,电容C4和电容C5并联后连接在电源插头CONl的第一输出端和地之间,电源插头CONl的第二输出端接地,开关稳压芯片U3的I号引脚连接于电源插头CONl的第一输出端,开关稳压芯片U3的3号引脚和开关稳压芯片U3的5号引脚均接地,二极管D3连接在开关稳压芯片U3的2号引脚和地之间,二极管D3的负极连接于开关稳压芯片U3的2号引脚,电容C6和电容C7并联后连接在开关稳压芯片U3的4号引脚和地之间,发光二极管D2和电阻R8串联后与电容C7并联,发光二极管D2的正极与开关稳压芯片U3的4号引脚连接,电容C7与开关稳压芯片U3的4号引脚的接点为开关电源的输出端。
3.根据权利要求1所述的LED灯驱动器,其特征在于:控制单元基于32个引脚的ATMEGA48单片机实现,该单片机从13号引脚输出所述PWM信号给所述驱动单元,该单片机从28号引脚接收所述反馈单元传送过来的反馈信号。
4.根据权利要求3所述的LED灯驱动器,其特征在于:本LED灯驱动器还包括接口单元,所述接口单元基于CP2012芯片实现,所述单片机的30号引脚和所述单片机的31号引脚与所述接口单元连接。
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