CN203934057U - 一种逼近式自适应led线性控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种逼近式自适应LED线性控制电路，包括：串联的若干个LED模块组，所述LED模块组内设有若干LED灯珠；所述LED模块组串联后产生一输出电压；以及适于对各LED模块组进行控制的自适应模块，该自适应模块包括：与各LED模块组并联的自适应控制单元，自适应电压检测单元，用于采集串联LED模块组的输出电压，且根据该输出电压与上限参考电压或下限参考电压比较，以获得关断或导通自适应控制单元的控制信号；逻辑控制单元，用于根据所述控制信号控制自适应控制单元关断或导通，以使相应的LED模块组点亮或熄灭。本实用新型通过自适应调节，能有效的防止开关管或LED驱动芯片电压过高，避免开关管或LED驱动芯片由于温度过高烧坏。

Description

一种逼近式自适应LED线性控制电路
技术领域
本实用新型涉及LED控制领域，特别涉及一种适用于发光二极管(LED)驱动的逼近式自适应LED线性控制电路。
背景技术
目前，发光二极管(LED)的使用越来越普及，用户对其提出了越来越高的要求。其中MOS管发热问题因涉及安全和LED使用寿命，因此越来越受到重视。
目前，通过若干个LED构建LED模块，通过一开关管实现对该点阵的控制，由于外网电压波动，使该开关管两端的电压会发生波动，造成开关管过载发热，以至损坏。
在中国专利文献中公告号202503745U公开了“LED工作模式控制装置”，其提出了一种LED分段接入供电电源以适应电源电压波动(如市电经整流后)的LED驱动方式，该方式用可控开关熄灭LED模组的方式使在电源电压低时接入较少的LED、在电源电压高时可控开关开路使接入较多的LED，从而实现LED能适应电源电压的波动，其存在门限电压无法精确控制的技术问题，造成该技术方案的实施效果不理想，尤其是在串联的LED模块和LED灯珠数量增多时，门限电压更无法准确获得，并且该技术方案采用的是分立元件构成，集成度低。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种逼近式自适应LED线性控制电路，该LED线性控制电路解决了当输入电压波动时，对串联的若干LED模块组、LED灯珠进行导通或关闭以实现自适应电压调节的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种逼近式自适应LED线性控制电路，包括：若干个LED模块组，所述LED模块组内设有至少两个以上LED灯珠，与所述LED模块组串联的适于独立控制的若干LED灯珠，且所述LED灯珠的总数不少于LED模块组内LED灯珠个数；若干LED模块组、LED灯珠构成串联电路后产生一输出电压；所述逼近式自适应LED线性控制电路还包括：适于分别对各LED模块组、LED灯珠进行控制的自适应模块，该自适应模块包括：电压粗调模块，适于通过所设定上限参考电压和下限参考电压，分别控制各LED模块组点亮或熄灭，以调整所述输出电压，使其稳定于所述上限参考电压和下限参考电压之间；电压细调模块，适于通过设定第二参考电压，分别控制各LED灯珠点亮或熄灭，以再次调整所述输出电压，使其稳定于所述上限参考电压与第二参考电压之间或下限参考电压与第二参考电压之间。
进一步，所述电压粗调模块包括：第一自适应电压检测单元，第一逻辑控制单元，以及若干个分别与各LED模块组并联的第一自适应控制单元；
所述第一自适应电压检测单元包括：上限电压比较器、下限电压比较器，所述输出电压分别接至上限电压比较器的反相端和下限电压比较器的同相端；所述上限电压比较器的同相端接入上限参考电压，所述下限电压比较器的反相端接入下限参考电压；所述第一逻辑控制单元采用第一移位寄存单元，所述第一移位寄存单元的左移串行输入端接入低电平、右移串行输入端接入高电平,或左移串行输入端接入高电平、右移串行输入端接入低电平；所述第一移位寄存单元的控制方式的两输入端分别与上、下限电压比较器的输出端相连，以实现左移或右移控制；所述第一移位寄存单元的输出端分别与各第一自适应控制单元的控制端相连。
进一步，所述电压细调模块包括：第二自适应电压检测单元，第二逻辑控制单元，若干个分别与LED灯珠并联的第二自适应控制单元，所述第二逻辑控制单元采用第二移位寄存单元；所述第二自适应电压检测单元，包括：细调电压比较器，该细调电压比较器的反相端接入所述输出电压，其同相端接入所述第二参考电压，该第二参考电压为下限参考电压加上一步进电压；所述上、下限电压比较器的输出端还分别与一与门的两输入端相连，该与门的输出端与一三输入与门的第一输入端相连，所述细调电压比较器的输出端通过第一非门与所述三输入与门的第二输入端相连，该三输入与门的第三输入端接入一脉冲信号，该三输入与门的输出端与所述第二移位寄存单元的CP脉冲端相连，所述细调电压比较器的输出端还通过第二非门与所述第二移位寄存单元的右移串行输入端或左移串行输入端相连；所述第二移位寄存单元的输出端分别与各第二自适应控制单元的控制端相连。
进一步，所述电压细调模块包括：第二自适应电压检测单元，第二逻辑控制单元，若干个分别与LED灯珠并联的第二自适应控制单元，所述第二逻辑控制单元采用第二移位寄存单元；所述第二自适应电压检测单元，包括：细调电压比较器，该细调电压比较器的反相端接入所述输出电压，其同相端接入所述第二参考电压，该第二参考电压为上限参考电压减去一步进电压；所述上、下限电压比较器的输出端还分别与一与门的两输入端相连，该与门的输出端与一三输入与门的第一输入端相连，所述细调电压比较器的输出端与所述三输入与门的第二输入端相连，该三输入与门的第三输入端接入一脉冲信号，该三输入与门的输出端与所述第二移位寄存单元的CP脉冲端相连，所述细调电压比较器的输出端还通过第二非门与所述第二移位寄存单元的右移串行输入端或左移串行输入端相连；所述第二移位寄存单元的输出端分别与各第二自适应控制单元的控制端相连。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本实用新型通过自适应电压检测单元将输出电压与上限参考电压、下限参考电压进行比较判断，并与逻辑控制单元进行配合，实现了对LED模块组进行调控，即，当输入电压升高时，在线路中接入多个LED模块组，以使串联电路的输出电压降低，当输入电压降低时，使若干LED模块组被短接，使串联电路的输出电压升高，以实现自适应控制，提升了整个电路的稳定性；(2)在进行上述输出电压调整的基础上，再次进行输出电压细调，使其逼近所述上限参考电压或下限参考电压，并将输出电压稳定于所述上限参考电压与第二参考电压之间或下限参考电压与第二参考电压之间，实现电压细调操作。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1为本实用新型的自适应模块的原理框图；
图2为本实用新型的逼近式自适应LED线性控制电路在应用中的电路框图；
图3为本实用新型的自适应电压检测单元与逻辑控制单元的实施方式一的原理框图；
图4为本实用新型的自适应电压检测单元与逻辑控制单元的实施方式二的原理框图。
其中，开关管1、上限电压比较器A1、下限电压比较器A2、细调电压比较器A3、上限参考电压VREF1、下限参考电压VREF2、步进电压Vstep、输入电压Ui、输出电压Uo、第一移位寄存单元U1、第二移位寄存单元U2、上限电压比较器输出UoA1、下限电压比较器输出UoA2、细调电压比较器输出UoA3、脉冲信号CP1。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
实施例1
如图1和图2所示，一种逼近式自适应LED线性控制电路，其特征在于包括：若干个LED模块组，所述LED模块组内设有至少两个以上LED灯珠，与所述LED模块组串联的适于独立控制的若干LED灯珠，且所述LED灯珠的总数不少于LED模块组内LED灯珠个数；若干LED模块组、LED灯珠构成串联电路后产生一输出电压。
所述逼近式自适应LED线性控制电路还包括：适于分别对各LED模块组、LED灯珠进行控制的自适应模块，该自适应模块包括：
电压粗调模块，适于通过所设定上限参考电压VREF1和下限参考电压VREF2，分别控制各LED模块组点亮或熄灭，以调整所述串联电路的输出电压Uo，使其稳定于所述上限参考电压VREF1和下限参考电压VREF2之间。
电压细调模块，适于通过设定第二参考电压，分别控制各LED灯珠点亮或熄灭，以再次调整所述输出电压Uo，使其稳定于所述上限参考电压VREF1与第二参考电压之间或下限参考电压VREF2与第二参考电压之间。
所述串联电路可与开关管1构成一回路，通过开关管1进入饱和状态使各LED模块组、LED灯珠导通以点亮，该开关管1也可以用相应的LED驱动芯片代替。
所述输出电压Uo也可以通过电压侦测单元采集，该电压侦测单元实际可以为一电压采集调理电路，所述开关管1的控制端可以与一误差放大单元相连，该误差放大单元用于起到保护作用；所述电压侦测单元、误差放大单元属于常规单元，现有技术中均有相关论述，这里不再详细论述。
如图3和图4所示，第一自适应电压检测单元，第一逻辑控制单元，以及若干个分别与各LED模块组并联的第一自适应控制单元。
所述第一自适应电压检测单元包括：上限电压比较器A1、下限电压比较器A2，所述输出电压Uo分别接至上限电压比较器A1的反相端和下限电压比较器A2的同相端。
所述上限电压比较器A1的同相端接入上限参考电压VREF1，所述下限电压比较器A2的反相端接入下限参考电压VREF2。
所述第一逻辑控制单元采用第一移位寄存单元U1，所述第一移位寄存单元U1的左移串行输入端接入低电平、右移串行输入端接入高电平,或左移串行输入端接入高电平、右移串行输入端接入低电平；所述第一移位寄存单元U1的控制方式的两输入端分别与上、下限电压比较器的输出端相连，以实现左移或右移控制；所述第一移位寄存单元U1的输出端分别与各第一自适应控制单元的控制端相连。
为了实现对输出电压进行精确调整(即细调)，所述电压细调模块可以采用两种实施方式，如下：
电压细调模块的实施方式一：
所述电压细调模块包括：第二自适应电压检测单元，第二逻辑控制单元，若干个分别与LED灯珠并联的第二自适应控制单元，所述第二逻辑控制单元采用第二移位寄存单元U2；所述第二自适应电压检测单元，包括：细调电压比较器A3，该细调电压比较器A3的反相端接入所述输出电压Uo，其同相端接入所述第二参考电压，该第二参考电压为下限参考电压VREF2加上一步进电压Vstep；所述上、下限电压比较器的输出端还分别与一与门的两输入端相连，该与门的输出端与一三输入与门的第一输入端相连，所述细调电压比较器的输出端通过第一非门与所述三输入与门的第二输入端相连，该三输入与门的第三输入端接入一脉冲信号CP1，该三输入与门的输出端与所述第二移位寄存单元U2的CP脉冲端相连，所述细调电压比较器A3的输出端还通过第二非门与所述第二移位寄存单元U2的右移串行输入端或左移串行输入端相连；所述第二移位寄存单元U2的输出端分别与各第二自适应控制单元的控制端相连。
电压细调模块的实施方式二：
所述电压细调模块包括：第二自适应电压检测单元，第二逻辑控制单元，若干个分别与LED灯珠并联的第二自适应控制单元，所述第二逻辑控制单元采用第二移位寄存单元U2；所述第二自适应电压检测单元，包括：细调电压比较器A3，该细调电压比较器A3的反相端接入所述输出电压，其同相端接入所述第二参考电压，该第二参考电压为上限参考电压VREF1减去一步进电压Vstep；所述上、下限电压比较器的输出端还分别与一与门的两输入端相连，该与门的输出端与一三输入与门的第一输入端相连，所述细调电压比较器的输出端与所述三输入与门的第二输入端相连，该三输入与门的第三输入端接入一脉冲信号，该三输入与门的输出端与所述第二移位寄存单元的CP脉冲端相连，所述细调电压比较器A3的输出端还与所述第二移位寄存单元U2的右移串行输入端或左移串行输入端相连；所述第二移位寄存单元的输出端分别与各第二自适应控制单元的控制端相连。
其中，所述第一、第二自适应控制单元可以采用开关单元来实现。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (4)

1.一种逼近式自适应LED线性控制电路，其特征在于包括：若干个LED模块组，所述LED模块组内设有至少两个以上LED灯珠，与所述LED模块组串联的适于独立控制的若干LED灯珠，且所述LED灯珠的总数不少于LED模块组内LED灯珠个数；若干LED模块组、LED灯珠构成串联电路后产生一输出电压；
所述逼近式自适应LED线性控制电路还包括：适于分别对各LED模块组、LED灯珠进行控制的自适应模块，该自适应模块包括：
电压粗调模块，适于通过所设定上限参考电压和下限参考电压，分别控制各LED模块组点亮或熄灭，以调整所述输出电压，使其稳定在所述上限参考电压和下限参考电压之间；
电压细调模块，适于通过设定第二参考电压，分别控制各LED灯珠点亮或熄灭，以再次调整所述输出电压，使其稳定于所述上限参考电压与第二参考电压之间或下限参考电压与第二参考电压之间。
2.根据权利要求1所述的逼近式自适应LED线性控制电路，其特征在于，所述电压粗调模块包括：第一自适应电压检测单元，第一逻辑控制单元，以及若干个分别与各LED模块组并联的第一自适应控制单元；
所述第一自适应电压检测单元包括：上限电压比较器、下限电压比较器，所述输出电压分别接至上限电压比较器的反相端和下限电压比较器的同相端；
所述上限电压比较器的同相端接入上限参考电压，
所述下限电压比较器的反相端接入下限参考电压；
所述第一逻辑控制单元采用第一移位寄存单元，所述第一移位寄存单元的左移串行输入端接入低电平、右移串行输入端接入高电平,或左移串行输入端接入高电平、右移串行输入端接入低电平；
所述第一移位寄存单元的控制方式的两输入端分别与上、下限电压比较器的输出端相连，以实现左移或右移控制；
所述第一移位寄存单元的输出端分别与各第一自适应控制单元的控制端相连。
3.根据权利要求2所述的逼近式自适应LED线性控制电路，其特征在于，所述电压细调模块包括：第二自适应电压检测单元，第二逻辑控制单元，若干个分别与LED灯珠并联的第二自适应控制单元，所述第二逻辑控制单元采用第二移位寄存单元；
所述第二自适应电压检测单元，包括：细调电压比较器，该细调电压比较器的反相端接入所述输出电压，其同相端接入所述第二参考电压，该第二参考电压为下限参考电压加上一步进电压；
所述上、下限电压比较器的输出端还分别与一与门的两输入端相连，该与门的输出端与一三输入与门的第一输入端相连，所述细调电压比较器的输出端通过第一非门与所述三输入与门的第二输入端相连，该三输入与门的第三输入端接入一脉冲信号，该三输入与门的输出端与所述第二移位寄存单元的CP脉冲端相连，所述细调电压比较器的输出端还通过第二非门与所述第二移位寄存单元的右移串行输入端或左移串行输入端相连；
所述第二移位寄存单元的输出端分别与各第二自适应控制单元的控制端相连。
4.根据权利要求2所述的逼近式自适应LED线性控制电路，其特征在于，所述电压细调模块包括：第二自适应电压检测单元，第二逻辑控制单元，若干个分别与LED灯珠并联的第二自适应控制单元，所述第二逻辑控制单元采用第二移位寄存单元；
所述第二自适应电压检测单元，包括：细调电压比较器，该细调电压比较器的反相端接入所述输出电压，其同相端接入所述第二参考电压，该第二参考电压为上限参考电压减去一步进电压；
所述上、下限电压比较器的输出端还分别与一与门的两输入端相连，该与门的输出端与一三输入与门的第一输入端相连，所述细调电压比较器的输出端与所述三输入与门的第二输入端相连，该三输入与门的第三输入端接入一脉冲信号，该三输入与门的输出端与所述第二移位寄存单元的CP脉冲端相连，所述细调电压比较器的输出端还与所述第二移位寄存单元的右移串行输入端或左移串行输入端相连；
所述第二移位寄存单元的输出端分别与各第二自适应控制单元的控制端相连。
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