CN204305428U - 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，包括稳流电路和开关电路，开关电路的控制端接收恒流源的控制信号，开关电路的直流电压输入端与参考电压源连接，控制端一路与参考电压源连接，另外一路与开关电路的控制信号输出端连接，开关电路接收恒流源发送的控制信号，产生用于控制稳流电路与所述参考电压源之间导通状态的控制信号，并发送至所述稳流电路的控制端，稳流电路串联在LED的供电回路中。本实用新型的LED恒流驱动电路，通过将稳流电路的控制端与参考电压源连接，为稳流电路提供恒定的参考电压，当LED供电回路中所接入的直流电源出现波动时，稳流电路能够稳定LED供电回路中的电流，进而使得通过LED的电流保持平稳，避免了LED闪烁、明暗不均匀现象。

Description

一种LED恒流驱动电路

技术领域

 本实用新型涉及一种LED驱动电路，具体地说，是涉及一种LED恒流驱动电路。

背景技术

半导体发光二极管（LED）在电子产品中作为显示器背光，指示灯甚至显示器本身具有大量使用，LED的亮度主要由流经二极管的电流决定，在一些电池质量要求不高或者外部直流电源电压输出不稳定的电子产品中，LED亮度将随外部电源的波动而波动，造成闪烁、明暗不均匀等现象，影响产品的使用感受。

发明内容

本实用新型为了解决现有LED容易受电源影响，因电源存在波动而造成LED闪烁、明暗不均匀现象的问题，提出了一种LED恒流驱动电路，能够解决上述问题。

为了解决上述技术问题，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，包括用于稳定LED的供电回路中电流的稳流电路和开关电路，所述开关电路的控制端接收恒流源的控制信号，所述开关电路的直流电压输入端与参考电压源连接，所述稳流电路的控制端一路与参考电压源连接，另外一路与所述开关电路的控制信号输出端连接，所述开关电路接收恒流源发送的控制信号，产生用于控制所述稳流电路与所述参考电压源之间导通状态的控制信号，并发送至所述稳流电路的控制端，所述稳流电路串联在LED的供电回路中。

进一步的，所述稳流电路包括第一NPN三极管，所述第一NPN三极管的集电极连接LED后与外部直流电源连接， 基极分别连接开关电路、和通过第二电阻与参考电压源连接，发射极通过第一电阻连接地端，所述第一NPN三极管的基极通过第六电阻连接地端。

优选的，所述参考电压源为主控制器的供电电源。

进一步的，所述开关电路包括第二NPN三极管，所述第二NPN三极管的集电极与所述第一NPN三极管的基极连接，所述第二NPN三极管的基极为控制信号输入端，用于接收恒流源的控制信号，所述第二NPN三极管的发射极与地端连接。

进一步的，所述第二NPN三极管的基极还通过串接第四电阻和第七电阻后与参考电压源连接，基极通过第五电阻与地端连接。所述第四电阻起到上拉电阻的作用，当控制信号输入端输入电平状态不确定时，用于将第二NPN三极管的基极上拉至高电平，所述第五电阻起到下拉电阻的作用，用于为该第二NPN三极管的基极提供稳定可靠地工作电压。

此外，所述开关电路还可以通过采用NMOS管实现，所述NMOS管的漏极与所述第一NPN三极管的基极连接，所述NMOS管的栅极为控制信号输入端，用于接收恒流源的控制信号，所述NMOS管的源极与地端连接。

进一步的，所述NMOS管的栅极还通过串接第四电阻和第七电阻后与参考电压源连接，源极通过第五电阻与地端连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的LED恒流驱动电路，通过将稳流电路的控制端与参考电压源连接，为稳流电路提供恒定的参考电压，当LED供电回路中所接入的直流电源出现波动时，稳流电路能够稳定LED供电回路中的电流，进而使得通过LED的电流保持平稳，避免了LED闪烁、明暗不均匀现象。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

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是本实用新型所提出的LED恒流驱动电路的一种实施例原理方框图；

图2是本实用新型所提出的LED恒流驱动电路的一种实施例电路原理图；

图3是本实用新型所提出的LED恒流驱动电路的另外一种实施例电路原理图；

图4是本实用新型所提出的LED恒流驱动电路的另外一种实施例电路原理图。

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做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。

实施例一，本实施例提出了一种LED恒流驱动电路，如图1所示，包括用于稳定LED的供电回路中电流的稳流电路和开关电路，所述开关电路的控制端接收恒流源的控制信号，所述开关电路的直流电压输入端与参考电压源连接，所述稳流电路的控制端一路与参考电压源连接，另外一路与所述开关电路的控制信号输出端连接，所述开关电路接收恒流源发送的控制信号，产生用于控制所述稳流电路与所述参考电压源之间导通状态的控制信号，并发送至所述稳流电路的控制端，所述稳流电路串联在LED的供电回路中。由于参考电压源VIO为稳流电路提供稳定的参考电压，所述稳流电路用于稳定LED的供电回路中的电流，当LED供电回路中所接入的直流电源出现波动时，稳流电路能够稳定LED供电回路中的电流，进而使得通过LED的电流保持平稳，避免了LED闪烁、明暗不均匀现象。

作为一个优选的实施例，如图2所示，给出了一种稳流电路的具体实现电路原理图，所述稳流电路包括第一NPN三极管Q1，所述第一NPN三极管Q1的集电极连接LED后与外部直流电源VBAT连接，基极分别连接开关电路、和通过第二电阻R2后与参考电压源VIO连接，发射极通过第一电阻R1连接地端，所述第一NPN三极管Q1的基极通过第六电阻R6连接地端。本实施例的LED恒流驱动电路，开关电路接受恒流源的控制信号CTL的控制开启或者关闭，进而控制将第一NPN三极管Q1与参考电压源VIO导通或者断开，当第一NPN三极管Q1导通开启时，参考电压源VIO为第一NPN三极管Q1的基极提供高电平输入，形成基极电流，发射极形成射极电流流经第一电阻R1后接地，由于LED的供电回路中的电源为外部直流电源VBAT，VBAT是电池电压或外部直流电源电压，LED正端接VBAT，进而现有的驱动电路中容易导致流经LED的电流出现波动，出现闪烁或者明暗不均匀现象，然而在本实施例中，当外部直流电源VBAT电压升高时，流经LED、第一电阻R1的电流增加，因此第一电阻R1的分压增加，由于参考电压源VIO恒压，因此第一NPN三极管Q1的基极分压减小，进而基极电流Ib减小，第一NPN三极管Q1工作在放大区，其集电极电流Ic与基极电流Ib成线性关系，因此集电极电流Ic也相应减小，第一NPN三极管Q1的集电极电流Ic即是流经LED的电流，进而起到抑制流经LED的电流增大的作用，反之，当外部直流电源VBAT电压降低时，流经LED、第一电阻R1的电流减小，根据参考电压源的恒压特性以及第一NPN三极管Q1的反馈作用，可以抑制流经LED的电流减小，进而实现了当外部直流电源VBAT电压波动时，防止流经LED的电流波动，为LED提供恒流工作电流，避免造成闪烁、明暗不均匀等现象。

所述参考电压源VIO用于提供参考电压，所述参考电压源VIO优选为主控制器的供电电源。由于所述恒流控制电路从参考电压源VIO吸收的电流一般不超过100uA，因此不会对主控制器的供电造成影响。

在本实施例中，如图3所示，所述开关电路包括第二NPN三极管Q2，所述第二NPN三极管Q2的集电极与所述第一NPN三极管Q1的基极连接，所述第二NPN三极管Q2的基极为控制信号CTL输入端，用于接收恒流源的控制信号，所述第二NPN三极管Q2的发射极与地端连接。其中，CTL作为恒流源的控制信号，可以是主控制器的GPIO，也可以是其他逻辑电平信号。当CTL为高电平时，第二NPN三极管Q2导通，第一NPN三极管Q1的基极被下拉到地，第一NPN三极管Q1截止，LED不能发光。

当CTL为低电平时，第二NPN三极管Q2不导通，第二电阻R2和第六电阻R6的共同作用，第一NPN三极管Q1导通，LED发光，流经LED的电流由第二电阻R2、第六电阻R6、以及第一电阻R1共同决定。通过为第一电阻R1、第二电阻R2和第六R6选择合适的电阻值，可以设定流经LED的电流，进而控制LED的亮度。其中，第一电阻R1与LED串联，其阻值直接影响通路电流大小，第二电阻R2主要控制第一NPN三极管Q1的基极电流，进而决定集电极电流。第六电阻R6和第二电阻R2共同控制第一NPN三极管Q1的静态工作点，间接控制电流。

在本实施例中，所述第二NPN三极管Q2的基极还通过串接第四电阻R4和第七电阻R7后与参考电压源VIO连接，基极通过第五电阻R5与地端连接。所述第四电阻R4起到上拉电阻的作用，当控制信号CTL输入端输入电平状态不确定时，用于将第二NPN三极管Q2的基极上拉至高电平，所述第五电阻R5起到下拉电阻的作用，用于为该第二NPN三极管Q2的基极提供稳定可靠地工作电压。由于第四电阻R4的存在，即使CTL为集电极开路的输出端，也可以完成恒流源的控制。如果CTL是带内部上拉的逻辑电平，第四电阻R4可以省略。

如表1所示，为本实施例LED恒流驱动电路的仿真，在R1为68欧姆，R2 、R4 、R5、 R6、 R7均为10k欧姆,LED正向导通压降3V的条件下，恒流精度如下：

VIO	VBAT	ILED
			3V	4V	8.50mA
3V	12V	9.97mA

表1

如表2所示，为现有技术中采用简单双三极管恒流方式，在满足ILED基本相同的情况下，恒流精度如下：

VBAT	ILED
		4V	7.49mA
12V	10.51mA

表2

由表1、表2可知，在VBAT电压均变化3倍的情况下（4V-12V），本实施例的LED恒流驱动电路LED电流精度为17%，而现有技术简单双三极管恒流方式为40%，因此，本实施例的LED恒流驱动电路有明显的精度优势，波动幅度小。

实施例二，本实施例提供了开关电路的另外一种形式的实现电路，如图4所示，本实施例的LED恒流驱动电路的其他电路结构可以参见实施例一记载，在此不做赘述。本实施例的开关电路包括NMOS管Q2，所述NMOS管Q2的漏极与所述第一NPN三极管Q1的基极连接，所述NMOS管Q2的栅极为控制信号输入端，用于接收恒流源的控制信号CTL，所述NMOS管Q2的源极与地端连接。其中，CTL作为恒流源的控制信号，可以是主控制器的GPIO，也可以是其他逻辑电平信号。当CTL为高电平时，NMOS管Q2的栅极电压高于源极，因此NMOS管Q2导通，第一NPN三极管Q1的基极被下拉到地，第一NPN三极管Q1截止，LED不能发光。

当CTL为低电平时，NMOS管Q2不导通，第二电阻R2和第六电阻R6的共同作用，第一NPN三极管Q1导通，LED发光，流经LED的电流由第二电阻R2、第六电阻R6、以及第一电阻R1共同决定。通过为第一电阻R1、第二电阻R2和第六电阻R6选择合适的电阻值，可以设定流经LED的电流，进而控制LED的亮度。其中，R1与LED串联，其阻值直接影响通路电流大小，第二电阻R2主要控制第一NPN三极管Q1的基极电流，进而决定集电极电流。第六电阻R6和第二电阻R2共同控制NMOS管Q2的静态工作点，间接控制电流。稳流电路的工作原理与实施例一中的原理一致，在此不做赘述。

同样道理的，在本实施例中，所述NMOS管Q2的栅极还通过第四电阻R4与参考电压源VIO输入端连接，源极通过第五电阻R5与地端连接。所述第四电阻R4起到上拉电阻的作用，当控制信号CTL输入端输入电平状态不确定时，用于将NMOS管Q2的栅极上拉至高电平，所述第五电阻R5起到下拉电阻的作用，用于为该NMOS管Q2的基极提供稳定可靠地工作电压。由于第四电阻R4的存在，即使CTL为集电极开路的输出端，也可以完成恒流源的控制。如果CTL是带内部上拉的逻辑电平，第四电阻R4可以省略。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种LED恒流驱动电路，其特征在于，包括用于稳定LED的供电回路中电流的稳流电路和开关电路，所述开关电路的控制端接收恒流源的控制信号，所述开关电路的直流电压输入端与参考电压源连接，所述稳流电路的控制端一路与参考电压源连接，另外一路与所述开关电路的控制信号输出端连接，所述开关电路接收恒流源发送的控制信号，产生用于控制所述稳流电路与所述参考电压源之间导通状态的控制信号，并发送至所述稳流电路的控制端，所述稳流电路串联在LED的供电回路中。

2.根据权利要求1所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述稳流电路包括第一NPN三极管，所述第一NPN三极管的集电极连接LED后与外部直流电源连接， 基极分别连接开关电路、和通过第二电阻与参考电压源连接，发射极通过第一电阻连接地端，所述第一NPN三极管的基极通过第六电阻连接地端。

3.根据权利要求2所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述参考电压源为主控制器的供电电源。

4.根据权利要求2-3任一项所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述开关电路包括第二NPN三极管，所述第二NPN三极管的集电极与所述第一NPN三极管的基极连接，所述第二NPN三极管的基极为控制信号输入端，用于接收恒流源的控制信号，所述第二NPN三极管的发射极与地端连接。

5.根据权利要求4所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述第二NPN三极管的基极还通过串接第四电阻和第七电阻后与参考电压源连接，基极通过第五电阻与地端连接。

6.根据权利要求求2-3任一项所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述开关电路包括NMOS管，所述NMOS管的漏极与所述第一NPN三极管的基极连接，所述NMOS管的栅极为控制信号输入端，用于接收恒流源的控制信号，所述NMOS管的源极与地端连接。

7.根据权利要求6所述的LED恒流驱动电路，其特征在于，所述NMOS管的栅极还通过串接第四电阻和第七电阻后与参考电压源连接，源极通过第五电阻与地端连接。