CN204721659U - 一种汽车电子led背光防闪烁控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，包括汽车电池电压源Vin的正极、微控制器的一个PWM信号输出端、一个恒压电路、一个LED亮度调节电路和一个以上数目的支路照明电路，所述恒压电路包括三极管Q1、稳压二极管Z1、Z2和限流电阻R3，所述LED亮度调节电路包括基极分压电阻R4、R5和三极管Q2，任意一个所述的支路照明电路包括一个分压电阻和至少一个发光二极管，发光二极管顺向串联连接，分压电阻串联在发光二极管的负极，三极管Q1的发射极与发光二极管的正极相连，三极管Q2的集电极与分压电阻相连。本实用新型通过稳压二极管Z1和Z2的温度相互补偿作用，从而降低了温度漂移和电池电压不稳定所造成的发光二极管（LED）闪烁。

Description

一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种汽车多路恒压照明电路，具体地说是一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，特别是指受温度和汽车电池电压影响小且可调节LED亮度的电子电路，属于汽车电子技术领域。

背景技术

随着人们对汽车内饰舒适性、美观性越来越高的要求，使得对汽车内饰电子产品如空调控制器、仪表、多媒体娱乐系统中的LED照明电路的LED亮度、稳定性要求也越来越高。客户要求LED 照明的亮度在不同的温度和不同的汽车电池电压（通常在9v~16v 之间）下都要有稳定的表现。现有技术中，常用的LED照明电路有以下几种：                                               使用LED照明专用集成芯片，如OZ9908，它具有高效率、模拟/PWM调光、短路保护、恒流等优点，且支持6路LED串联。但是此种方案的成本过于高昂，且PCB封装太大，对于对成本敏感、PCB尺寸要求小的汽车电子来讲，是不适用的。使用稳压电源芯片，将汽车电池电压稳压成一个固定的电压值，让其驱动LED源。此电路可以防止LED随电池电压波动而产生的闪烁，但是如果驱动多路LED时，就需要较大的电流，此时就需要大功率的稳压电源芯片，然而，这样增加了电路成本，且功耗也会大大增加。LED串联限流电阻，串联开关三极管，由MCU监控汽车电池电压，当电池电压出现波动时，MCU立即发送信号给开关三极管，让其调整PWM的占空比，调整LED亮度，使其在电池电压波动时，调整LED电流来防止LED闪烁。此电路适用于电池电压缓慢变化、电压值变化不大的情况，对于电压在极短时间内有较大变化的情况时，LED还是会有较明显的闪烁。且此电路占用MCU资源，MCU也不能实时反应出电池电压变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种恒压、可调节LED亮度，易于扩展的低成本LED稳压照明电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，包括汽车电池电压源Vin的正极、微控制器的一个PWM信号输出端、一个恒压电路、一个LED亮度调节电路和一个以上数目的支路照明电路，所述恒压电路的输入端连接至汽车电池电压源Vin的正极，所述恒压电路的输出端与所有支路照明电路相连，所述微控制器的一个PWM信号输出端连接至LED亮度调节电路的输入端，所述LED亮度调节电路的输出端与所有支路照明电路相连；所述恒压电路包括三极管Q1、稳压二极管Z1、稳压二极管Z2和限流电阻R3，其中，所述三极管Q1的集电极与所述汽车电池电压源Vin的正极相连，所述限流电阻R3的一端与汽车电池电压源Vin的正极相连，另一端与稳压二极管Z2的负极相连，稳压二极管Z2的正极与稳压二极管Z1的负极相连，稳压二极管Z1的正极接地，所述三极管Q1的基极连接至限流电阻R3和稳压二极管Z2之间引出的支路；所述LED亮度调节电路包括基极分压电阻R4、R5和三极管Q2，其中，基极分压电阻R4的一端与所述微控制器的一个PWM信号输出端相连，另一端与基极分压电阻R5的一端相连，基极分压电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的基极连接至基极分压电阻R4和R5之间引出的支路，三极管Q2的发射极接地；任意一个所述的支路照明电路包括一个分压电阻和至少一个发光二极管，所有发光二极管顺向串联连接，所述分压电阻串联在发光二极管的负极，所述三极管Q1的发射极与发光二极管的正极相连，所述三极管Q2的集电极与分压电阻相连。

作为本实用新型的一种改进， 所述三极管Q1和三极管Q2均为NPN型双极性晶体管。

作为本实用新型的一种改进， 所述稳压二极管Z1采用稳压电压不大于5伏、具有负温度系数且反向电击穿为齐纳击穿的稳压二极管，所述稳压二极管Z2采用稳压电压大于5伏、具有正温度系数且反向电击穿为雪崩击穿的稳压二极管。

作为本实用新型的一种改进， 所述稳压二极管Z1的型号为BZX84-C2V4，所述稳压二极管Z2是型号为BZX84-C5V6。

相对于现有技术，本实用新型通过恒压电路将汽车电池电压源向外输出的电压Vout稳定为一定值，并且通过稳压二极管Z1和Z2的温度相互补偿作用，将温度系数大大减小，使得温度系数达到0.0004V/K，从而降低了温度漂移和电池电压不稳定所造成的发光二极管（LED）闪烁；各个照明线路相互独立，结构简单可靠，既便于扩展更多路的输出能力又方便调整流过发光二极管（LED）的电流，降低了电路的成本；通过微控制器输出的不同占空比的PWM信号调整三极管Q2的导通时间来控制流过发光二极管（LED）的电流，从而无需改动电路而实现软件调光。

附图说明

图1为本实用新型的汽车电子LED多路恒压照明电路的电路原理图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

 如图1所示，一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，包括汽车电池电压源Vin的正极、微控制器的一个PWM信号输出端、一个恒压电路、一个LED亮度调节电路和两条支路照明电路。所述汽车电池电压源Vin的正极与恒压电路的输入端相连，其负极接地，所述恒压电路的输出端与所有支路照明电路相连，所述微控制器的一个PWM信号输出端连接至LED亮度调节电路的输入端，所述LED亮度调节电路的输出端与所有支路照明电路相连。所述恒压电路包括三极管Q1、稳压二极管Z1、稳压二极管Z2和限流电阻R3，其中，所述三极管Q1的集电极与所述汽车电池电压源Vin的正极相连，所述限流电阻R3的一端与汽车电池电压源Vin的正极相连，另一端与稳压二极管Z2的负极相连，稳压二极管Z2的正极与稳压二极管Z1的负极相连，稳压二极管Z1的正极接地，所述三极管Q1的基极连接至限流电阻R3和稳压二极管Z2之间引出的支路。所述LED亮度调节电路包括基极分压电阻R4、R5和三极管Q2，其中，基极分压电阻R4的一端与所述微控制器的一个PWM信号输出端相连，另一端与基极分压电阻R5的一端相连，基极分压电阻R4用于在三极管Q2被击穿时保护前端的PWM输出电路，基极分压电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的基极连接至基极分压电阻R4 、R5之间引出的支路，三极管Q2的发射极接地。第一条支路照明电路是由分压电阻R1和发光二极管D1组成，第二条支路照明电路是由分压电阻R2和发光二极管D2组成，所述分压电阻R1和R2分别串联在发光二极管D1和D2的负极，所述三极管Q1的发射极与发光二极管D1和D2的正极相连，所述三极管Q2的集电极与分压电阻R1和R2相连。

优选地，所述三极管Q1和Q2选用NPN型双极性晶体管，所述稳压二极管Z1采用型号为BZX84-C2V4的稳压管，其稳压电压为2.4伏、具有负温度系数且反向电击穿为齐纳击穿，所述稳压二极管Z2采用型号为BZX84-C5V6的稳压管，其稳压电压为5.6伏、具有正温度系数且反向电击穿为雪崩击穿。

图中，三极管Q1的发射极输出电压为Vout=(Vz1+Vz2-0.7V)，其中Vz1和Vz2分别是稳压二极管Z1和Z2的稳压电压值，由于两个稳压二极管的温度系数基本上能够相互抵消，从而降低了温度漂移和电池电压不稳定所造成的问题，使得Vout为稳定值，防止发光二极管产生背光闪烁。来自微控制器（MCU）I/O口输出的PWM信号提供不同占空比Duty来更改LED电流，使得发光二极管D1上的电流为Duty*Vout/R1，发光二极管D2上的电流为Duty*Vout/R2，其它扩展支路照明电路上的发光二极管的电流（即LED电流）以此类推。若输出100%占空比，则MCU的I/O口输出5V高电平，三极管Q2导通，LED点亮；当输出0%占空比，MCU的I/O口输出0V低电平，三极管Q2不导通，LED不亮。

一般在固定频率下，使用占空比这个概念，占空比就是高电平与低电平在一个周期的时间比。比如使用1KHZ的频率，若占空比为60%，则60%*（1/1000）=0.6ms，那么三极管Q2在1ms周期内，0.6ms导通，0.4ms不导通，而由于人眼是无法识别0.4ms的，所以LED给人的感觉就是一直亮，但是亮度没有一直导通时的亮。因此，根据上述原理，就可以通过改变占空比来调节LED亮度，实质上是调节了流过LED上的电流。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1.一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，其特征在于：包括汽车电池电压源Vin的正极、微控制器的一个PWM信号输出端、一个恒压电路、一个LED亮度调节电路和一个以上数目的支路照明电路，所述恒压电路包括三极管Q1、稳压二极管Z1、稳压二极管Z2和限流电阻R3，其中，所述三极管Q1的集电极与所述汽车电池电压源Vin的正极相连，所述限流电阻R3的一端与汽车电池电压源Vin的正极相连，另一端与稳压二极管Z2的负极相连，稳压二极管Z2的正极与稳压二极管Z1的负极相连，稳压二极管Z1的正极接地，所述三极管Q1的基极连接至限流电阻R3和稳压二极管Z2之间引出的支路；所述LED亮度调节电路包括基极分压电阻R4、R5和三极管Q2，其中，基极分压电阻R4的一端与所述微控制器的一个PWM信号输出端相连，另一端与基极分压电阻R5的一端相连，基极分压电阻R5的另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的基极连接至基极分压电阻R4和R5之间引出的支路，三极管Q2的发射极接地；任意一个所述的支路照明电路包括一个分压电阻和至少一个发光二极管，所有发光二极管顺向串联连接，所述分压电阻串联在发光二极管的负极，所述三极管Q1的发射极与发光二极管的正极相连，所述三极管Q2的集电极与分压电阻相连。

2.如权利要求1所述的一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，其特征在于，所述三极管Q1和三极管Q2均为NPN型双极性晶体管。

3.如权利要求1所述的一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，其特征在于，所述稳压二极管Z1采用稳压电压不大于5伏、具有负温度系数且反向电击穿为齐纳击穿的稳压二极管，所述稳压二极管Z2采用稳压电压大于5伏、具有正温度系数且反向电击穿为雪崩击穿的稳压二极管。

4.如权利要求1或3所述的一种汽车电子LED背光防闪烁控制电路，其特征在于，所述稳压二极管Z1的型号为BZX84-C2V4，所述稳压二极管Z2是型号为BZX84-C5V6。