实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种实现多组LED灯珠串独立恒流供电,相互LED灯珠串之间互不干扰的LED驱动应用电路。
本实用新型的目的是这样实现的,所述驱动应用电路具体电路结构为:电阻R2的一端与电源Vin相连接,所述电阻R2的另一端分别与二极管D1的阴极、PNP型三极管Q1的发射极、电阻R14的一端以及电阻R7的一端相连接,所述二极管D1的阳极接地,所述电阻R7的另一端分别与二极管D2的阴极、数据存储芯片U1的VDD引脚和相移控制芯片U2的VDD引脚相连接,所述二极管D2的阳极、所述数据存储芯片U1的A0引脚、A1引脚、A2引脚、WP引脚、GND引脚以及所述相移控制芯片U2的R引脚以及GND引脚均接地;所述数据存储芯片U1的读写控制引脚SCL外接读写控制信号,所述数据存储芯片U1的数据输入引脚SDA外接数据输入信号,且连接至相移控制芯片U2的CK引脚;所述相移控制芯片U2的T1引脚与NPN型三极管Q3的基极相连接,所述相移控制芯片U2的T2引脚与NPN型三极管Q4的基极相连接,相移控制芯片U2的T3引脚与NPN型三极管Q5的基极相连接,相移控制芯片U2的T4引脚与NPN型三极管Q6的基极相连接;所述电阻R14的另一端分别与NPN型三极管Q2的基极和调光输入信号PWM相连接,所述NPN型三极管Q2的集电极连接电阻R1后与所述PNP型三极管Q1的基极相连接,所述PNP型三极管Q1的集电极分别与电阻R8、电阻R13、电阻R19以及电阻R24的一端相连接,所述电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端和比较放大器IC1的负输入端相连接,所述电阻R13的另一端分别与电阻R15的一端和比较放大器IC2的负输入端相连接,所述电阻R19的另一端分别与电阻R20的一端和比较放大器IC3的负输入端相连接,所述电阻R24的另一端分别与电阻R25的一端和比较放大器IC4的负输入端相连接;所述比较放大器IC1的正输入端分别与MOS开关管Q7的源极和电阻R12的一端相连接,所述比较放大器IC2的正输入端分别与MOS开关管Q8的源极和电阻R18的一端相连接,所述比较放大器IC3的正输入端分别与MOS开关管Q9的源极和电阻R23的一端相连接,所述比较放大器IC4的正输入端分别与MOS开关管Q10的源极和电阻R28的一端相连接;所述比较放大器IC1的输出端与电阻R11的一端相连接,所述电阻R11的另一端分别与MOS开关管Q7的栅极和NPN型三极管Q3的集电极相连接,所述比较放大器IC2的输出端与电阻R17的一端相连接,所述电阻R17的另一端分别与MOS开关管Q8的栅极和NPN型三极管Q4的集电极相连接,所述比较放大器IC3的输出端与电阻R22的一端相连接,所述电阻R22的另一端分别与MOS开关管Q9的栅极和NPN型三极管Q5的集电极相连接,所述比较放大器IC4的输出端与电阻R27的一端相连接,所述电阻R27的另一端分别与MOS开关管Q10的栅极和NPN型三极管Q6的集电极相连接;所述NPN型三极管Q2的发射极、电阻R9的另一端、NPN型三极管Q3的发射极、电阻R12的另一端、电阻R15的另一端、NPN型三极管Q4的发射极、电阻R18的另一端、电阻R20的另一端、NPN型三极管Q5的发射极、电阻R23的另一端、电阻R25的另一端、NPN型三极管Q6的发射极、电阻R28的另一端接地;所述电源Vin分别与比较放大器IC5的正输入端、比较放大器IC6的正输入端、比较放大器IC7的正输入端、比较放大器IC8的正输入端相连接,所述比较放大器IC5的输出端串接电阻R10后与比较放大器IC1的负输入端相连接,所述比较放大器IC6的输出端串接电阻R16后与比较放大器IC2的负输入端相连接,所述比较放大器IC7的输出端串接电阻R21后与比较放大器IC3的负输入端相连接,所述比较放大器IC8的输出端串接电阻R26后与比较放大器IC4的负输入端相连接;所述比较放大器IC5的负输入端与所述MOS开关管Q7的漏极之间连接LED灯珠串DL1,所述比较放大器IC6的负输入端与所述MOS开关管Q8的漏极之间连接LED灯珠串DL2,所述比较放大器IC7的负输入端与所述MOS开关管Q9的漏极之间连接LED灯珠串DL3,所述比较放大器IC8的负输入端与所述MOS开关管Q10的漏极之间连接LED灯珠串DL4。
与现有技术相比,本实用新型提供的LED驱动应用电路可以广泛的应用到LED应用领域中,能够实现对多组LED灯珠串的独立恒流供电,相互LED灯珠串之间互不干扰,实现LED灯的间隙点亮,使得LED灯珠串工作时的结温降低20%以上,光强提高1.6倍,光衰减小,所需散热器面积减小,延长LED灯具的使用寿命;同时通过改变调光单元的输入信号,以及改变数据存储单元中的输入数据能够统一改变通过LED灯珠串的恒流电流,从而改变LED灯珠串的工作方式。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明,但不得以任何方式对本实用新型加以限制,基于本实用新型教导所作的任何变更或改进,均属于本实用新型的保护范围。
图1给出了本实用新型驱动应用电路的具体电路结构示意图,在本实用新型中,电阻R2的一端与电源Vin相连接,所述电阻R2的另一端分别与二极管D1的阴极、PNP型三极管Q1的发射极、电阻R14的一端以及电阻R7的一端相连接,所述二极管D1的阳极接地,所述电阻R7的另一端分别与二极管D2的阴极、数据存储芯片U1的VDD引脚和相移控制芯片U2的VDD引脚相连接,所述二极管D2的阳极、所述数据存储芯片U1的A0引脚、A1引脚、A2引脚、WP引脚、GND引脚以及所述相移控制芯片U2的R引脚以及GND引脚均接地;所述数据存储芯片U1的读写控制引脚SCL外接读写控制信号,所述数据存储芯片U1的数据输入引脚SDA外接数据输入信号,且连接至相移控制芯片U2的CK引脚;所述相移控制芯片U2的T1引脚与NPN型三极管Q3的基极相连接,所述相移控制芯片U2的T2引脚与NPN型三极管Q4的基极相连接,相移控制芯片U2的T3引脚与NPN型三极管Q5的基极相连接,相移控制芯片U2的T4引脚与NPN型三极管Q6的基极相连接;所述电阻R14的另一端分别与NPN型三极管Q2的基极和调光输入信号PWM相连接,所述NPN型三极管Q2的集电极连接电阻R1后与所述PNP型三极管Q1的基极相连接,所述PNP型三极管Q1的集电极分别与电阻R8、电阻R13、电阻R19以及电阻R24的一端相连接,所述电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端和比较放大器IC1的负输入端相连接,所述电阻R13的另一端分别与电阻R15的一端和比较放大器IC2的负输入端相连接,所述电阻R19的另一端分别与电阻R20的一端和比较放大器IC3的负输入端相连接,所述电阻R24的另一端分别与电阻R25的一端和比较放大器IC4的负输入端相连接;所述比较放大器IC1的正输入端分别与MOS开关管Q7的源极和电阻R12的一端相连接,所述比较放大器IC2的正输入端分别与MOS开关管Q8的源极和电阻R18的一端相连接,所述比较放大器IC3的正输入端分别与MOS开关管Q9的源极和电阻R23的一端相连接,所述比较放大器IC4的正输入端分别与MOS开关管Q10的源极和电阻R28的一端相连接;所述比较放大器IC1的输出端与电阻R11的一端相连接,所述电阻R11的另一端分别与MOS开关管Q7的栅极和NPN型三极管Q3的集电极相连接,所述比较放大器IC2的输出端与电阻R17的一端相连接,所述电阻R17的另一端分别与MOS开关管Q8的栅极和NPN型三极管Q4的集电极相连接,所述比较放大器IC3的输出端与电阻R22的一端相连接,所述电阻R22的另一端分别与MOS开关管Q9的栅极和NPN型三极管Q5的集电极相连接,所述比较放大器IC4的输出端与电阻R27的一端相连接,所述电阻R27的另一端分别与MOS开关管Q10的栅极和NPN型三极管Q6的集电极相连接;所述NPN型三极管Q2的发射极、电阻R9的另一端、NPN型三极管Q3的发射极、电阻R12的另一端、电阻R15的另一端、NPN型三极管Q4的发射极、电阻R18的另一端、电阻R20的另一端、NPN型三极管Q5的发射极、电阻R23的另一端、电阻R25的另一端、NPN型三极管Q6的发射极、电阻R28的另一端接地;所述电源Vin分别与比较放大器IC5的正输入端、比较放大器IC6的正输入端、比较放大器IC7的正输入端、比较放大器IC8的正输入端相连接,所述比较放大器IC5的输出端串接电阻R10后与比较放大器IC1的负输入端相连接,所述比较放大器IC6的输出端串接电阻R16后与比较放大器IC2的负输入端相连接,所述比较放大器IC7的输出端串接电阻R21后与比较放大器IC3的负输入端相连接,所述比较放大器IC8的输出端串接电阻R26后与比较放大器IC4的负输入端相连接;所述比较放大器IC5的负输入端与所述MOS开关管Q7的漏极之间连接LED灯珠串DL1,所述比较放大器IC6的负输入端与所述MOS开关管Q8的漏极之间连接LED灯珠串DL2,所述比较放大器IC7的负输入端与所述MOS开关管Q9的漏极之间连接LED灯珠串DL3,所述比较放大器IC8的负输入端与所述MOS开关管Q10的漏极之间连接LED灯珠串DL4。
图2为本实用新型LED驱动应用电路中相移控制芯片的内部具体电路结构示意图,所述相移控制芯片U2内部的具体电路结构包括14位二进制串行计数器IC9,Johnson计数器IC10,二输入端施密特触发器IC11、IC12,开关二极管D3、滑动变阻器RW1、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电容C4、电容C5以及双D触发器IC13~IC24;所述14位二进制串行计数器IC9的RST引脚接地,且所述14位二进制串行计数器IC9的RST引脚为相移控制芯片U2的R引脚;所述14位二进制串行计数器IC9的CIN引脚连接电阻R29的一端,所述14位二进制串行计数器IC9的COUT引脚连接电容C4的一端,所述14位二进制串行计数器IC9的引脚连接电阻R30的一端,所述电阻R29的另一端与电容C4的另一端,以及电阻R30的另一端相连接,所述14位二进制串行计数器IC9的Q4引脚分别与双D触发器IC13~IC24的时钟引脚CK相连接,所述14位二进制串行计数器IC9的Q7引脚与Johnson计数器IC10的CLK引脚相连接;
所述Johnson计数器IC10的引脚与Johnson计数器IC10的Q5引脚相连接,所述Johnson计数器IC10的RST引脚接地,所述Johnson计数器IC10的Q0引脚与二输入端施密特触发器IC11的第二输入引脚相连接,所述二输入端施密特触发器IC11的第一输入引脚为相移控制芯片U2的CK引脚;
所述二输入端施密特触发器IC11的输出引脚连接开关二极管D3的负极,所述开关二极管D3的正极与二输入端施密特触发器IC12的第一输入引脚和第二输入引脚相连接,同时所述开关二极管D3的正极串接电容C5后接地,所述滑动变阻器RW1的一端与电源VDD相连接,所述滑动变阻器RW1的另一端串接电阻R31后与开关二极管D3的正极相连接;
所述二输入端施密特触发器IC12的输出引脚即为相移控制芯片U2的T1引脚,且与双D触发器IC13的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC13~IC24的置位引脚S均接地,所述双D触发器IC13~IC23的复位引脚R均接地,所述双D触发器IC13的原码输出引脚Q与双D触发器IC14的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC14的原码输出引脚Q与双D触发器IC15的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC15的原码输出引脚Q与双D触发器IC16的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC16的原码输出引脚Q即为相移控制芯片U2的T2引脚,且与双D触发器IC17的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC17的原码输出引脚Q与双D触发器IC18的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC18的原码输出引脚Q与双D触发器IC19的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC19的原码输出引脚Q与双D触发器IC20的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC20的原码输出引脚Q即为相移控制芯片U2的T3引脚,且与双D触发器IC21的数据输入引脚D相连接;所述双D触发器IC21的原码输出引脚Q与双D触发器IC22的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC22的原码输出引脚Q与双D触发器IC23的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC23的原码输出引脚Q与双D触发器IC24的数据输入引脚D相连接,所述双D触发器IC24的原码输出引脚Q即为相移控制芯片U2的T4引脚。
所述LED驱动应用电路的工作原理是:
Vin输入24V直流电源,部分电压通过外围电阻R3、R4、R5、R6直接加到LED灯珠串DL1、DL2、DL3、DL4的正极端上,LED灯珠串DL1、DL2、DL3、DL4的负极端分别与MOS开关管Q7、Q8、Q9、Q10的漏极连接,当MOS开关管Q7、Q8、Q9、Q10导通时,LED灯珠串DL1、DL2、DL3、DL4对应点亮;当MOS开关管开关管Q7、Q8、Q9、Q10截止时,LED灯珠串DL1、DL2、DL3、DL4对应熄灭。另一部分电压由电阻R2、二极管D1后产生12V的VCC电压提供基准电压单元,再经电阻R7、二极管D2产生5V的VDD电压提供给数字存储单元和相移控制单元。
PNP型三极管Q1、NPN型三极管Q2、电阻R1以及R14组成基准电压单元,基准电压单元分别为比较放大器IC1、比较放大器IC2、比较放大器IC3、比较放大器IC4的负输入端提供电压;在PWM引脚没有PWM信号输入时,NPN型三极管Q2基极高电位,PNP型三极管Q1的集电极有稳定电压输出,当PWM引脚有PWM信号时,NPN型三极管Q2的基极电压会受到控制,PNP型三极管Q1的集电极电压将随着PWM输入信号的变化而产生相应的变化,比较放大器IC1、比较放大器IC2、比较放大器IC3、比较放大器IC4的负输入端电压也随之变化,比较放大器IC1、比较放大器IC2、比较放大器IC3、比较放大器IC4的输出电压也对应发生变化。
数据存储芯片U1为串行电可擦写存储器,可从读写控制端SCL和数据输入端SDA反复写入数据并保存数据;通电后,由数据输入端SDA输出数据信号,经相移控制芯片U2进行数据处理和相位分配,分别控制三极管NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、NPN型三极管Q6的开启和关闭。数据存储芯片U1没有数据输出时,相移控制芯片U2的T1脉冲输出信号、T2脉冲输出信号、T3脉冲输出信号、T4脉冲输出信号均为高电位,NPN型三极管Q3、NPN型三极管Q4、NPN型三极管Q5、NPN型三极管Q6饱和导通,MOS开关管Q7、MOS开关管Q8、MOS开关管Q9、MOS开关管Q10的栅极电位下降而截止,LED灯珠串DL1、DL2、DL3、DL4没有电流通过而不亮;当数据存储芯片U1有数据输出时,相移控制芯片U2的T1脉冲输出信号、T2脉冲输出信号、T3脉冲输出信号、T4脉冲输出信号输出的电位受数据存储芯片U1输出数据的控制而变化,MOS开关管Q7、MOS开关管Q8、MOS开关管Q9、MOS开关管Q10的栅极电位亦随数据存储芯片U1数据的变化而产生变化。
电阻R3、比较放大器IC5、电阻R10、比较放大器IC1、电阻R11、MOS开关管Q7、电阻R12组成了对LED灯珠串DL1的恒流检控单元。当LED灯珠串DL1灯珠串串联的灯珠数量变化时,加在LED灯珠串DL1两端的总正向电压Vf值发生变化,例如DL1灯珠串串联的灯珠数量减少,加在LED灯珠串DL1两端的总正向电压Vf值减小,流过电阻R3的电流增加,电阻R3上的电压降增加,比较放大器IC5的输出电压上升,比较放大器IC1的负输入端电压上升,导致比较放大器IC1的输出电压下降,与电阻R11连接的MOS开关管Q7栅极电压下降,MOS开关管Q7漏源极电流降低,减小了流过DL1灯珠串的电流,从而减小了流过电阻R3的电流,电阻R3上的电压降下降,形成一个反馈,起到了对DL1灯珠串的恒流检控作用。同样道理,如果DL1灯珠串串联的灯珠数量增加,会将流过R3及的电流提升,电阻R3上的电压降上升。
电阻R4、比较放大器IC6、电阻R16、比较放大器IC2、电阻R17、MOS开关管Q8、电阻R18组成了对LED灯珠串DL2的恒流检控单元;电阻R5、比较放大器IC7、电阻R21、比较放大器IC3、电阻R22、MOS开关管Q9、电阻R23组成了对LED灯珠串DL3的恒流检控单元;电阻R6、比较放大器IC8、电阻R26、比较放大器IC4、电阻R27、MOS开关管Q10、电阻R28组成了对LED灯珠串DL4的恒流检控单元;上述恒流检控单元各自独立工作,分别驱动对应的外接LED灯珠串,互不干扰。
以上结合附图对本实用新型作了详细说明,但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于提供一种实现多组LED灯珠串独立恒流供电的驱动电路,使得并联的LED灯珠串的串与串之间互不干扰,且实现LED灯的间隙发光,降低LED灯结温,延长LED灯具的使用寿命;本实用新型提供的实施方式中仅示出能够实现4组灯珠串独立恒流供电的LED驱动应用电路,然而对于本领域的普通技术人员来说,根据本实用新型的教导,设计出能够实现4组以上的LED恒流驱动电路并不需要创造性的劳动。故在不脱离本实用新型的原理的情况下对这些实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。