CN205378267U - Led灯双路均流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了LED灯双路均流电路，包括DC/DC变换电路、控制器、两组LED灯串、分别与两组LED灯串相对应的两组恒流控制电路以及阴极电压控制电路。阴极电压控制电路包括第一分压电路、第二分压电路、比较电路以及电压输出电路。第一和第二分压电路的一端分别与两组LED灯串的阴极连接，第一和第二分压电路的另一端分别与比较电路的第一和第二输入端连接。比较电路的输出端与电压输出电路的信号输入端连接。电压输出电路的第一和第二电压输出端分别与第一和第二分压电路的另一端连接。本实用新型能够保证恒流控制电路中分别与两路LED灯串的阴极相连的两个MOS管始终工作在线性放大区，从而使两组LED灯的工作电流相等。

Description

LED灯双路均流电路

技术领域

本实用新型涉及LED灯的控制电路。

背景技术

高亮度发光二极管具有光转换效率高、低功耗、低热量、启动快，寿命长等特点，在汽车照明领域已得到广泛的应用，如汽车尾灯、高位刹车灯、日间行车灯、转向灯等均采用了高亮度发光二极管。

LED灯是一种随着通过LED电流值变化而变化光通量的发光源，如果需要LED发光恒定，则必须控制LED电流恒定。工作状态下的LED需要施加正向偏置，其正向伏安特性非常陡，要给LED供电比较困难。不能像普通白炽灯一样，直接用电压源供电，否则电源电压稍有波动，LED工作就不正常甚至导致电流急剧增加将其烧毁。因此，在实际应用中通常采用恒流控制电路来实现LED工作电流的稳定。

在两串LED灯使用同一恒流源的情况下，因LED灯电压和电流特性的不同，必须对LED灯阴极电压进行控制，才能保证两串LED灯阴极电压相等以实现两路LED灯电流高精度均分。图1示出了现有的一种LED灯的控制电路，其包括分别与LED灯串91和LED灯串92相连接的第一恒流控制电路93和第二恒流控制电路94。这两个恒流控制电路的电路结构相同，其中，第一恒流控制电路93中含有一个第一MOS管，第二恒流控制电路94中含有一个第二MOS管。第一MOS管和第二MOS管的源极分别与采样电阻串联后接地，第一MOS管和第二MOS管的漏极分别接到LED灯串91和第二LED灯串92的阴极。第一MOS管的漏源电压为Vdson_1，第二MOS管上的漏源电压为Vdson_2。假设第一MOS管和第二MOS管的导通阻抗相同，均为Rdson。根据MOSFET管的电压电流特性，Vdson_1＝Rdson*I_LED_1，Vdson_2＝Rdson*I_LED_2，其中，I_LED_1和I_LED_2分别为流过LED灯串91和LED灯串92的电流。在理想情况下，正常工作时I_LED_1与I_LED_2相等，第一MOS管和第二MOS管工作在线性放大区域。但在实际应用中，在LED灯串的电流非常小的情况下，Vdson_1和Vdson_2就会非常小，此时第一MOS管和第二MOS管就会工作在非线性放大区域，从而导致LED灯串的电流不受给定电压信号的控制，达不到双路均流的目的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种LED灯双路均流电路，其能够保证恒流控制电路中分别与两路LED灯串的阴极相连的两个MOS管始终工作在线性放大区，从而使两组LED灯的工作电流相等。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

LED灯双路均流电路，包括DC/DC变换电路、控制器、两组LED灯串、分别与两组LED灯串相对应的两组恒流控制电路；每组恒流控制电路包括MOS管，DC/DC变换电路的输出端与两组LED灯串的阳极连接，两组LED灯串的阴极分别与两组恒流控制电路的MOS管的第一导通端相连；控制器的第一输出端与DC/DC变换电路的控制输入端连接，控制器的第二输出端分别与两组恒流控制电路的MOS管的控制端连接，其特点在于，LED灯双路均流电路还包括阴极电压控制电路；阴极电压控制电路包括第一分压电路、第二分压电路、比较电路以及电压输出电路；第一分压电路的一端和第二分压电路的一端分别与两组LED灯串的阴极连接，第一分压电路的另一端和第二分压电路的另一端分别与比较电路的第一输入端和第二输入端连接；比较电路的输出端与电压输出电路的信号输入端连接；比较电路用于根据第一分压电路和第二分压电路的输出电压比较出两组LED灯串的阴极电压的大小，并将比较结果发送给电压输出电路；电压输出电路的第一电压输出端和第二电压输出端分别与第一分压电路的另一端和第二分压电路的另一端连接；电压输出电路用于根据比较电路的比较结果控制第一电压输出端和第二电压输出端的输出，该电压输出电路仅在两组LED灯串的阴极电压的大小不相等时，向与阴极电压较小的那一LED灯串相连的分压电路的另一端输出控制电压，该控制电压的大小能够使与阴极电压较小的那一LED灯串相连的MOS管工作在线性放大区。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有以下技术效果：

1、本实用新型的LED灯双路均流电路可以保证恒流控制电路中分别与两路LED灯串的阴极相连的两个MOS管始终工作在线性放大区，从而实现两路LED灯串的工作电流相等、发光亮度相等；

2、本实用新型实现了通过一路模拟开关电路控制两路LED灯串的电流，有效节约了器件成本；

3、本实用新型具有输出电流精度高、输出电流范围宽、输出电压范围宽、易于实现高精度模拟调光、成本低、控制灵活的特点。

附图说明

图1示出了现有的一种LED灯的控制电路的电路原理图。

图2示出了根据本实用新型一实施例的LED灯双路均流电路的电路原理图。

图3示出了根据本实用新型一实施例的第一恒流控制电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

请参阅图2。根据本实用新型一实施例的LED灯双路均流电路，包括DC/DC变换电路1、控制器2、第一LED灯串31、第二LED灯串32、分别与第一LED灯串31和第二LED灯串32相对应的第一恒流控制电路41和第二恒流控制电路42、以及阴极电压控制电路5。

每组恒流控制电路均包括MOS管。DC/DC变换电路1的输出端与第一LED灯串31和第二LED灯串32的阳极连接，第一LED灯串31的阴极与第一恒流控制电路41的MOS管的第一导通端相连，第二LED灯串32的阴极与第二恒流控制电路42的MOS管的第一导通端相连。控制器2的第一输出端与DC/DC变换电路1的控制输入端连接，控制器2的第二输出端分别与第一恒流控制电路41和第二恒流控制电路42的MOS管的控制端连接。

阴极电压控制电路5包括第一分压电路51、第二分压电路52、比较电路53以及电压输出电路54。

第一分压电路51的一端和第二分压电路52的一端分别与第一LED灯串31和第二LED灯串32的阴极连接，第一分压电路51的另一端和第二分压电路52的另一端分别与比较电路53的第一输入端和第二输入端连接；比较电路53的输出端与电压输出电路54的信号输入端连接；比较电路53用于根据第一分压电路51和第二分压电路52的输出电压比较出两组LED灯串的阴极电压的大小，并将比较结果发送给电压输出电路54。

电压输出电路54的第一电压输出端和第二电压输出端分别与第一分压电路51的另一端和第二分压电路52的另一端连接；电压输出电路54用于根据比较电路53的比较结果控制第一电压输出端和第二电压输出端的输出，该电压输出电路54仅在两组LED灯串的阴极电压的大小不相等时，向与阴极电压较小的那一LED灯串相连的分压电路的另一端输出控制电压，该控制电压的大小能够使与阴极电压较小的那一LED灯串相连的MOS管工作在线性放大区。

在本实施例中，电压输出电路54为双路选择开关电路，该双路选择开关可以由一块双路选择开关芯片构成。该双路选择开关电路的电压输入端A与一控制电压源相连，控制电压源用于输出上述的控制电压。双路选择开关电路的第一电压输出端B1和第二电压输出端B2分别与第一分压电路51的另一端和第二分压电路51的另一端连接。双路选择开关电路用于根据比较电路53的比较结果选择性地将控制电压源连接至第一电压输出端或第二电压输出端。

在本实施例中，DC/DC变换电路1包括控制芯片11和功率变换电路12。DC/DC变换电路的控制芯片11构成上述的控制电压源。双路选择开关电路的电压输入端A与DC/DC变换电路的控制芯片11的电压输出端CSP连接。一旦DC/DC变换电路的控制芯片选定，控制芯片11的电压输出端CSP输出的电压V_CSP是定值。

作为优选的技术方案，控制器2采用了MCU。第一分压电路51和第二分压电路52的分压系数相等。比较电路53为运放比较电路。

在本实施例中，第一恒流控制电路41和第二恒流控制电路42的结构相同，本申请仅仅在图3中示出了根据本实用新型一实施例的第一恒流控制电路的电路原理图。要说明的是，图3所公开的恒流控制电路的结构只是现有恒流控制电路中的一种，图3所记载的内容是为了便于本领域技术人员更好地理解本申请，而不应视为对本申请的限制。

在图3所示的实施例中，第一恒流控制电路41包括滤波电路411、比较器412、功率驱动电路413、MOS管414、电流采样电路415及限流电路416。滤波电路411的输入端与控制器2的第二输出端连接，用于接收控制器2发出的PWM控制信号。滤波电路411的输出端与比较器412的第一输入端电连接。比较器412的输出端与功率驱动电路413的输入端连接，功率驱动电路413的输出端与MOS管414的控制端连接。MOS管414的第一导通端与第一LED灯串31的阴极连接，MOS管414的第二导通端与电流采样电路415的一端连接，电流采样电路415的另一端接地。限流电路416的一端与MOS管414的第二导通端连接，限流电路416的另一端与比较器412的第二输入端连接。在一更具体的实施例中，上述的比较器412主要由运放构成，功率驱动电路413为OTL功率放大电路，电流采样电路415及限流电路416均由电阻构成。MOS管414为NMOS管，NMOS管的漏极、源极和栅极分别为MOS管414的第一导通端、第二导通端和控制端。

根据本实用新型一实施例的LED灯双路均流电路实现两组LED灯串的工作电流相等的原理如下。

第一LED灯串31的阴极电压V_LED_K1经过分压后作为节点K1的电压V_K1，第二LED灯串32的阴极电压V_LED_K2经过分压后作为节点K2的电压V_K2。节点K1和K2分别接到比较电路53的第一输入端和第二输入端，同时，K1和K2还分别连接到了双路选择开关电路54的第一电压输出端B1和第二电压输出端B2。

假设第一分压电路51和第二分压电路52的分压系数均等于n，DC/DC变换电路1的控制芯片11的电压输出端CSP输出的电压V_CSP为0.245V。则有V_LED_K1＝n*V_K1，V_LED_K2＝n*V_K2。

假设刚上电工作时V_K1<V_K2(也即V_LED_K1＜V_LED_K2)，则双路选择开关电路54的第二电压输出端B2关断，第一电压输出端B1选通电压输入端A，节点K1的电压V_K1＝V_CSP＝0.245V。那么，V_LED_K1＝n*V_K1＝n*V_CSP＝0.245*n(V)，可确保与第一LED灯串31相连的MOS管工作在线性放大区。之后，如果V_K1>V_K2(也即V_LED_K1＞V_LED_K2)，则双路选择开关电路54的第一电压输出端B1关断，第二电压输出端B2选通电压输入端A，节点K2的电压V_K2＝V_CSP＝0.245V。那么，V_LED_K2＝n*V_K2＝n*V_CSP＝0.245*n(V)，可确保与第二LED灯串32相连的MOS管工作在线性放大区。而当V_K1＝V_K2(也即V_LED_K1＝V_LED_K2)时，双路选择开关电路54不会动作。由于比较电路53是在不停的工作，因此，本实用新型的LED灯双路均流电路不论在任何情况下，都能保证两路LED灯串的阴极电压始终大于等于n*V_CSP，从而保证与两路LED灯串的阴极相连的两个MOS管始终工作在线性放大区，实现两组LED灯串的工作电流相等、发光亮度相等。上述n值的大小根据选用MOS管的导通特性来决定，只要使n*V_CSP的大小保证让MOS管工作在线性放大区即可。

Claims (8)

1.LED灯双路均流电路，包括DC/DC变换电路、控制器、两组LED灯串、分别与两组LED灯串相对应的两组恒流控制电路；每组恒流控制电路包括MOS管，所述DC/DC变换电路的输出端与所述两组LED灯串的阳极连接，所述两组LED灯串的阴极分别与两组恒流控制电路的MOS管的第一导通端相连；所述控制器的第一输出端与所述DC/DC变换电路的控制输入端连接，所述控制器的第二输出端分别与所述两组恒流控制电路的MOS管的控制端连接，其特征在于，所述的LED灯双路均流电路还包括阴极电压控制电路；所述的阴极电压控制电路包括第一分压电路、第二分压电路、比较电路以及电压输出电路；

所述第一分压电路的一端和第二分压电路的一端分别与所述两组LED灯串的阴极连接，所述第一分压电路的另一端和第二分压电路的另一端分别与所述比较电路的第一输入端和第二输入端连接；所述比较电路的输出端与所述电压输出电路的信号输入端连接；所述比较电路用于根据第一分压电路和第二分压电路的输出电压比较出两组LED灯串的阴极电压的大小，并将比较结果发送给所述电压输出电路；

所述电压输出电路的第一电压输出端和第二电压输出端分别与第一分压电路的另一端和第二分压电路的另一端连接；所述电压输出电路用于根据所述比较电路的比较结果控制所述第一电压输出端和第二电压输出端的输出，该电压输出电路仅在两组LED灯串的阴极电压的大小不相等时，向与阴极电压较小的那一LED灯串相连的分压电路的另一端输出控制电压，该控制电压的大小能够使与阴极电压较小的那一LED灯串相连的MOS管工作在线性放大区。

2.根据权利要求1所述的LED灯双路均流电路，其特征在于，所述电压输出电路为双路选择开关电路；

所述双路选择开关电路的电压输入端与一控制电压源相连，所述控制电压源用于输出所述的控制电压；所述双路选择开关电路的第一电压输出端和第二电压输出端分别与第一分压电路的另一端和第二分压电路的另一端连接；

所述双路选择开关电路用于根据所述比较电路的比较结果选择性地将控制电压源连接至所述第一电压输出端或第二电压输出端。

3.根据权利要求2所述的LED灯双路均流电路，其特征在于，所述控制电压源为所述DC/DC变换电路的控制芯片；

所述双路选择开关电路的电压输入端与所述DC/DC变换电路的控制芯片的电压输出端连接。

4.根据权利要求1所述的LED灯双路均流电路，其特征在于，所述第一分压电路和第二分压电路的分压系数相等。

5.根据权利要求1所述的LED灯双路均流电路，其特征在于，每一所述恒流控制电路包括滤波电路、比较器、功率驱动电路、电流采样电路及限流电路；

所述滤波电路的输入端与所述控制器的第二输出端连接，所述滤波电路的输出端与所述比较器的第一输入端电连接；所述比较器的输出端与所述功率驱动电路的输入端连接，所述功率驱动电路的输出端与所述MOS管的控制端连接，所述MOS管的第二导通端与所述电流采样电路的一端连接，所述电流采样电路的另一端接地；所述限流电路的一端与所述MOS管的第二导通端连接，所述限流电路的另一端与所述比较器的第二输入端连接。

6.根据权利要求1或5所述的LED灯双路均流电路，其特征在于，所述的MOS管为NMOS管，所述NMOS管的漏极、源极和栅极分别为所述MOS管的第一导通端、第二导通端和控制端。

7.根据权利要求1所述的LED灯双路均流电路，其特征在于，所述的比较电路为运放比较电路。

8.根据权利要求1所述的LED灯双路均流电路，其特征在于，所述的控制器为MCU。