CN209462656U - 一种led控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED控制电路。本实用新型所述的LED控制电路包括：恒流源驱动电路、连接于所述恒流源驱动电路负载端的由多个LED灯依次串联组成的LED灯串和与每个LED灯相连接的并联旁路开关电路；所述并联旁路开关电路包括多个与LED灯一一对应且与对应LED灯并联的分流开关和与所述分流开关控制端相连接的驱动器。本实用新型所述的LED控制电路具有电路结构简单，能够通过一路恒流驱动电路对LED灯串中的各个LED进行单独控制的优点。

Description

一种LED控制电路

技术领域

本实用新型涉及LED控制领域，特别是涉及一种LED控制电路。

背景技术

LED作为一种新型光源，因其具备亮度高、功耗小且寿命长的优点而被广泛应用于各个领域。随着LED照明技术的发展，对于LED控制电路的要求也越来越高，如电路尺寸大小、电压转换效率、连接线路的复杂度、元器件多少及输出电流等，都有严格的要求。

请参阅图1，其是一个恒流驱动器同时驱动多个LED的电路图。

该LED控制电路包括连接于电源正极VDD的限流电阻R、依次串联于所述限流电阻R后端的多个发光二极管LED、储能电感L和NMOS晶体管Q，所述NMOS晶体管的漏极D连接至储能电感L后端，源极S连接至电源负极GND，并在电源的正负极之间设置有滤波电容C；所述限流电阻R两端还设置有恒流驱动器U，所述恒流驱动器U的输出控制端GATE连接至NMOS晶体管Q的栅极，以输出电压信号控制NMOS晶体管Q的导通或断开。所述电源正极VDD和储能电感L的后端之间还反向串联有续流二极管D。工作时，该LED控制电路通过恒流驱动器U检测限流电阻R两端的电压，上电时，当R两端的电压未上升到一定电压值时，恒流驱动器U的GATE端口输出高电平触发NMOS晶体管Q的漏极D和源极S之间导通，电流经过限流电阻R之后点亮LED灯串，同时对储能电感L进行充电，经过NMOS晶体管Q之后回到GND形成充电回路；当恒流驱动器U检测到限流电阻R两端的电压上升到一定电压值时，恒流驱动器U的GATE端口输出低电平使NMOS晶体管Q关闭，此时，储能电感L开始放电，电流经过续流二极管D后到达限流电阻R处，并点亮LED灯串再回到储能电感L形成放电回路。这样，整个电路反复的充放电过程形成DC-DC能效转换，并点亮LED灯串。

然而，上述电路中存在一路LED控制电路只能同时控制LED灯串中的多个LED，而不能单独控制单个LED亮或灭的问题，当需要对LED灯串中的各个LED进行单独控制时，就需要设置多路恒流驱动电路来实现，电路结构复杂，生产成本高。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种LED控制电路，其具有电路结构简单，能够实现一路恒流驱动电路对LED灯串中的各个LED进行单独控制的优点。

一种LED控制电路，包括恒流源驱动电路、连接于所述恒流源驱动电路负载端的由多个LED灯依次串联组成的LED灯串和与每个LED灯相连接的并联旁路开关电路；所述并联旁路开关电路包括多个与LED灯一一对应且与对应LED灯并联的分流开关和与所述分流开关控制端相连接的驱动器。所述驱动器控制所述分流开关的导通或关闭，从而可以通过各个并联旁路开关电路对各个LED灯进行单独控制，从而实现一路恒流源电路对LED灯串中的各个LED进行单独控制。

本实用新型所述的LED控制电路，通过并联旁路开关电路的驱动器控制分流开关的导通或关闭，从而控制各个LED灯的亮灭，并通过一路恒流源驱动电路提供电源，从而实现一路恒流源电路对LED灯串中的各个LED进行单独控制，且电路结构简单，易于实现。

进一步地，所述分流开关为P沟道MOS管；所述P沟道MOS管的源极与LED灯的正极连接，漏极与LED灯的负极连接，栅极与所述驱动器的控制信号输出端连接。

进一步地，所述驱动器的信号输入端连接至PWM脉冲信号输出器件接收PWM脉冲信号，并输出高低电平信号至所述P沟道MOS管的栅极，控制所述P沟道MOS管的导通或关闭。

进一步地，所述驱动器的电源端VDD与与其对应且相并联的LED灯的正极、P沟道MOS管的源极相连接。

进一步地，所述恒流源驱动电路包括串联于电源输出线路上的限流电阻、并联于所述限流电阻两端的恒流驱动器、连接于电源回路上的储能电感和N沟道MOS管；所述恒流驱动器的信号输入端与PWM脉冲信号输出器件的信号输出端连接；所述N沟道MOS管的漏极与所述储能电感的放电端连接，源极与电源负极连接，栅极与所述恒流驱动器的信号输出端连接。

进一步地，所述恒流驱动器的电源输入端VIN与电源正极、限流电阻的电流流入端连接，电源负极SNS与电源负极连接。

进一步地，所述恒流源驱动电路的电源端依次与所述限流电阻、LED灯串、储能电感、N沟道MOS管的漏极和源极、以及电源的负极连接形成充电闭合回路。

进一步地，所述恒流源驱动电路还包括反向连接于所述储能电感放电端和电源正极之间的续流二极管；所述储能电感的放电端依次与所述续流二极管、限流电阻、LED灯串和储能电感的充电端连接形成放电闭合回路。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是一个恒流驱动器同时驱动多个LED的电路图；

图2是本实用新型所述的恒流源驱动电路的电路图；

图3是本实用新型所述的并联旁路开关电路的电路图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

所述LED控制电路包括恒流源驱动电路10、LED灯串20和并联旁路开关电路30；所述恒流源驱动电路10用于给所述LED灯串20提供具有稳定电流的电源；所述LED灯串20连接于所述恒流源驱动电路10负载端；所述并联旁路开关电路30连接于所述LED灯串20的正负极，用于控制所述LED灯串20的亮灭。

请参阅图2，其是本实用新型所述的恒流源驱动电路的电路图。

所述恒流源驱动电路10用于给所述LED灯串20提供电源。所述恒流源驱动电路10包括串联于电源输出线路上的限流电阻R、并联于所述限流电阻R两端的恒流驱动器U、连接于电源回路上的储能电感L和N沟道MOS管Q；所述恒流驱动器的电源输入端VIN与电源正极VDD、限流电阻R的电流流入端连接，电源负极SNS与电源负极GND连接。所述恒流驱动器U的信号输入端ADJ与PWM脉冲信号输出器件的信号输出端连接；所述N沟道MOS管的漏极D与所述储能电感L的放电端连接，源极S与电源负极GND连接，栅极G与所述恒流驱动器U的信号输出端GATE连接。所述恒流源驱动电路10的第一输出端LED+位于所述限流电阻L后端，恒流源驱动电路10的第二输出端LED-位于所述储能电感L的充电端，所述LED灯串20串联于所述恒流源驱动电路10的第一输出端LED+和第二输出端LED-之间。所述恒流源驱动电路10的电源端正负极之间还连接有一滤波电容C。

所述恒流源驱动电路10的电源端依次与所述限流电阻R、LED灯串20、储能电感L、N沟道MOS管Q的漏极和源极、电源的负极GND连接形成充电闭合回路。

所述恒流源驱动电路10还包括反向连接于所述储能电感L放电端和电源正极VDD之间的续流二极管D；所述储能电感L的放电端依次与所述续流二极管D、限流电阻R、LED灯串(LED1、LED2、LED3……)和储能电感L的充电端连接形成放电闭合回路。

所述恒流源驱动电路10的工作原理是：当所述恒流驱动器U的信号输入端ADJ输入高电平信号时，所述恒流驱动器U的输出端GATE输出高电平至所述N沟道MOS管的栅极，给所述N沟道MOS管提供高电压，触发N沟道MOS管的漏极D和源极S导通。此时电源端输出的电流流经所述限流电阻L、LED灯串、储能电感L和N沟道MOS管的漏极，以及源极然后回到电源的负极形成充电回路对储能电感L进行充电，并点亮所述LED灯串。所述恒流源驱动电路10还包括反向连接于所述储能电感L和电源正极之间的续流二极管D，即续流二极管D的正极与储能电感L的放电端、以及N沟道MOS管的漏极连接，续流二极管D的负极连接至电源正极；当所述恒流驱动器U的信号输入端ADJ输入低电平信号时，所述恒流驱动器U的输出端GATE输出低电平至所述N沟道MOS管的栅极，使N沟道MOS管关闭，使储能电感L的充电回路断开，此时LED灯处于暗的状态；然后所述储能电感L放电，并产生放电电流，使反接的续流二极管D导通，放电电流流经续流二极管D、限流电阻L、LED灯串并回到所述储能电感L的充电端，形成放电回路并点亮所述LED灯串。所述恒流源驱动电路10就是这样连续不断的给所述LED灯串提供稳定电流的电源，点亮LED灯串。

所述LED灯串20连接于所述恒流源驱动电路10负载端，包括多颗依次串联的LED灯。所述LED灯串20的正负极分别连接至所述恒流源驱动电路10的第一输出端LED+和第二输出端LED-。本实施例中，所述LED灯串20的正极连接至所述恒流源驱动电路的第一输出端LED+，负极连接至所述恒流源驱动电路的第二输出端LED-。另外，还可将所述LED灯串20的负极连接至所述恒流源驱动电路10的第一输出端LED+，正极连接至所述恒流源驱动电路10的第二输出端LED-，并在电路连接上做相应调整即可实现。所述LED灯串20的正负两端只要形成一定的电势差便可点亮所述LED灯串20，LED灯串20的负极并不一定是绝对零度GND，即LED+与LED-之间的电势差大于LED的驱动电压即可点亮LED。

请参阅图3，其是本实用新型所述的并联旁路开关电路的电路图。

所述并联旁路开关电路30用于控制所述LED灯串20上的各个LED灯的亮灭。所述并联旁路开关电路30包括多个与LED灯一一对应且与对应LED灯并联的分流开关(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5……)和与所述分流开关控制端相连接的驱动器(U1、U2、U3、U4……)。

各个所述分流开关为P沟道MOS管，各种型号的P沟道MOS管均可以，其源极与LED灯的正极连接，漏极与LED灯的负极连接，栅极与所述驱动器的控制信号输出端PDRV连接。所述驱动器的电源端VIN与与其对应且相并联的LED灯的正极、P沟道MOS管的源极相连接。所述驱动器的信号输入端PWM连接至PWM脉冲信号输出器件接收PWM脉冲信号，并输出高低电平信号至所述P沟道MOS管的栅极，以控制所述P沟道MOS管的导通或关闭。另外，还在各个驱动器的输出端PDRV和GND之间并联有跟随电阻；在各个驱动器的信号输入端PWM和GND之间并联有电阻和电容；在各个驱动器的PWM信号输入线路上串联有一调节电阻。例如，在第一个驱动器U1的输出端PDRV和GND之间并联有跟随电阻R103；在驱动器U1的信号输入端PWM和GND之间并联有电阻R102和电容C101；在驱动器U1的PWM信号输入线路上串联有一调节电阻R101。

具体地，本实施例中，用于控制位于所述LED灯串20的起始端LED的驱动器U1的电源端VIN，即第7和第8引脚与其所控制的LED1的正极、所述恒流源驱动电路10的第一输出端LED+、以及P沟道MOS管Q1的源极S；所述驱动器U1的信号输入端PWM连接至脉冲信号输出器件，其GND连接至电源负极；其控制端PDRV连接至所述P沟道MOS管Q1的栅极G。所述P沟道MOS管Q1的漏极D与其所控制的LED1的负极连接。用于控制所述LED灯串的第二个LED灯，即LED2的驱动器U2的电源端VIN连接至上一级LED灯的负极，即LED1的负极，并与P沟道MOS管Q1的漏极D、Q2的源极S相连接；驱动器U2的控制端PDRV连接至所述Q2的栅极G。所述P沟道MOS管Q2的漏极D连接至LED2的负极。位于电路末端的P沟道MOS管的漏极，以及LED的负极连接至所述恒流源驱动电路的第二输出端。就这样各级电路的驱动器、P沟道MOS管、LED依次连接形成整个LED灯串控制电路。

用于驱动P沟道MOS管的驱动器的具体型号为：VAS1261A，也可以是其他型号，如VAS1252、VAS1253、VAS1226、UCR1812等。该驱动器VAS1261A的PWM调光支持频率高达25KHZ，降压恒流，输出电流高达1.2A，5％电流控制精度，其启动电压为5V～60V，即只要其内部有LDO高于+5V电压就能工作，具有宽电压动态输入特性。

所述并联旁路开关电路的工作原理是：通过驱动器接收PWM信号来控制P沟道MOS管的导通和截止。由于P沟道MOS管是低电平触发的，当PWM信号为高时，驱动器的输出端PDRV输出高电平，此时，P沟道MOS管关闭，电流流经LED灯点亮；当PWM信号为低时，驱动器的输出端PDRV输出低电平，即输出-5V以打开P沟道MOS管，使P沟道MOS管的源极和漏极导通，此时，电流流经P沟道MOS管的源极和漏极，使LED处于短路状态，灯灭。这样就可以通过PWM脉冲信号来单独控制各个LED灯的亮灭，且Q1和LED1并联旁路分流时不会影响下一组Q2和LED2的总电流。另外，还可以通过改变PWM脉冲信号的占空比来控制P沟道MOS管的导通和关闭时间，改变流过每颗LED灯珠的平均电流，调节控制每颗LED灯珠的输出功率，从而控制每颗LED灯的亮度变化。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED控制电路，其特征在于：包括恒流源驱动电路、连接于所述恒流源驱动电路负载端的由多个LED灯依次串联组成的LED灯串和与每个LED灯相连接的并联旁路开关电路；所述并联旁路开关电路包括多个与LED灯一一对应且与对应LED灯并联的分流开关和与所述分流开关控制端相连接的驱动器。

2.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述分流开关为P沟道MOS管；所述P沟道MOS管的源极与LED灯的正极连接，漏极与LED灯的负极连接，栅极与所述驱动器的控制信号输出端连接。

3.根据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于：所述驱动器的信号输入端连接至PWM脉冲信号输出器件接收PWM脉冲信号，并输出高低电平信号至所述P沟道MOS管的栅极。

4.根据权利要求2所述的LED控制电路，其特征在于：所述驱动器的电源端VDD与其对应且相并联的LED灯的正极、P沟道MOS管的源极相连接。

5.根据权利要求1所述的LED控制电路，其特征在于：所述恒流源驱动电路包括串联于电源输出线路上的限流电阻、并联于所述限流电阻两端的恒流驱动器、连接于电源回路上的储能电感和N沟道MOS管；所述恒流驱动器的信号输入端与PWM脉冲信号输出器件的信号输出端连接；所述N沟道MOS管的漏极与所述储能电感的放电端连接，源极与电源负极连接，栅极与所述恒流驱动器的信号输出端连接。

6.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于：所述恒流驱动器的电源输入端VIN与电源正极、限流电阻的电流流入端连接，电源负极SNS与电源负极连接。

7.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于：所述恒流源驱动电路的电源端依次与所述限流电阻、LED灯串、储能电感、N沟道MOS管的漏极和源极、以及电源的负极连接形成充电闭合回路。

8.根据权利要求5所述的LED控制电路，其特征在于：所述恒流源驱动电路还包括反向连接于所述储能电感放电端和电源正极之间的续流二极管；所述储能电感的放电端依次与所述续流二极管、限流电阻、LED灯串和储能电感的充电端连接形成放电闭合回路。