CN211406383U - Led驱动电路以及led调节系统 - Google Patents

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Abstract

一种LED驱动电路以及LED调节系统，LED驱动电路包括：驱动电源，用以提供恒流电源；第一LED和第二LED，第一LED的第一端和第二LED的第一端接入电源电压；第一开关，第一开关的控制端接入控制信号，第一开关的第一端耦接第一LED的第二端，第一开关的第二端接地；第二开关，第二开关的第一端耦接第二LED的第二端，第二开关的第二端接地；电压控制电路，电压控制电路的输出端耦接第二开关的控制端，电压控制电路用以控制输入第二开关的控制电压的变化方向与输入第一开关的控制电压的变化方向相反。本实用新型技术方案能够降低LED驱动电路的硬件成本以及电路体积。

Description

LED驱动电路以及LED调节系统
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种LED驱动电路以及LED调节系统。
背景技术
目前市场上的发光二极管(Light Emitting Diode,LED)双色灯具的驱动电源多使用两路恒流输出，通过单片机控制调光调色。
现有方案由于两路恒流输出驱动LED，需要两个变压器绕组或者电感，以及滤波电阻电容等，尤其需要单片机参与控制双通道的电流变化。
但是，现有方案中采用较多的硬件设备，如变压器、电感、单片机等，大大增加了硬件成本，导致LED灯具的成本高，体积大。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何降低LED驱动电路的硬件成本以及电路体积。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种LED驱动电路，LED驱动电路包括：驱动电源，用以提供恒流电源；第一LED和第二LED，所述第一LED的第一端和所述第二LED的第一端耦接所述驱动电源的正极；第一开关，所述第一开关的控制端接入控制信号，所述第一开关的第一端耦接所述第一LED的第二端，所述第一开关的第二端接地；第二开关，所述第二开关的第一端耦接所述第二LED的第二端，所述第二开关的第二端接地；电压控制电路，所述电压控制电路的第一输入端接入所述控制信号，所述电压控制电路的第二输入端耦接所述驱动电源的正极，所述电压控制电路的输出端耦接所述第二开关的控制端，所述电压控制电路用以控制输入所述第二开关的控制电压的变化方向与输入所述第一开关的控制电压的变化方向相反。
可选的，所述第一开关和所述第二开关工作于线性状态，所述第一开关的控制端接入的控制电压越大，所述第一开关的阻抗越小，所述第二开关的控制端接入的控制电压越大，所述第二开关的阻抗越小。
可选的，所述LED驱动电路还包括：滤波电路，所述滤波电路的一端耦接所述控制信号，所述滤波电路的另一端耦接所述第一开关的控制端。
可选的，所述滤波电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端接入所述控制信号，所述第一电阻的另一端耦接所述第一开关的控制端；电容，所述电容的一端耦接所述第一电阻的另一端，所述电容的另一端接地。
可选的，所述电压控制电路包括：第二电阻，所述第二电阻的一端耦接所述第一开关的控制端；三极管，所述三极管的控制端耦接所述第二电阻的另一端，所述三极管的一端接地，所述三极管的另一端耦接所述第二开关的控制端；第三电阻，所述第三电阻的一端接入所述驱动电源，所述第三电阻的另一端耦接所述三极管的另一端。
可选的，所述三极管为NMOS管或NPN三极管。
可选的，所述第一开关和所述第二开关为N型MOSFET。
可选的，所述驱动电源提供的驱动电流大小是固定的。
可选的，所述驱动电源包括：恒流电源，其输出端耦接所述第一LED的第一端和所述第二LED的第一端；辅助电源，其输出端耦接所述电压控制电路的第二输入端。
为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种LED调节系统，LED调节系统包括：所述LED驱动电路；调光器，用以输出所述控制信号。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案中，LED驱动电路包括驱动电源、第一LED、第二LED第一开关和第二开关，第一LED的第一端和所述第二LED的第一端耦接所述驱动电源的正极，第一开关的第一端耦接所述第一LED的第二端，第二开关的第一端耦接所述第二LED的第二端，也即通过单路电流和两个开关，对驱动电源输出总电流进行分流，实现驱动两个LED；且通过电压控制电路控制两个LED的分流比例可以实现对两个LED色温和亮度的调节，相对于采用两路恒流驱动方案，本发明技术方案能够减小驱动电路的成本和体积。
进一步地，驱动电路还可以包括滤波电路，所述滤波电路的一端耦接所述控制信号，所述滤波电路的另一端耦接所述第一开关的控制端。本发明技术方案通过设置滤波电路，可以将脉冲信号转换为直流信号，从而使得该驱动电路可以支持直流信号以及脉冲信号控制LED；此外，通过转换为直流信号控制LED，可以避免LED出现频闪问题，提升LED的照明效果。
附图说明
图1是本发明实施例一种LED驱动电路的结构示意图；
图2是本发明实施例另一种LED驱动电路的结构示意图；
图3是本发明实施例又一种LED驱动电路的结构示意图；
图4是本发明实施例一种LED调节系统的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有方案中采用较多的硬件设备，如变压器、电感、单片机等，大大增加了硬件成本，导致LED灯具的成本高，体积大。
本发明技术方案中，LED驱动电路包括驱动电源、第一LED、第二LED第一开关和第二开关，第一LED的第一端和所述第二LED的第一端耦接所述驱动电源的正极，第一开关的第一端耦接所述第一LED的第二端，第二开关的第一端耦接所述第二LED的第二端，也即通过单路电流和两个开关，对驱动电源输出总电流进行分流，实现驱动两个LED；且通过电压控制电路控制两个LED的分流比例可以实现对两个LED色温和亮度的调节，相对于采用两路恒流驱动方案，本发明技术方案能够减小驱动电路的成本和体积。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例一种LED驱动电路的结构示意图。
所述LED驱动电路可以包括驱动电源101、第一LED(图1所示LED1)、第二LED(图1所示LED2)、第一开关Q1、第二开关Q2以及电压控制电路102。
其中，驱动电源101用以提供恒流电源。所述第一LED的第一端和所述第二LED的第一端耦接所述驱动电源的正极101。也就是说，驱动电源101仅需输出一路电流来驱动第一LED和第二LED。
具体地，第一LED和第二LED可以是具有可调节色温以及可调节亮度的LED。例如，第一LED为暖光白色LED(warm white LED)，第二LED为冷光白色LED(cool white LED)。
在一个具体实施例中，所述驱动电源101提供的驱动电流大小是固定的。换言之，驱动电源101输出的总电流大小是固定的，也即流经第一LED的电流和第二LED的电流之和是固定的。在这种情况下，可以通过控制流经第一LED的电流和第二LED的电流的比例来调节两个LED色温和亮度。
本实施例中，第一开关Q1的控制端接入控制信号，所述第一开关Q1的第一端耦接所述第一LED的第二端，所述第一开关Q1的第二端接地。第二开关Q2第一端耦接所述第二LED的第二端，所述第二开关Q2的第二端接地。
具体地，控制信号可以是0-10V直流信号或脉冲宽度调制(Pulse widthmodulation,PWM)信号。
本实施例中，电压控制电路102的第一输入端接入所述控制信号，所述电压控制电路102的第二输入端耦接所述驱动电源的正极101，所述电压控制电路102的输出端耦接所述第二开关Q2的控制端，所述电压控制电路102用以控制输入所述第二开关Q2的控制电压的变化方向与输入所述第一开关Q1的控制电压的变化方向相反。
本发明实施例通过单路电流和两个开关，对驱动电源输出总电流进行分流，实现驱动两个LED；且通过电压控制电路控制两个LED的分流比例可以实现对两个LED色温和亮度的调节，相对于采用两路恒流驱动方案，本发明技术方案能够减小驱动电路的成本和体积。
在一个非限制性的实施例中，所述第一开关Q1和所述第二开关Q2工作于线性状态，所述第一开关Q1的控制端接入的控制电压越大，所述第一开关Q1的阻抗越小，所述第二开关Q2的控制端接入的控制电压越大，所述第二开关Q2的阻抗越小。
由此，通过电压控制电路102制输入所述第二开关Q2的控制电压的变化方向与输入所述第一开关Q1的控制电压的变化方向相反，可以控制第二开关Q2与第一开关Q1的阻抗变化方向相反，也即第一开关Q1的阻抗越大，第二开关Q2的阻抗越小；进而使得流经第一LED和第二LED的电流的变化方向相反，也即流经第一LED的电流越大，流经第二LED的电流越小，而流经LED的电流大小不同，LED的色温和亮度不同，从而实现对第一LED和第二LED的色温和亮度的调节，实现对第一LED和第二LED的混色。
具体实施中，通过电压控制电路102使得流经第一开关Q1的电流Iq1和流经第二开关Q2的电流Iq2动态变化，且总电流Iq1+Iq2不变。控制信号逐渐升高时，流经第一开关Q1的电流Iq1逐渐增大，流经第二开关Q2的电流Iq2由于电压控制电路102的驱动线路而逐渐减小。反之Iq2增大，Iq1减小。从而实现两路LED的混色和调光。
具体地，通过电压控制电路102可以实现0-100％电流任意调节，实现对LED光源的混光。
请参照图2，本发明实施例的LED驱动电路还可以包括滤波电路103，所述滤波电路103的一端耦接所述控制信号，所述滤波电路103的另一端耦接所述第一开关Q1的控制端。
本发明实施例通过设置滤波电路103，可以将脉冲信号，例如脉冲宽度调制(Pulsewidth modulation,PWM)信号，转换为直流信号，从而使得该驱动电路可以支持直流信号以及脉冲信号控制LED；此外，通过转换为直流信号控制LED，可以避免LED出现频闪问题，提升LED的照明效果。
一并参照图2和图3，滤波电路103可以包括第一电阻R1和电容C。其中，第一电阻R1的一端接入所述控制信号，所述第一电阻R1的另一端耦接所述第一开关Q1的控制端；电容C的一端耦接所述第一电阻R1的另一端，所述电容C的另一端接地。
在一个非限制性的实施例中，一并参照图1和图3，电压控制电路102包括：第二电阻R2、三极管Q3和第三电阻R3。
其中，第二电阻R2的一端耦接所述第一开关Q1的控制端；三极管Q3的控制端耦接所述第二电阻R2的另一端，所述三极管Q3的一端接地，所述三极管Q3的另一端耦接所述第二开关Q2的控制端。第三电阻R3的一端接入所述驱动电源101，所述第三电阻R3的另一端耦接所述三极管Q3的另一端。具体地，三极管Q3为NPN三极管时，三极管Q3的基极耦接所述第二电阻R2的另一端，所述三极管Q3的发射极接地，所述三极管Q3的集电极耦接所述第二开关Q2的控制端；第三电阻R3的另一端耦接所述三极管Q3的集电极。
具体实施中，0-10V直流信号逐渐升高或PWM脉宽逐渐加大时，第一开关Q1的栅源电压Vgs升高，流经三极管Q3的基极发射机电流Ibe增大，三极管Q3的集电极发射极电压Vce降低，第二开关Q2的栅源电压Vgs降低。由此，第一开关Q1的阻抗增大，第二开关Q2的阻抗减小，从而使得流经第一LED和第二LED的电流发生变化。
具体地，三极管Q3可以为NMOS管或NPN三极管。
本领域技术人员应当理解的是，MOS管的源极S、栅极G、漏极D分别对应于三极管的发射极e、基极b、集电极c。那么三极管为NPN三极管时，所述三极管的基极耦接所述第二电阻的另一端，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极耦接所述第二开关的控制端。或者，三极管为NMOS管时，NMOS管的栅极耦接所述第二电阻的另一端，所述三极管的源极接地，所述三极管的漏极耦接所述第二开关的控制端。
继续参照图1和图3，驱动电源101可以包括恒流电源Vdd1和辅助电源Vdd2。
其中，恒流电源Vdd1的输出端耦接所述第一LED的第一端和所述第二LED的第一端；辅助电源Vdd2的输出端耦接所述电压控制电路102的第二输入端。
具体地，辅助电源Vdd2的输出端耦接第三电阻R3的一端。
在本发明一个具体实施例中，第一开关Q1和所述第二开关Q2可以为N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。
本实施例中，MOSFET的栅源端为高阻抗，与电流型驱动器件(如晶体管)相比，使用电压信号驱动时的功耗更低。
本发明实施例还公开了一种LED调节系统，所述LED调节系统可以包括图1、图2或图3所示的LED驱动电路402，以及调光器401。
其中，调光器401以输出所述控制信号，也即可以输出0-10V范围内的直流信号或脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)信号。
本发明实施例的LED调节系统可以用于对LED的亮度和色温进行调节。
需要说明的是，所述LED调节系统可以设置于任意可实施的终端设备内，例如手机、计算机、平板电脑等，本发明实施例对此不作限制。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种LED驱动电路，其特征在于，包括：
驱动电源，用以提供恒流电源；
第一LED和第二LED，所述第一LED的第一端和所述第二LED的第一端耦接所述驱动电源的正极；
第一开关，所述第一开关的控制端接入控制信号，所述第一开关的第一端耦接所述第一LED的第二端，所述第一开关的第二端接地；
第二开关，所述第二开关的第一端耦接所述第二LED的第二端，所述第二开关的第二端接地；
电压控制电路，所述电压控制电路的第一输入端接入所述控制信号，所述电压控制电路的第二输入端耦接所述驱动电源的正极，所述电压控制电路的输出端耦接所述第二开关的控制端，所述电压控制电路用以控制输入所述第二开关的控制电压的变化方向与输入所述第一开关的控制电压的变化方向相反。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关工作于线性状态，所述第一开关的控制端接入的控制电压越大，所述第一开关的阻抗越小，所述第二开关的控制端接入的控制电压越大，所述第二开关的阻抗越小。
3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，还包括：
滤波电路，所述滤波电路的一端耦接所述控制信号，所述滤波电路的另一端耦接所述第一开关的控制端。
4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第一电阻，所述第一电阻的一端接入所述控制信号，所述第一电阻的另一端耦接所述第一开关的控制端；
电容，所述电容的一端耦接所述第一电阻的另一端，所述电容的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电压控制电路包括：
第二电阻，所述第二电阻的一端耦接所述第一开关的控制端；
三极管，所述三极管的控制端耦接所述第二电阻的另一端，所述三极管的一端接地，所述三极管的另一端耦接所述第二开关的控制端；
第三电阻，所述第三电阻的一端接入所述驱动电源，所述第三电阻的另一端耦接所述三极管的另一端。
6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述三极管为NMOS管或NPN三极管。
7.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关为N型MOSFET。
8.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电源提供的驱动电流大小是固定的。
9.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述驱动电源包括：恒流电源，其输出端耦接所述第一LED的第一端和所述第二LED的第一端；
辅助电源，其输出端耦接所述电压控制电路的第二输入端。
10.一种LED调节系统，其特征在于，包括：
权利要求1至9任一项所述的LED驱动电路；
调光器，用以输出所述控制信号。
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CN112770433A (zh) * 2021-01-25 2021-05-07 深圳市明微电子股份有限公司 Led照明电路和照明电路

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