CN213755049U - 一种用于低亮度led灯的恒流驱动电路及移动照明设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于照明领域，涉及一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路及移动照明设备，包括：主驱动电路、单片机U4、恒流电路及LED灯，所述单片机U4与所述主驱动电路连接，所述LED灯与所述主驱动电路连接，所述恒流电路与所述单片机U4及主驱动电路连接，所述主驱动电路包括：DC‑DC转换芯片U5、供电电路、放大器U2及第一开关电路，所述放大器U2、所述供电电路及所述第一开关电路均与所述DC‑DC转换芯片U5连接，所述LED灯的正连接端连接第一开关电路，所述LED灯的负连接端连接放大器U2。其优点在于，能够解决现有技术中移动照明设备工作时多个LED灯亮度一致性偏差较大的问题。

Description

一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路及移动照明设备

技术领域

本实用新型属于照明领域，涉及一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路及移动照明设备。

背景技术

LED灯珠广泛用于灯饰照明、LED大屏幕显示、交通灯、装饰、电脑、电子玩具礼品、交换机、电话机、广告、城市光彩工程等诸多生产领域。

常见移动照明设备正常使用时输出电压为3V，电流为10mA～40A，当在0.5 流明左右的低亮度使用时输出电流为1mA,一般是将多个LED灯珠串联或者并联实现移动照明设备的发光，并通过恒压驱动LED实现移动照明设备实现0.5流明左右的低亮度使用，具体工作时，线性降压电路输出一个恒定的2.5V，通过单片机控制使2.5V与LED+导通，从而现实恒压驱动LED,使得流过LED的电流约未 1mA，当LED灯珠的电压BIN值一致性不好时，流过不同LED灯珠的电流偏差会比较大，使得移动照明设备在低亮度使用时，多个LED灯亮度的偏差也会比较大，从而影响移动照明设备在低亮度使用时的体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路及移动照明设备，从而解决移动照明设备工作时多个LED灯亮度一致性偏差较大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，包括：主驱动电路、单片机U4、恒流电路及LED灯，所述单片机U4与所述主驱动电路连接，所述LED灯与所述主驱动电路连接，所述恒流电路与所述单片机U4及主驱动电路连接。

进一步的，所述主驱动电路包括：DC-DC转换芯片U5、供电电路、放大器 U2及第一开关电路，所述放大器U2、所述供电电路及所述第一开关电路均与所述DC-DC转换芯片U5连接，所述LED灯的正连接端连接第一开关电路，所述LED灯的负连接端连接放大器U2。

进一步的，所述恒流电路包括：电阻R20、三极管Q2及三极管Q3，所述电阻R20一端连接DC-DC转换芯片U5，所述电阻R20另一端连接三极管Q3 的发射极，所述三极管Q3的集电极连接LED灯的正连接端，所述三极管Q2 的发射极连接至电阻R20与DC-DC转换芯片U5的连接端，所述三极管Q2的集电极串联电阻R19后连接三极管Q6的集电极，所述三极管Q2的基极连接至电阻R20与三极管Q3的连接端所述三极管Q3的基极连接至三极管Q2与电阻 R19的连接端，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的基极连接单片机U4。

进一步的，所述单片机U4的型号为SC92F8003，所述单片机U4的11号引脚连接DC-DC转换芯片U5，所述单片机U4的15号引脚连接放大器U2的负相输入端，所述单片机U4的20号引脚连接三极管Q6的基极。

进一步的，低亮度LED灯的恒流驱动电路还包括：稳压器U3，所述稳压器 U3与所述单片机U4连接。

进一步的，所述单片机U4上还连接有第二开关电路，所述第二开关电路包括：开关SW，所述开关SW一端接地，所述开关SW另一端连接单片机U4的 4号引脚。

进一步的，所述第一开关电路包括：三极管Q1及场效应管U6，所述三极管Q1的基极连接至电阻R19与三极管Q6的连接端，所述三极管Q1的发射极连接DC-DC转换芯片U5，所述三极管Q1的基极连接场效应管U6的栅极，所述场效应管U6的源极连接三极管Q1与DC-DC转换芯片U5的连接端，所述场效应管U6的漏极连接LED灯的正连接端。

进一步的，所述LED灯的负连接端还连接有电阻R10,电阻R10另一端接地。

进一步的，所述三极管Q1的型号为DTA143EE,所述三极管Q2及所述三极管Q3的型号均为TK3906，所述三极管Q6的型号为DTC143EE。

本实用新型还提供一种移动照明设备，包括：灯体，所述灯体内安装有电路板，所述电路板上具有用于低亮度LED灯的恒流驱动电路。

本实用新型的有益效果：

通过将单片机U4与所述主驱动电路连接，所述LED灯与所述主驱动电路连接，所述恒流电路与所述单片机U4及主驱动电路连接，使得移动照明设备在低亮度使用时，流过多个LED灯的电流均为恒流，从而保证移动照明设备在低亮度使用时多个LED灯的亮度能够保持一致，提升移动照明设备在低亮度使用时的体验。

附图说明

附图1是本实用新型恒流电路的原理示意图；

附图2是本实用新型单片机U4的原理示意图；

附图3是本实用新型的主驱动电路的原理示意图；

附图4是本实用新型稳压电路的原理示意图；

附图5是本实用新型第二开关电路的原理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参考附图1～附图5，一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，包括：主驱动电路、单片机U4、恒流电路及LED灯，单片机U4与主驱动电路连接，LED 灯与主驱动电路连接，恒流电路与单片机U4及主驱动电路连接。

上述实施例中，主驱动电路包括：DC-DC转换芯片U5、供电电路、放大器 U2及第一开关电路，放大器U2、供电电路及第一开关电路均与DC-DC转换芯片U5连接，LED灯的正连接端连接第一开关电路，LED灯的负连接端连接放大器U2，LED灯的负连接端还连接有电阻R10,电阻R10另一端接地，其中，电阻R10为0.02R，第一开关电路包括：三极管Q1及场效应管U6，三极管Q1 的基极连接至电阻R19与三极管Q6的连接端，三极管Q1的发射极连接DC-DC转换芯片U5，三极管Q1的基极连接场效应管U6的栅极，场效应管U6的源极连接三极管Q1与DC-DC转换芯片U5的连接端，场效应管U6的漏极连接LED 灯的正连接端，具体的，DC-DC转换芯片U5的型号为TPS61022，三极管Q1 的型号为DTA143EE,场效应管U6的型号为AON2411，DC-DC转换芯片U5的 1号引脚GND与DC-DC转换芯片U5的6号引脚MODE连接后接地，在DC-DC转换芯片U5上还连接有电感L1，电感L1一端连接DC-DC转换芯片U5的2 号引脚SW，电感L1另一端连接DC-DC转换芯片U5的7号引脚VIN，且电感 L1与DC-DC转换芯片U5的7号引脚VIN的连接端还连接电源正极BAT+，其中，电感L1为0.47uH，DC-DC转换芯片U5的7号引脚VIN与电源正极BAT+ 之间还并联有电容C5及C13，其中，电容C5及电容C13型号均为10uF/6.3v， DC-DC转换芯片U5的7号引脚VIN,DC-DC转换芯片U5的5号引脚EN与单片机U4的11号引脚连接，且DC-DC转换芯片U5与单片机U4的连接端还连接有电阻R22，电阻R22另一端接地，其中，电阻R22为100K欧姆，DC-DC 转换芯片U5的3号引脚VOUT端依次并联电容C2、电容C3后连接至三极管 Q1的发射极，其中，电容C2及电容C3型号均为22uF/6.3v,DC-DC转换芯片 U5的4号引脚FB串联电阻R4后连接至放大器U2的4号引脚，DC-DC转换芯片U5的3号引脚VOUT与DC-DC转换芯片U5的4号引脚FB之间并联有电容C1，电容C1两端还并联有电阻R1，电阻R4与放大器U2的连接端还连接有电阻R24，电阻R24另一端连接场效应管U6的栅极，其中，电阻R24为110K 欧姆，电容C1为33pF、电阻R1为340K、电阻R4为470K，场效应管U6的源极与栅极之间还连接有电阻R23，其中，电阻R24为300K欧姆，放大器U2 的1号引脚连接至DC-DC转换芯片U5的3号引脚VOUT与三极管Q1的连接端，且放大器U2的1号引脚还连接有电容C6，电容C6的另一端接地，其中，电容C6为100nF，放大器U2的3号引脚依次串联电阻R5、R6连接至单片机U4，电阻R5的第一端与放大器U2的3号引脚之间连接有电容C8及电阻R8, 电阻R5的第二端连接有电容C7，其中,电阻R6阻值为470K，电容C7及电容 C8均为100nF，电阻R8为20K欧姆。

上述实施例中，恒流电路包括：电阻R20、三极管Q2及三极管Q3，电阻 R20一端连接DC-DC转换芯片U5，电阻R20另一端连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的集电极连接LED灯的正连接端，三极管Q2的发射极连接至电阻 R20与DC-DC转换芯片U5的连接端，三极管Q2的集电极串联电阻R19后连接三极管Q6的集电极，三极管Q2的基极连接至电阻R20与三极管Q3的连接端三极管Q3的基极连接至三极管Q2与电阻R19的连接端，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的基极连接单片机U4，其中，三极管Q2及三极管Q3的型号均为TK3906，三极管Q6的型号为DTC143EE，电阻R20为470R，电阻R19 为680K。

上述实施例中，单片机U4的型号为SC92F8003，单片机U4的11号引脚连接DC-DC转换芯片U5，单片机U4的15号引脚连接放大器U2的负相输入端，单片机U4的20号引脚连接三极管Q6的基极，单片机U4上还连接有第二开关电路，第二开关电路包括：开关SW，开关SW一端接地，开关SW另一端连接单片机U4的4号引脚，进一步的，单片机U4的3号引脚VSS及单片机 U4的21号引脚GND均接地，其中，开关SW型号为SKTDLDE010。

上述实施例中，低亮度LED灯的恒流驱动电路还包括：稳压器U3，稳压器 U3与单片机U4连接，稳压器U3的型号为XC6206,具体的，稳压器U3的一脚引脚接地，稳压器U3的二号引脚连接单片机U4的5号引脚，进一步的，稳压器U3与单片机U4的连接端还连接有电容C11，电容C11的另一端接地，稳压器U3与单片机U4的连接端还连接有电容C10，电容C10另一端接地，稳压器 U3的3号引脚还连接有电容C9，电容C9另一端接地，稳压器U3与电容C9 的连接端还连接二极管D1及二极管D3，二极管D1另一端连接电源正极BAT+，二极管D3另一端连接DC-DC转换芯片U5的第3引脚VOUT,其中，电容C9 及电容C10均为22uF,电容C11为100nF，二极管D1及二极管D3型号为 RB520S-30。

本实用新型还提供一种移动照明设备，包括：灯体，灯体内安装有电路板，电路板上具有用于低亮度LED灯的恒流驱动电路。

工作原理：需要点亮手电筒时，在开关SW按下时，单片机U4的4号引脚 P2.0检测到一个低电平信号，经过单片机U4内部处理，通过单片机U4的11 号引脚P2.6输出一个信号去控制主驱动电路，使DC-DC转换芯片U5工作，通过DC-DC转换芯片U5的3号引脚VOUT输出电压和电流，输出的电流经过场效应管U6，再经过LED灯的正连接端到LED灯的负连接端，再通过电阻R10 回到电池的负极，从而点亮手电筒；需要调节LED灯的亮度时，在LED灯在点亮的状态下，通过长按开关SW，单片机U4的4号引脚P2.0，检测到一个长时间的低电平信号，从单片机U4的15号引脚P1.2输出不同的PWM信号，通过放大器U2和电阻R10去控制输出不同的电流(20mA～4A)，输出PWM信号的占空比为100％时，经过电阻R6、R5、R8分压和电容C7、C8滤波后在放大器 U2的3号引脚提供一个0.08V的基准电压，由于放大器U2的虚短特性，放大器U2的4号引脚会输出一个反馈信号给DC-DC转换芯片U5的FB脚，经过 DC-DC转换芯片U5的内部调整从DC-DC转换芯片U5的3号引脚VOUT输出的电流经过场效应管U6、LED灯的正连接端到LED灯的负连接端，再到电流检测电阻R10，使放大器U2TLV333的1号引脚电压达到0.08V，从而流过LED 的电流等于0.08V除以20mR为4A，再次长按SW按键，单片机U4会改变15 号引脚P1.2输出PWM的占空比，当PWM的占空比为50％时输出电流为2A，占空比最小为0.5％时输出电流为20mA，从而达到输出不同的亮度的调节；当切换到最小亮度工作时，单片机U4的20号引脚P1.7输出高电平，恒流电路中的三极管Q6导通，导致三极管Q1也导通，使得场效应管U6的GS极之间的电压接近0V，而场效应管U6的GS极的导通时，GS之间的电压为-0.6V，不满足导通的条件，使得场效应管U6断开，同时将恒流电路打开，单片机U4的15 号引脚P1.2输出高电平信号，使得放大器U2输出低电平，此时DC-DC转换芯片U5将输出电压V+升至最高电压，输出电流经过电阻R20，再经过三极管Q3 到达LED灯的正连接端，最后从LED灯的负连接端流过电流检测电阻R10回到电池负极，由于三极管Q3的BE间PN结电压钳位在电阻R20两端，从而实现LED灯的降压恒流输出。

以上所述的实施例，只是本实用新型的较优选的具体方式之一，本领域的技术员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，其特征在于，包括：主驱动电路、单片机U4、恒流电路及LED灯，所述单片机U4与所述主驱动电路连接，所述LED灯与所述主驱动电路连接，所述恒流电路与所述单片机U4及主驱动电路连接，所述主驱动电路包括：DC-DC转换芯片U5、供电电路、放大器U2及第一开关电路，所述放大器U2、所述供电电路及所述第一开关电路均与所述DC-DC转换芯片U5连接，所述LED灯的正连接端连接第一开关电路，所述LED灯的负连接端连接放大器U2，所述恒流电路包括：电阻R20、三极管Q2及三极管Q3，所述电阻R20一端连接DC-DC转换芯片U5，所述电阻R20另一端连接三极管Q3的发射极，所述三极管Q3的集电极连接LED灯的正连接端，所述三极管Q2的发射极连接至电阻R20与DC-DC转换芯片U5的连接端，所述三极管Q2的集电极串联电阻R19后连接三极管Q6的集电极，所述三极管Q2的基极连接至电阻R20与三极管Q3的连接端所述三极管Q3的基极连接至三极管Q2与电阻R19的连接端，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的基极连接单片机U4。

2.根据权利要求1所述的一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，其特征在于，所述单片机U4的型号为SC92F8003，所述单片机U4的11号引脚连接DC-DC转换芯片U5，所述单片机U4的15号引脚连接放大器U2的负相输入端，所述单片机U4的20号引脚连接三极管Q6的基极。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，其特征在于，所述低亮度LED灯的恒流驱动电路还包括：稳压器U3，所述稳压器U3与所述单片机U4连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，其特征在于，所述单片机U4上还连接有第二开关电路，所述第二开关电路包括：开关SW，所述开关SW一端接地，所述开关SW另一端连接单片机U4的4号引脚。

5.根据权利要求1所述的一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，其特征在于，所述第一开关电路包括：三极管Q1及场效应管U6，所述三极管Q1的基极连接至电阻R19与三极管Q6的连接端，所述三极管Q1的发射极连接DC-DC转换芯片U5，所述三极管Q1的基极连接场效应管U6的栅极，所述场效应管U6的源极连接三极管Q1与DC-DC转换芯片U5的连接端，所述场效应管U6的漏极连接LED灯的正连接端。

6.根据权利要求5所述的一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，其特征在于，所述LED灯的负连接端还连接有电阻R10,电阻R10另一端接地。

7.根据权利要求6所述的一种用于低亮度LED灯的恒流驱动电路，其特征在于，所述三极管Q1的型号为DTA143EE,所述三极管Q2及所述三极管Q3的型号均为TK3906，所述三极管Q6的型号为DTC143EE。

8.一种移动照明设备，其特征在于，包括：灯体，所述灯体内安装有电路板，所述电路板上具有权利要求1～7任意一项用于低亮度LED灯的恒流驱动电路。

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