CN215010774U - 一种驱动电路与家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种驱动电路与家用电器，该驱动电路用于与控制单元以及发光单元连接，驱动电路包括信号发生电路、恒流输出电路以及电压驱动电路，信号发生电路分别与控制单元以及第一电源连接，信号发生电路用于基于控制单元输出的控制信号以及第一电源输出调节信号，恒流输出电路分别与信号发生电路以及发光单元的第一端连接，恒流输出电路用于基于调节信号输出对应的恒定电流至发光单元，电压驱动电路分别与第二电源以及发光单元的第二端连接，电压驱动电路用于基于第二电源为发光单元提供驱动电压，以驱动发光单元发光。通过上述方式，能够通过简单的硬件结构实现发光单元的恒流调光过程，成本较低。

Description

一种驱动电路与家用电器

技术领域

本实用新型涉及技术领域，特别是涉及一种驱动电路与家用电器。

背景技术

在LED显示系统中，当LED工作的需求电压小于输入直流电压时，为了控制LED显示的一致性以及增加LED的寿命，往往需要控制LED工作在恒流模式。

现有的做法通常使用专用的LED驱动芯片来实现LED恒流调光驱动。然而，专用的LED驱动芯片价格较高，导致整个LED恒流调光的电路的成本较高。

实用新型内容

本实用新型实施例旨在提供一种驱动电路与家用电器，本实用新型能够通过简单的硬件结构实现发光单元的恒流调光过程，成本较低。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种驱动电路，所述驱动电路用于与控制单元以及发光单元连接，所述驱动电路包括：

信号发生电路，所述信号发生电路分别与所述控制单元以及第一电源连接，所述信号发生电路用于基于所述控制单元输出的控制信号以及所述第一电源输出调节信号；

恒流输出电路，所述恒流输出电路分别与所述信号发生电路以及所述发光单元的第一端连接，所述恒流输出电路用于基于所述调节信号输出对应的恒定电流至所述发光单元；

电压驱动电路，所述电压驱动电路分别与第二电源以及所述发光单元的第二端连接，所述电压驱动电路用于基于所述第二电源为所述发光单元提供驱动电压，以驱动所述发光单元发光。

在一种可选的方式中，所述信号发生电路包括第一开关模块；

所述第一开关模块分别与所述控制单元以及所述第一电源连接，所述第一开关模块用于基于所述控制信号以及所述第一电源切换开关状态，以基于所述第一电源输出所述调节信号。

在一种可选的方式中，所述第一开关模块包括第一开关管、第一电阻与第二电阻；

所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端均与所述控制单元连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一开关管的第一端以及所述第一电源连接，所述第二电阻的另一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的第二端与所述恒流输出电路连接。

在一种可选的方式中，所述信号发生电路还包括分压模块；

所述分压模块分别与所述第一开关模块以及所述恒流输出电路连接，所述分压模块用于对所述调节信号进行分压，并将分压后的所述调节信号输入至所述恒流输出电路。

在一种可选的方式中，所述分压模块包括第三电阻与第四电阻；

所述第三电阻的一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述恒流输出电路以及所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地。

在一种可选的方式中，所述恒流输出电路包括运放单元与负反馈模块；

所述运放单元包括同相输入端、反向输入端与输出端；

所述信号发生电路与所述同相输入端连接，所述负反馈模块分别与所述反向输入点以及输出端连接。

在一种可选的方式中，所述负反馈模块包括第一电容与第一开关单元；

所述第一开关单元以及所述第一电容的两端均分别与所述反向输入端以及所述输出端连接。

在一种可选的方式中，所述第一开关单元包括第二开关管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻与稳压二极管；

所述第二开关管的控制端通过所述第五电阻与所述输出端连接，所述第二开关管的第一端分别与所述第六电阻的一端以及所述第七电阻的一端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述稳压二极管的阴极以及所述发光单元的第一端连接，所述第六电阻的另一端与所述稳压二极管的阳极均接地，所述第七电阻的另一端分别与所述反向输入端以及所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述第一电源连接。

在一种可选的方式中，所述电压驱动电路包括第二电容；

所述第二电容的一端分别与所述第二电源以及所述发光单元的第二端连接，所述第二电容的另一端接地。

第二方面，本实用新型提供一种家用电器，所述家用电器包括控制单元、发光单元以及如上所述的驱动电路；

所述驱动电路分别与所述控制单元以及所述发光单元连接，所述驱动电路用于基于所述控制单元的控制信号控制所述发光单元。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型提供的驱动电路，用于与控制单元以及发光单元连接，驱动电路包括信号发生电路、恒流输出电路以及电压驱动电路，其中，信号发生电路分别与控制单元以及第一电源连接，恒流输出电路分别与信号发生电路以及发光单元的第一端连接，驱动电路分别与第二电源以及发光单元的第二端连接。首先，控制单元输出控制信号至信号发生电路，以使信号发送电路输出贴调节信号至恒流输出电路，恒流输出电路再根据该调节信号输出对应的恒定电流至发光单元，而电压驱动电路则是用于驱动发光单元发光。因此，上述过程采用较为简单的硬件结构即实现通过控制单元输出控制信号以输出恒定电流值至发光单元，成本较低，并且，通过改变控制单元所输出的控制信号，即能输出不同的恒定电流值至发光单元，从而实现对发光单元的恒流调光过程。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例提供的家用电器的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的驱动电路的结构框图；

图3为本实用新型另一实施例提供的驱动电路的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的驱动电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的家用电器的示意图。如图1所示，家用电器包括驱动电路100、控制单元200以及发光单元 300，其中，驱动电路100分别与控制单元200以及发光单元300连接。

其中，发光单元300可以为发光二极管(LED)，也可以为有机发光元件，例如，有机发光二极管(oLED)，当然，发光单元22还可以为无机发光元件，这里不做限制。

具体地，控制单元200用于输出控制信号至驱动电路100，继而驱动电路100可根据该控制信号控制发光单元300。其中就包括：驱动电路100能够基于该控制信号为发光单元300提供一个恒流输入，同时还给发光单元300提供一个驱动电压，在驱动发光单元300发光的同时，还能够通过给发光单元300输入恒流，使发光单元300保持稳定的发光亮度。并且，通过改变控制单元200所输出的控制信号，即可对应的改变发光单元300的恒流大小，即改变发光单元300的发光亮度。通过上述方式，即可实现发光单元300的恒流调光过程。例如，在一实施方式中，家用电器为洗衣机，发光单元300即为洗衣机上的作为指示用的LED 灯。每次按下洗衣机上的指示按钮，洗衣机上的控制单元即通过驱动电路为对应的LED灯提供驱动电压以及恒定电流，以使对应的LED灯点亮。

如图2所示，驱动电路100包括信号发生电路10、恒流输出电路 20以及电压驱动电路30，其中，信号发生电路10分别与控制单元200 以及第一电源V1连接，恒流输出电路20分别与信号发生电路10以及发光单元300的第一端连接，电压驱动电路分别与第二电源以及发光单元的第二端连接。

实际应用中，信号发生电路用于根据控制单元输出的控制信号以及第一电源输出调节信号。即控制单元200可输出控制信号至信号发生电路10，继而，信号发生电路10再根据该控制信号对第一电源V1进行处理，并根据处理后的结果输出调节信号。该调节信号被恒流输出电路20 所接收，恒流输出电路20根据该调节信号输出与之对应的恒定电流至发光单元300，即为发光单元300提供恒定的电流。并且，通过改变控制信号，则可以相应的改变调节信号，从而改变流过发光单元300的恒定电流。而发光单元300的发光亮度又取决于流过发光单元300的电流值，因此，通过上述过程，能够实现对发光单元300进行调光的目的。再者，电压驱动电路30则通过第二电源V2为发光单元300提供驱动电压，以驱动发光单元300发光。

应理解，第一电源V1与第二电源V2可以为家电设备中自带的电源，也可以为外部单独连接的电源，这里不做限制。

且，第一电源V1的电压值与第二电源V2的电压值可以相同，也可以不同，例如，在一实施例中，为了方便，可将第一电源V1与第二电源V2的设置为与控制单元200的供电电源一致，比如，当控制单元200 为单片机时，单片机通常的供电电源为3.3V，则第一电源V1与第二电源V2可均设置为3.3V。

同时，第二电源V2所需要的满足的条件就是需根据发光单元300 的驱动电压而定。例如，假设发光单元300为一颗LED灯，若该LED灯的驱动电压为2V左右，那么第二电源V2只需大于2V即可。

在另一实施例中，请结合图2参照图3，信号发生电路10包括第一开关模块11，其中，第一开关模块11分别与控制单元200以及第一电源V1连接。

具体地，第一开关模块11用于基于控制信号以及第一电源V1切换开关状态，以基于第一电源V1输出所述调节信号。即第一开关模块11 的开关状态由控制单元200的控制信号以及第一电源V1决定，第一开关模块11的开关状态包括连通状态与断开状态。

其中，在一实施方式中，可通过控制单元200的控制信号与第一电源V1之间的大小关系确定第一开关模块11的开关状态。例如，若控制单元200所输出的控制信号为低电平信号，则控制信号的电压值比第一电源V1的电压值小，则控制第一开关模块11为连通状态，即此时第一电源V1通过第一开关模块11输入至恒流输出电路20中，换言之，第一开关模块11根据第一电源V1所输出的调节信号为高电平信号。反之，若控制单元200所输出的控制信号为与第一电源V1几乎一样大小的高电平信号，则控制第一开关模块11为断开状态，那么第一电源V1与第一开关模块11之间的连接状态也断开，即此时第一开关模块11所输出的调节信号为低电平信号。

在一实施方式中，信号发生电路10还包括分压模块12，分压模块 12分别与第一开关模块11以及恒流输出电路20连接，即分压模块12 设置与第一开关模块11以及恒流输出电路20之间。

分压模块12可对第一开关模块11所输出的调节信号进行分压，并将分压后的调节信号输入至恒流输出电路20。通过对分压模块12中的元器件的选型，既能够实现对输入恒流输出电路20的电压进行调节，又能够防止恒流输出电路20因电压过高而被损坏。

为了更好的理解本申请，以图4所示的驱动电路的电路结构为例进行说明。

可选地，如图4所示，第一开关模块11包括第一开关管Q1、第一电阻R1与第二电阻R2，其中，第一电阻R1的一端与第二电阻R2的一端均连接至连接点S1，连接点S1用于与控制单元200连接，第一电阻R1的另一端分别与第一开关管Q1的第一端以及第一电源V1连接，第二电阻R2的另一端与第一开关管Q1的控制端连接，第一开关管Q1的第二端与恒流输出电路20连接。

可选地，分压模块12包括第三电阻R3与第四电阻R4。其中，第三电阻R3的一端与第一开关管Q1的第二端连接，第三电阻R3的另一端分别与恒流输出电路20以及第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端接地。

可选地，恒流输出电路20包括运放单元U1与负反馈模块，其中，运放单元U1包括同相输入端(第3端)、反向输入端(第2端)与输出端(第1端)，则，信号发生电路10与运放单元U1的同相输入端连接，负反馈模块分别与运放单元U1的反向输入点以及输出端连接。

进一步地，负反馈模块包括第一电容C1与第一开关单元21,第一开关单元21分别与运放单元U1的反向输入端以及输出端连接，且第一电容C1的两端分别与运放单元U1的反向输入端以及输出端连接。其中，第一开关单元21包括第二开关管Q2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8与稳压二极管DW1。

具体地，第二开关管Q2的控制端通过第五电阻R5与运放单元U1 的输出端连接，第二开关管Q2的第一端分别与第六电阻R6的一端以及第七电阻R7的一端连接，第二开关管Q2的第二端分别与稳压二极管DW1 的阴极以及发光单元300的第一端连接，第六电阻R6的另一端与稳压二极管DW1的阳极均接地，第七电阻R7的另一端分别与运放单元U1的反向输入端以及第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端与第一电源V1连接。

可选地，电压驱动电路30还包括第二电容C2，其中，第二电容C2 的一端分别与第二电源V2以及发光单元300的第二端连接，第二电容 C2的另一端接地。

应理解，若发光单元300选用发光二极管，则发光二极管的阳极为发光单元300的第二端，发光二极管的阴极为发光单元300的第一端。即发光二极管的阳极连接至连接点S2，同时发光二极管的阴极连接至连接点S3。

需要说明的是，第一开关管或第二开关管可选用三极管、MOS管与 IGBT开关管中的一种。且第一开关管与第二开关管可以相同也可以不同，例如，第一开关管选用MOS管，以及第二开关管均选用三极管。

实际应用中，以第一开关管选用MOS管，同时第二开关管选用三极管为例。

此时，MOS管的栅极为第一开关管的控制端，MOS管的源极为第一开关管的第一端，MOS管的漏极为第一开关管的第二端。

三极管的基极为第二开关管的控制端，三极管的发射极为第二开关管的第一端，三极管的集电极为第二开关管的第二端。

当控制单元200输出的控制信号为高电平信号时，则由于MOS管Q1 的栅极与源极之间均为高电平，两者之间几乎不存在压差，则MOS管Q1 关断。此时，运放单元U1的同相输入端为0，则运放单元U1的输出端也为0，三极管Q2关断。此时，没有电流流过发光单元300，发光单元 300恒为不发光状态。

当控制单元200输出的控制信号为低电平信号时，由于MOS管Q1 的栅极与源极之间存在压差，MOS管Q1导通。第一电源V1在第四电阻 R4上的分压将输入至运放单元U1的同相输入端，此时运放单元U1的输出端的电压也接近与第一电源V1在第四电阻R4上的分压。

这是由于当运放单元U1的同相输入端的电压Vin从0V开始增加的时候，运放单元U1的输出端的电压Vout也会增加，而且是往正电压的方向增加。这是因为假设电压Vin突然增大，电压Vout还没有响应且依然是0V的时候，电压差Ve＝Vin-Vout是大于0的，所以乘上运放单元U1的开环增益A，Vout＝Ve*A，使得运放的输出Vout开始往正电压的方向增加。当随着电压Vout增加的时候，输出电压被反馈回到运放单元U1的反相输入端，然后会减小运放单元U1的两个输入端之间的压差，也就是Ve会减小，在同样的开环增益的情况下，Vout自然会降低。最终的结果就是，无论输入是多大的输入电压(当然是在运放的输入电压范围内)，运放单元U1的输出端始终会输出一个十分接近电压Vin的电压。

此时，运放单元U1的输出端的电压能够使三极管Q2导通。继而为发光单元300提供一条恒流通道，以为发光单元300提供恒定电流，从而可实现对发光单元300的调光过程。

综上，当控制单元200输出的控制信号为高电平信号时，流过发光单元300的电流为0；当控制单元200输出的控制信号为低电平信号时，流过发光单元300的电流为恒流值。因此，若控制单元200所输出的控制信号为脉冲信号(即PWM信号)，亦即控制单元200所输出的控制信号的应按一定的时间间隔交替变化高低电平。那么通过调节控制单元 200所输出的脉冲信号的占空比，则可以调节流过发光单元300的恒流值。

其中，对于流过发光单元300的恒流值的计算过程如下：

若保持控制单元200输出的控制信号为低电平信号，即控制单元200 所输出的脉冲信号的占空比为100％。运放单元U1的同相输入端的输入电压V_in为V_in＝v1/(r3+r4)*r4。由于运放单元U1的虚短虚断和负反馈特性，所以，运放单元U1的反相输入端的电压也是V_in。则流过电阻R8的电流I_R8为：I_R8＝(v1-V_in)/r8，则流过电阻R7与流过电阻R8上的电流应相同，则电阻R7上电压V_R7为：V_R7＝I_R8*r7。则电阻R6上的电压为：第一电源V1的电压v1减去电阻R8与电阻R7的电压，也就是运放单元 U1的反相输入端的电压减去电阻R7的电压，即V_R6＝V_in-V_R7，可得，电阻R6上的电流I_R6为：I_R6＝V_R6/r6。电阻R6上的电流为流过电阻R7(或电阻R8)的电流以及流过三极管Q2的集电极与发射极的电流(此时，由于三极管Q2的基极的电流较小，且远小于集电极电流，则可忽略不计)，可得，流过三极管Q2的集电极与发射极的电流I_Q2为：I_Q2＝I_R6-I_R8。电流I_Q2同时也为流过发光单元300的电流。其中，r3为电阻R3的电阻值，r4为电阻R4的电阻值，r6为电阻R6的电阻值，r7为电阻R7的电阻值，r8为电阻R8的电阻值。

因此，若将控制单元200所输出的脉冲信号的占空比为设置为D，则流过发光单元300的电流为D*I_Q2，即随着占空比D的不同，流过发光单元300的电流也不同。即实现了通过控制控制单元200输出不同占空比的控制信号，则可实现对发光单元300的恒流控制，从而完成对发光单元300进行恒流调光的过程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种驱动电路，其特征在于，所述驱动电路用于与控制单元以及发光单元连接，所述驱动电路包括：

信号发生电路，所述信号发生电路分别与所述控制单元以及第一电源连接，所述信号发生电路用于基于所述控制单元输出的控制信号以及所述第一电源输出调节信号；

恒流输出电路，所述恒流输出电路分别与所述信号发生电路以及所述发光单元的第一端连接，所述恒流输出电路用于基于所述调节信号输出对应的恒定电流至所述发光单元；

电压驱动电路，所述电压驱动电路分别与第二电源以及所述发光单元的第二端连接，所述电压驱动电路用于基于所述第二电源为所述发光单元提供驱动电压，以驱动所述发光单元发光。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，

所述信号发生电路包括第一开关模块；

所述第一开关模块分别与所述控制单元以及所述第一电源连接，所述第一开关模块用于基于所述控制信号以及所述第一电源切换开关状态，以基于所述第一电源输出所述调节信号。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，

所述第一开关模块包括第一开关管、第一电阻与第二电阻；

所述第一电阻的一端与所述第二电阻的一端均与所述控制单元连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一开关管的第一端以及所述第一电源连接，所述第二电阻的另一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的第二端与所述恒流输出电路连接。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，

所述信号发生电路还包括分压模块；

所述分压模块分别与所述第一开关模块以及所述恒流输出电路连接，所述分压模块用于对所述调节信号进行分压，并将分压后的所述调节信号输入至所述恒流输出电路。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，

所述分压模块包括第三电阻与第四电阻；

所述第三电阻的一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述恒流输出电路以及所述第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，

所述恒流输出电路包括运放单元与负反馈模块；

所述运放单元包括同相输入端、反向输入端与输出端；

所述信号发生电路与所述同相输入端连接，所述负反馈模块分别与所述反向输入点以及输出端连接。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，

所述负反馈模块包括第一电容与第一开关单元；

所述第一开关单元以及所述第一电容的两端均分别与所述反向输入端以及所述输出端连接。

8.根据权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，

所述第一开关单元包括第二开关管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻与稳压二极管；

所述第二开关管的控制端通过所述第五电阻与所述输出端连接，所述第二开关管的第一端分别与所述第六电阻的一端以及所述第七电阻的一端连接，所述第二开关管的第二端分别与所述稳压二极管的阴极以及所述发光单元的第一端连接，所述第六电阻的另一端与所述稳压二极管的阳极均接地，所述第七电阻的另一端分别与所述反向输入端以及所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述第一电源连接。

9.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，

所述电压驱动电路包括第二电容；

所述第二电容的一端分别与所述第二电源以及所述发光单元的第二端连接，所述第二电容的另一端接地。

10.一种家用电器，其特征在于，所述家用电器包括控制单元、发光单元以及如权利要求1-9任意一项所述的驱动电路；

所述驱动电路分别与所述控制单元以及所述发光单元连接，所述驱动电路用于基于所述控制单元的控制信号控制所述发光单元。

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