CN219555194U - 一种智能led驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能LED驱动电路，应用于LED驱动技术领域，包括：电流检测模块、信号调制模块、误差放大器模块、振荡器模块、阈值比较器、驱动电路、开关管、LED负载和检测电阻。本实用新型能够同时实现极深度调光和避免光栅抖动现象。

Description

一种智能LED驱动电路

技术领域

本实用新型涉及LED驱动技术领域，尤其涉及一种智能LED驱动电路。

背景技术

在智能脉宽调制调光系统的现有技术中，通常使用全开全关输出方式的恒流驱动电路来驱动LED灯。这种技术的优点是可以实现极深度调光，但缺点也很明显，即在极深度调光时，LED灯无法避免光栅抖动现象，极大影响照明体验。

因此，提供一种LED驱动电路，能够同时实现极深度调光和避免光栅抖动现象，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种LED驱动电路，能够同时实现极深度调光和避免光栅抖动现象。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种智能LED驱动电路，包括：

电流检测模块、信号调制模块、误差放大器模块、振荡器模块、阈值比较器、驱动电路、开关管、LED负载和检测电阻；

所述检测电阻的一端连接所述LED负载的负极和所述电流检测模块的第一输入端；

所述检测电阻的另一端连接所述开关管的漏极和所述电流检测模块的第二输入端；

所述电流检测模块的输出端与所述误差放大器模块的第一输入端连接；

所述信号调制模块的输出端与所述误差放大器模块的第二输入端连接；

所述误差放大器模块的输出端与所述阈值比较器的第一输入端连接；

所述阈值比较器的输出端与所述驱动电路的输入端连接；

所述驱动电路的输出端与所述开关管的栅极连接；

所述开关管的源极接地；

还包括电容，所述电容与所述LED负载和所述检测电阻所形成的串联支路并联连接；

所述开关管的漏极通过所述电容与所述LED负载的正极连接；

所述振荡器模块的第一输出端与所述误差放大器模块的第三输入端使能输入端连接；

所述振荡器模块的第二输出端与所述阈值比较器的第二输入端连接；

所述振荡器模块的第三输出端与所述电流检测模块的第三输入端连接；

所述LED负载的阳极与输入电源连接。

上述的电路，可选的，所述电流检测模块的第一输入端为所述电流检测模块的正相输入端；所述电流检测模块的第二输入端为所述电流检测模块的负相输入端。

上述的电路，可选的，所述误差放大器模块的第一输入端为所述误差放大器模块的负相输入端；所述误差放大器模块的第二输入端为所述误差放大器模块的正相输入端；所述误差放大器模块的第三输入端为所述误差放大器模块的使能输入端。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型提供了一种LED驱动电路：本实用新型在进行检测电阻检测时，所使用的运放采用斩波调节方式，以提高检测精度，将检测信号转换成环路反馈电压SENSE，同时在进行误差放大时，所使用的误差放大器亦采用斩波调节方式，提高LED调光精度，实现整体上的极深度调光；没有直接在LED灯采用全开全关输出方式直接驱动，LED灯电流为无纹波电流，因此避免了光栅抖动现象，性能先进。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种智能LED驱动电路结构示意图；

图2为本实用新型提供的电流检测模块结构示意图；

图3为本实用新型提供的低失调误差放大器模块电路结构示意图；

图4为本实用新型的调光深度性能展示。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

参照图1所示，本实用新型公开了一种智能LED驱动电路，包括：

电流检测模块、信号调制模块、误差放大器模块、振荡器模块、阈值比较器、驱动电路、开关管(图1中M1)、LED负载和检测电阻(图1中RCS)；

检测电阻的一端连接LED负载的负极和电流检测模块的第一输入端；

检测电阻的另一端连接开关管的漏极和电流检测模块的第二输入端；

电流检测模块的输出端与误差放大器模块的第一输入端连接；

信号调制模块的输出端与误差放大器模块的第二输入端连接；

误差放大器模块的输出端与阈值比较器的第一输入端连接；

阈值比较器的输出端与驱动电路的输入端连接；

驱动电路的输出端与开关管的栅极连接；

开关管的源极接地；

还包括电容，所述电容与所述LED负载和所述检测电阻所形成的串联支路并联连接；

所述开关管的漏极通过所述电容与所述LED负载的正极连接；

振荡器模块的第一输出端与误差放大器模块的第三输入端使能输入端连接；

振荡器模块的第二输出端与阈值比较器的第二输入端连接；

振荡器模块的第三输出端与电流检测模块的第三输入端连接；

LED负载的阳极与输入电源连接。

进一步的，电流检测模块的第一输入端为电流检测模块的正相输入端；电流检测模块的第二输入端为电流检测模块的负相输入端。

进一步的，误差放大器模块的第一输入端为误差放大器模块的负相输入端；误差放大器模块的第二输入端为误差放大器模块的正相输入端；误差放大器模块的第三输入端为误差放大器模块的使能输入端。

具体的，误差放大器模块为低失调误差放大器模块。

工作原理为：

电流检测模块接收振荡器模块产生的第二脉冲信号VP2，对检测电阻RCS两端电压进行检测，获得检测电压(SEN+、SEN-)并将检测电压(SEN+、SEN-)转换为反馈信号SENSE，将反馈信号SENSE输入误差放大器模块的第一输入端；

信号调制模块将PWM信号转换成模拟调制信号VA，并将模拟调制信号VA输入误差放大器模块的第二输入端；

误差放大器模块接收振荡器模块产生的第一脉冲信号VP1，对输入的反馈信号SENSE和模拟调制信号VA的差值进行放大，获得误差输出信号EAOUT，并将误差输出信号EAOUT输入阈值比较器的第一输入端；

阈值比较器将阈值比较器的第一输入端的误差输出信号EAOUT与阈值比较器的第二输入端的振荡器模块输出的锯齿波信号OSCOUT进行比较，输出比较结果信号至驱动电路；

驱动电路输出驱动信号至开关管(图1中的M1)，驱动开关管(图1中的M1)工作，进而控制LED负载的输出电流。

进一步的，输出比较结果信号CTRL为1时，驱动信号为高电平，使得开关管(图1中的M1)导通；

输出比较结果信号CTRL为0时，驱动信号为低电平，使得开关管(图1中的M1)关断。

进一步的，PWM信号在低于0.5％的调光深度时，产生的模拟调制信号电平很小，为准确对反馈信号SENSE和模拟调制信号VA进行误差比较，则需提高低失调误差放大器的精度，即失调电压应足够小。

参照图2所示，本实用新型公开了电流检测模块结构示意图，具体如下：

电流检测模块的正相输入端VSEN+与电阻R302的一端相连，电阻R302的另一端与开关S303、S304的一端均相连，并与开关管MP303的源极相连。

电流检测模块的负相输入端VSEN-与电阻R301的一端相连，电阻R301的另一端与开关S301、S302的一端均相连。开关S301的另一端与开关S303的另一端相连，并与开关管MP301的源极相连。开关管MP301的栅极与开关管MP302的栅极相连。开关S305的两端分别与开关管MP301的漏极和栅极相连，开关S306的两端分别与开关管MP302的漏极和栅极相连，开关S307的两端分别与开关管MP302的漏极和开关管MP303的栅极相连，开关S308的两端分别与开关管MP301的漏极和开关管MP303的栅极相连。电流源I1与开关管MP301的漏极相连，另一端与GND相连。电流源I2与开关管MP302的漏极相连，另一端与GND相连。电阻R303与开关管MP303的漏极相连，另一端与GND相连。

其工作原理如下：

当脉冲信号VP2+为低电平，脉冲信号VP2-为高电平时，开关S302/S303截止，开关S301/S304导通，电阻R302与开关管MP303相连，电阻R301与开关管MP21相连，开关S306/S308导通，开关S305/S307截止，R301＝R302，电流ISEN＝(VSEN+-VSEN-)/R302，即SEN+的电压比VSEN-电压高，此电压差为ΔV＝VSEN+-VSEN-，ΔV除以电阻R302产生的电流将流入电阻R303，电压VOUT＝ISEN*R303＝(VSEN+-VSEN-)*R303/R302，通过调节电阻R303和电阻R302的比值，可以检测电压的放大倍数。

当脉冲信号VP2+为高电平，脉冲信号VP2-为低电平时，开关S302/S303导通，开关S301/S304截止，开关S305/S307导通，开关S306/S308截止，检测功能与之前一样，均为实现，但是此时电阻R301与开关管MP302相连，电阻R302与开关管MP301相连，通过此斩波调节方式，可以提高开关管MP301与开关管MP302的匹配性，提高检测精度。

参照图3所示，本实用新型公开了低失调误差放大器模块电路结构，具体如下：

低失调误差放大器的输入开关管MP402的栅极与开关S41、S44共端点；开关管MP401的栅极与开关S42、S44共端点；输入信号Vio+与开关S41、S43共端点；输入信号Vio-与开关S42、S43共端点。

开关管MP401和MP402的源极相连后与电流源Ib1的一端相连；开关管MP401的漏极、开关管MN403的漏极和开关管MN405的源极相连；开关管MP402的漏极与开关管MN404的漏极和开关管MN406的源极相连。

开关管MN403的栅极和MN404的栅极相连于节点Vb2；开关管MN11的栅极和漏极相连；开关管MN405的栅极和MN406的栅极相连于节点Vb1。

开关管MN405的漏极与开关管MP406的漏极相连；开关管MP406的栅极和漏极相连，并与开关管MP407的栅极相连；开关管MN406的漏极与开关管MP408的漏极相连；开关管MP408的栅极和漏极相连，并与开关管MP409的栅极相连。

开关管MP407的漏极与开关管MN409的漏极相连，并与开关S45、S48相连；开关管MP409的漏极与开关管MN10的漏极相连，并与开关S46、S47相连；开关管MN409的栅极与MN410的栅极相连于节点Vb1；开关管MN409的源极和开关管MN407的漏极相连；开关管MN410的源极和开关管MN8的漏极相连；开关管MN407的栅极与MN408的栅极相连，并与开关S45、S46相连于节点Vb4。

Vb1和Vb2接外部的偏置电压。

开关S47和S48相连，并输出EAOUT。

开关管MP406、MP407、MP408、MP409的源极都接电源VDD。开关管MN403、MN407、MN408和MN404的源极都接GND。

工作原理如下：

当脉冲信号VP1-为低电平，脉冲信号VP1+为高电平时，开关S43、S44截止，开关S41、S42导通，Vio+与开关管MP402的栅极相连，Vio-与开关管MP401的栅极相连，开关S45、S47导通，开关S46、S48截止。输出信号EAOUT与开关管MP409的漏极和开关管MN410的漏极相连。

当脉冲信号VP1+为低电平，脉冲信号VP1-为高电平时，开关S41、S42截止，开关S43、S44导通，Vio+与开关管MP401的栅极相连，Vio-与开关管MP402的栅极相连，开关S46、S48导通，开关S45、S47截止。输出信号EAOUT与开关管MP407的漏极和开关管MN409的漏极相连。

参见图4所示为本实用新型一种智能LED驱动电路的调光深度性能展示。由图4可见，与现有技术相比，在避免光栅抖动想象的条件下，调光性能依然可以达到极深的调光深度。

对所公开的实施例的上述说明，按照递进的方式进行，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种智能LED驱动电路，其特征在于，包括：

电流检测模块、信号调制模块、误差放大器模块、振荡器模块、阈值比较器、驱动电路、开关管、LED负载和检测电阻；

所述检测电阻的一端连接所述LED负载的负极和所述电流检测模块的第一输入端；

所述检测电阻的另一端连接所述开关管的漏极和所述电流检测模块的第二输入端；

所述电流检测模块的输出端与所述误差放大器模块的第一输入端连接；

所述信号调制模块的输出端与所述误差放大器模块的第二输入端连接；

所述误差放大器模块的输出端与所述阈值比较器的第一输入端连接；

所述阈值比较器的输出端与所述驱动电路的输入端连接；

所述驱动电路的输出端与所述开关管的栅极连接；

所述开关管的源极接地；

还包括电容，所述电容与所述LED负载和所述检测电阻所形成的串联支路并联连接；

所述开关管的漏极通过所述电容与所述LED负载的正极连接；

所述振荡器模块的第一输出端与所述误差放大器模块的第三输入端使能输入端连接；

所述振荡器模块的第二输出端与所述阈值比较器的第二输入端连接；

所述振荡器模块的第三输出端与所述电流检测模块的第三输入端连接；

所述LED负载的阳极与输入电源连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能LED驱动电路，其特征在于，

所述电流检测模块的第一输入端为所述电流检测模块的正相输入端；所述电流检测模块的第二输入端为所述电流检测模块的负相输入端。

3.根据权利要求1所述的一种智能LED驱动电路，其特征在于，

所述误差放大器模块的第一输入端为所述误差放大器模块的负相输入端；

所述误差放大器模块的第二输入端为所述误差放大器模块的正相输入端；所述误差放大器模块的第三输入端为所述误差放大器模块的使能输入端。