CN220823324U - 一种led灯驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED灯驱动电路，包括：电源模块，电源模块包括电池、充电芯片、充电电源接入检测电路、电池电量检测电路、电源输出电路；充电芯片将充电电源的电量充入至电池内；LED驱动模块；电池电量显示模块；主控芯片，根据充电电源接入检测电路得到充电电源是否接入结果，并根据充电电源是否接入结果控制电源输出电路中的三极管Q7和Q8是否导通，进而控制电池是否接入主控芯片的供电端，以及根据电池电量检测电路控制电池电量显示模块显示电池电量。本实用新型通过控制电源输出电路中的三极管Q7和Q8，实现是否将电池接入至主控芯片的供电端，保证对电池充电时，电池不放电。

Description

一种LED灯驱动电路

技术领域

本实用新型涉及LED亮度调节技术领域，具体而言，涉及一种LED灯驱动电路。

背景技术

随着科技的发展，LED灯的运用越来越广。在传统的LED灯供电中，一般是通过电池供电，同时电池是可充电电池，可以通过外部电源对电池进行充电。

在传统的这类小电器LED灯驱动中，电池是直接接入至其主控模块的电源端，同时外部电源的输入端除了通过充电芯片对电池供电外，也直接接入至主控模块的电源端，保证主控模块能够有持续的电源供电。但这类电路结构中，因电池时直接接入到主控模块的电源端，因此在对电池进行充电时，电池也还是会在放电的，这就会出现电池边充电边放电情况，此时电池的温度会大大增加，存在电池爆炸的风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种LED灯驱动电路，解决现有技术中在充电电源接入时电池边充边用存在温度增加引起爆炸的问题。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种LED灯驱动电路，包括：

电源模块，所述电源模块包括电池B+、充电芯片U2、充电电源接入检测电路、电池电量检测电路、电源输出电路；所述充电芯片U2的输入端与充电电源C+电连接，所述充电芯片U2的输出端与电池B+电连接，所述充电电源接入检测电路的供电端与充电电源C+电连接；所述电源输出电路包括三极管Q7、三极管Q8和双开关二极管D4，所述三极管Q7的发射极接地，所述三极管Q7的集电极串联电阻R21和电阻R18与电池B+电连接，所述电池B+与三极管Q8的发射极电连接，所述三极管Q8的集电极分别与双开关二极管D4的第一阳极和电池电量检测电路的供电端电连接，所述电阻R21和电阻R18的连接端与三极管Q8的基极电连接，所述充电电源C+与双开关二极管D4的第二阳极电连接，所述双开关二极管D4的公共阴极通过电阻R12与供电电源VCC电连接，所述供电电源VCC分别通过电容C1、电容C2和电容C3接地，所述供电电源VCC与二极管D1的负极电连接，所述二极管D1的正极接地；

LED驱动模块；

电池电量显示模块；

主控芯片U3，所述供电电源VCC与主控芯片U3的电源端电连接，所述充电电源接入检测电路的输出端与主控芯片U3电连接，所述三极管Q7的基极通过电阻R19与主控芯片U3的第一IO口电连接，所述主控芯片U3与电池电量检测电路的输出端电连接，所述LED驱动模块和电池电量显示模块均与主控芯片U3电连接；所述主控芯片U3根据充电电源接入检测电路得到充电电源是否接入结果，并根据充电电源是否接入结果控制电池是否接入至电源输出电路，以及根据电池电量检测电路控制电池电量显示模块显示电池电量。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：主控芯片U3通过控制三极管Q7的导通，来控制电池是否接入至开关二极管D4中，可以保证在有充电电源接入时，通过充电电源给主控芯片供电，在没有充电电源接入时，通过电池给主控芯片供电，实现单一电源进行供电，保证对电池充电时，电池不放电。

优选的，所述充电电源接入检测电路包括电阻R24和电阻R25，所述充电电源C+串联电阻R24和电阻R25接地，所述电阻R24和电阻R25的连接端与主控芯片U3的第二IO口电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：主控芯片U3通过检测电阻R24和电阻R25的连接端是否存在电压，记得判断是否有充电电源接入。

优选的，所述电池电量检测电路包括电阻R28、电阻R34和电容C4，所述双开关二极管D4的第一阳极串联电阻R28和电阻R34接地，所述电阻R28和电阻R34的连接端通过电容C4接地，所述电阻R28和电阻R34的连接端与主控芯片U3的第三IO口电连接；

所述主控芯片U3根据第三IO口得到的电池电量信息，控制电池电量显示模块显示电池电量。

采用该技术方案所达到的技术效果：主控芯片U3能够控制三极管Q7和三极管Q8的导通状态，实现将电池接入至双开关二极管D4的第一阳极，双开关二极管D4的第一阳极在通过电阻R28和电阻R34接地构成回路，通过电阻R28和电阻R34的连接端检测到的电压，结合电阻R28和电阻R34的阻值，就能够得到当前电池电量信息。

优选的，所述充电芯片U2为TC4056，所述充电芯片U2的第一引脚、第三引脚和第六引脚均接地，所述充电芯片U2的第二引脚通过电阻R10接地，所述充电芯片U2的第四引脚和第八引脚均与充电电源C+电连接，所述充电电源C+通过电容C10接地，所述充电芯片U2的第五引脚与电池B+电连接，所述电池B+通过电容C11接地，所述充电芯片U2的第七引脚与主控芯片U3的第四IO口电连接；

所述主控芯片U3根据充电电源接入检测电路得到充电电源接入时，根据第四IO口得到的充电状态信息，控制电池电量显示模块闪烁显示充电状态。

采用该技术方案所达到的技术效果：通过充电芯片U2可以保证对电池进行稳定的充电，且在充电时，还可以通过电池电量显示模块来显示充电时的电量。

优选的，所述LED驱动模块包括MOS管Q5，所述主控芯片U3的第五IO口与MOS管Q5的栅极电连接，所述MOS管Q5的栅极通过电阻R17接地，所述MOS管Q5的源极通过电阻R2接地，所述MOS管Q5的源极与主控芯片U3的第六IO口电连接，所述MOS管Q5的漏极与LED灯的负极电连接，所述LED灯的正极通过电阻R14与电池B+电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：通过控制MOS管Q5的导通，实现将LED灯的负极接地，进而将电源接入至LED灯中，实现点亮LED灯。

优选的，还包括一用于调节LED灯亮度的亮度调节模块，所述亮度调节模块包括开关K1、二极管D2、电阻R35和电阻R36；

所述开关K1一端接地，所述开关K1另一端分别与二极管D2的负极和三极管Q8的基极电连接，所述二极管D2的正极通过电阻R35与供电电源VCC电连接，所述二极管D2的正极通过电阻R36与主控芯片U3的第七IO口电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：开关K1每按一下后，会将信号输入至主控芯片U3，主控芯片U3根据自身的程序，输出不同占空比的PWM信号至MOS管Q5的栅极，控制MOS管Q5的导通时间，实现调节LED灯亮度。

优选的，所述电池电量显示模块包括发光二极管LD1、LD2、LD3和LD4，所述主控芯片U3的第八IO口、第九IO口和第十IO口分别与第一连接端、第二连接端和第三连接端电连接；

所述第一连接端通过电阻R2分别与LD3的正极和LD4的负极电连接，所述第二连接端分别与LD1的负极、LD2的正极、LD3的负极和LD4的正极电连接，所述第三连接端通过电阻R3分别与LD1的正极和LD2的负极电连接。

采用该技术方案所达到的技术效果：主控芯片U3通过快速的对三个IO口的信号切换，实现各个发光二极管的点亮，同时因人眼的视觉信号残留，可以看到多个灯同时点亮，每个发光二极管代表25％的电量。

优选的，所述电源模块还包括一Type-C接口，所述Type-C接口的电源端与充电电源电连接，所述Type-C接口的接地端接地。

采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置Type-C接口来获取外界电源，接口通用化，使用范围广，更容易获取电源。

附图说明

图1为本实用新型一种LED灯驱动电路的系统框图；

图2为本实用新型一种LED灯驱动电路的主控和LED驱动模块电路图；

图3为本实用新型一种LED灯驱动电路的电源模块和亮度调节模块电路图；

图4为本实用新型一种LED灯驱动电路的Type-C接口和电池电量显示模块电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

如图1～4所示，本实施例涉及一种LED灯驱动电路，包括：

电源模块，电源模块包括电池B+、充电芯片U2、充电电源接入检测电路、电池电量检测电路、电源输出电路；充电芯片U2的输入端与充电电源C+电连接，充电芯片U2的输出端与电池B+电连接，充电电源接入检测电路的供电端与充电电源C+电连接；

其中，电源输出电路包括三极管Q7、三极管Q8和双开关二极管D4，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极串联电阻R21和电阻R18与电池B+电连接，电池B+与三极管Q8的发射极电连接，三极管Q8的集电极分别与双开关二极管D4的第一阳极和电池电量检测电路的供电端电连接，电阻R21和电阻R18的连接端与三极管Q8的基极电连接，充电电源C+与双开关二极管D4的第二阳极电连接，双开关二极管D4的公共阴极通过电阻R12与供电电源VCC电连接，供电电源VCC分别通过电容C1、电容C2和电容C3接地，供电电源VCC与二极管D1的负极电连接，二极管D1的正极接地；

LED驱动模块；

电池电量显示模块；

主控芯片U3，供电电源VCC与主控芯片U3的电源端电连接，充电电源接入检测电路的输出端与主控芯片U3电连接，三极管Q7的基极通过电阻R19与主控芯片U3的第一IO口电连接，主控芯片U3与电池电量检测电路的输出端电连接，LED驱动模块和电池电量显示模块均与主控芯片U3电连接；主控芯片U3根据充电电源接入检测电路得到充电电源是否接入结果，并根据充电电源是否接入结果控制电池是否接入至电源输出电路，以及根据电池电量检测电路控制电池电量显示模块显示电池电量。

主控芯片U3通过控制三极管Q7的导通，来控制电池是否接入至开关二极管D4中，可以保证在有充电电源接入时，通过充电电源给主控芯片供电，在没有充电电源接入时，通过电池给主控芯片供电，实现单一电源进行供电，保证对电池充电时，电池不会过度放电。

其中，充电电源接入检测电路包括电阻R24和电阻R25，充电电源C+串联电阻R24和电阻R25接地，电阻R24和电阻R25的连接端与主控芯片U3的第二IO口电连接。

主控芯片U3通过检测电阻R24和电阻R25的连接端是否存在电压，记得判断是否有充电电源接入。

其中，电池电量检测电路包括电阻R28、电阻R34和电容C4，双开关二极管D4的第一阳极串联电阻R28和电阻R34接地，电阻R28和电阻R34的连接端通过电容C4接地，电阻R28和电阻R34的连接端与主控芯片U3的第三IO口电连接；

主控芯片U3根据第三IO口得到的电池电量信息，控制电池电量显示模块显示电池电量。

在充电电源未接入时，主控芯片U3直接控制三极管Q7和三极管Q8的导通，实现将电池接入至双开关二极管D4的第一阳极，双开关二极管D4的第一阳极在通过电阻R28和电阻R34接地构成回路，通过电阻R28和电阻R34的连接端检测到的电压，结合电阻R28和电阻R34的阻值，就能够得到当前电池电量信息。

在充电电源接入时，主控芯片U3可以间隔一段时间(例如间隔30秒或者1分钟等)控制三极管Q7和三极管Q8的导通很短时间(例如导通0.5秒)，导通的这段时间就将电池接入至双开关二极管D4的第一阳极，主控芯片U3能够得到充电后的电池电量信息，还能保证电池不是长时间接入到主控芯片U3内进行供电，在有充电电源接入时，几乎都是充电电源供电。

在本实施例中，充电芯片U2为TC4056，充电芯片U2的第一引脚、第三引脚和第六引脚均接地，充电芯片U2的第二引脚通过电阻R10接地，充电芯片U2的第四引脚和第八引脚均与充电电源C+电连接，充电电源C+通过电容C10接地，充电芯片U2的第五引脚与电池B+电连接，电池B+通过电容C11接地，充电芯片U2的第七引脚与主控芯片U3的第四IO口电连接；

主控芯片U3根据充电电源接入检测电路得到充电电源接入时，根据第四IO口得到的充电状态信息，控制电池电量显示模块闪烁显示充电状态。

通过充电芯片U2可以保证对电池进行稳定的充电，且在充电时，还可以通过电池电量显示模块来显示充电时的电量。

其中，LED驱动模块包括MOS管Q5，主控芯片U3的第五IO口与MOS管Q5的栅极电连接，MOS管Q5的栅极通过电阻R17接地，MOS管Q5的源极通过电阻R2接地，MOS管Q5的源极与主控芯片U3的第六IO口电连接，MOS管Q5的漏极与LED灯的负极电连接，LED灯的正极通过电阻R14与电池B+电连接。

通过控制MOS管Q5的导通，实现将LED灯的负极接地，进而将电源接入至LED灯中，实现点亮LED灯。

在本实施例中，一种LED灯驱动电路还包括一用于调节LED灯亮度的亮度调节模块，亮度调节模块包括开关K1、二极管D2、电阻R35和电阻R36；

开关K1一端接地，开关K1另一端分别与二极管D2的负极和三极管Q8的基极电连接，二极管D2的正极通过电阻R35与供电电源VCC电连接，二极管D2的正极通过电阻R36与主控芯片U3的第七IO口电连接。

开关K1每按一下后，会将信号输入至主控芯片U3，主控芯片U3根据自身的程序，输出不同占空比的PWM信号至MOS管Q5的栅极，控制MOS管Q5的导通时间，实现调节LED灯亮度。

在本实施例中，电池电量显示模块包括发光二极管LD1、LD2、LD3和LD4，主控芯片U3的第八IO口、第九IO口和第十IO口分别与第一连接端、第二连接端和第三连接端电连接；

第一连接端通过电阻R2分别与LD3的正极和LD4的负极电连接，第二连接端分别与LD1的负极、LD2的正极、LD3的负极和LD4的正极电连接，第三连接端通过电阻R3分别与LD1的正极和LD2的负极电连接。

主控芯片U3通过快速的对三个IO口的信号切换，实现各个发光二极管的点亮，同时因人眼的视觉信号残留，可以看到多个灯同时点亮，每个发光二极管代表25％的电量。

其中，电源模块还包括一Type-C接口，Type-C接口的电源端与充电电源电连接，Type-C接口的接地端接地。

通过设置Type-C接口来获取外界电源，接口通用化，使用范围广，更容易获取电源。

在本实施例中，主控芯片需要有多个IO口，而IO口的数量需要主控芯片U2的引脚数多。具体的，本实施例提及的第几个IO口并不是主控芯片的第几个引脚。

在实际使用过程中，可以将整个电路设计在一块电路板上，或者设置为两块电路板：一块主控驱动电路板，一块电量显示电路板。其中，主控驱动电路板(图2结合图3所示)包括主控芯片、LED驱动模块和电源模块，电量显示电路板(图4所示)包括Type-C接口和电池电量显示模块，两块电路板之间通过排插J1和CON6进行连接。

本实用新型的有益效果为：主控芯片U3通过控制三极管Q7的导通，来控制电池是否接入至开关二极管D4中，可以保证在有充电电源接入时，通过充电电源给主控芯片供电，在没有充电电源接入时，通过电池给主控芯片供电，实现单一电源进行供电，保证对电池充电时，电池不放电。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED灯驱动电路，其特征在于：包括：

电源模块，所述电源模块包括电池B+、充电芯片U2、充电电源接入检测电路、电池电量检测电路、电源输出电路；所述充电芯片U2的输入端与充电电源C+电连接，所述充电芯片U2的输出端与电池B+电连接，所述充电电源接入检测电路的供电端与充电电源C+电连接；所述电源输出电路包括三极管Q7、三极管Q8和双开关二极管D4，所述三极管Q7的发射极接地，所述三极管Q7的集电极串联电阻R21和电阻R18与电池B+电连接，所述电池B+与三极管Q8的发射极电连接，所述三极管Q8的集电极分别与双开关二极管D4的第一阳极和电池电量检测电路的供电端电连接，所述电阻R21和电阻R18的连接端与三极管Q8的基极电连接，所述充电电源C+与双开关二极管D4的第二阳极电连接，所述双开关二极管D4的公共阴极通过电阻R12与供电电源VCC电连接，所述供电电源VCC分别通过电容C1、电容C2和电容C3接地，所述供电电源VCC与二极管D1的负极电连接，所述二极管D1的正极接地；

LED驱动模块；

电池电量显示模块；

主控芯片U3，所述供电电源VCC与主控芯片U3的电源端电连接，所述充电电源接入检测电路的输出端与主控芯片U3电连接，所述三极管Q7的基极通过电阻R19与主控芯片U3的第一IO口电连接，所述主控芯片U3与电池电量检测电路的输出端电连接，所述LED驱动模块和电池电量显示模块均与主控芯片U3电连接；所述主控芯片U3根据充电电源接入检测电路得到充电电源是否接入结果，并根据充电电源是否接入结果控制电池是否接入至电源输出电路，以及根据电池电量检测电路控制电池电量显示模块显示电池电量。

2.根据权利要求1所述的一种LED灯驱动电路，其特征在于：所述充电电源接入检测电路包括电阻R24和电阻R25，所述充电电源C+串联电阻R24和电阻R25接地，所述电阻R24和电阻R25的连接端与主控芯片U3的第二IO口电连接。

3.根据权利要求1所述的一种LED灯驱动电路，其特征在于：

所述电池电量检测电路包括电阻R28、电阻R34和电容C4，所述双开关二极管D4的第一阳极串联电阻R28和电阻R34接地，所述电阻R28和电阻R34的连接端通过电容C4接地，所述电阻R28和电阻R34的连接端与主控芯片U3的第三IO口电连接；

所述主控芯片U3根据第三IO口得到的电池电量信息，控制电池电量显示模块显示电池电量。

4.根据权利要求1所述的一种LED灯驱动电路，其特征在于：

所述充电芯片U2为TC4056，所述充电芯片U2的第一引脚、第三引脚和第六引脚均接地，所述充电芯片U2的第二引脚通过电阻R10接地，所述充电芯片U2的第四引脚和第八引脚均与充电电源C+电连接，所述充电电源C+通过电容C10接地，所述充电芯片U2的第五引脚与电池B+电连接，所述电池B+通过电容C11接地，所述充电芯片U2的第七引脚与主控芯片U3的第四IO口电连接；

所述主控芯片U3根据充电电源接入检测电路得到充电电源接入时，根据第四IO口得到的充电状态信息，控制电池电量显示模块闪烁显示充电状态。

5.根据权利要求1所述的一种LED灯驱动电路，其特征在于：所述LED驱动模块包括MOS管Q5，所述主控芯片U3的第五IO口与MOS管Q5的栅极电连接，所述MOS管Q5的栅极通过电阻R17接地，所述MOS管Q5的源极通过电阻R2接地，所述MOS管Q5的源极与主控芯片U3的第六IO口电连接，所述MOS管Q5的漏极与LED灯的负极电连接，所述LED灯的正极通过电阻R14与电池B+电连接。

6.根据权利要求1所述的一种LED灯驱动电路，其特征在于：还包括一用于调节LED灯亮度的亮度调节模块，所述亮度调节模块包括开关K1、二极管D2、电阻R35和电阻R36；

所述开关K1一端接地，所述开关K1另一端分别与二极管D2的负极和三极管Q8的基极电连接，所述二极管D2的正极通过电阻R35与供电电源VCC电连接，所述二极管D2的正极通过电阻R36与主控芯片U3的第七IO口电连接。

7.根据权利要求1所述的一种LED灯驱动电路，其特征在于：

所述电池电量显示模块包括发光二极管LD1、LD2、LD3和LD4，所述主控芯片U3的第八IO口、第九IO口和第十IO口分别与第一连接端、第二连接端和第三连接端电连接；

所述第一连接端通过电阻R2分别与LD3的正极和LD4的负极电连接，所述第二连接端分别与LD1的负极、LD2的正极、LD3的负极和LD4的正极电连接，所述第三连接端通过电阻R3分别与LD1的正极和LD2的负极电连接。

8.根据权利要求1所述的一种LED灯驱动电路，其特征在于：所述电源模块还包括一Type-C接口，所述Type-C接口的电源端与充电电源电连接，所述Type-C接口的接地端接地。