TWI398187B - Led控制電路 - Google Patents

Description

LED控制電路

本發明涉及一種控制技術，尤其涉及一種應用於投影機內的LED控制電路。

LED有著功耗低，壽命長，體積小，光利用率高等優點，而隨著技術的發展，LED替代傳統的照明燈泡並應用在各領域內已經成為現實。

LED應用在投影機領域內，就是得益于高亮度LED技術的發展；由於LED有著長達10萬小時壽命，因此，比起傳統的鹵素燈泡或者高壓汞燈泡3000小時左右壽命，其優勢是十分明顯的。LED使投影機的壽命大大提高，因此以前制約投影機發展的因素得以解決，使得投影機市場變得更加寬廣與有競爭力。

高亮度LED的特點就是流過LED陽極和陰極的電流特別大，往往達到數安培，傳統的LED投影機控制技術，對LED的陽極電壓通常採用定電壓模式。但由於每顆LED所消耗的電壓都不一樣，而且隨LED溫度、流過的電流、單體差異不同而不同，因此在固定電壓模式下，部分需要較低電壓的LED浪費更多的功率，而部分需要較高電壓的LED可能無法正常工作， 直接造成的後果就是投影機的功率和亮度偏差較大。

有鑑於此，有必要提供一種能改變控制電壓的LED控制電路。

一種LED控制電路，其包括一電流及脈衝控制模組、一第一壓控電阻、一電壓控制模組、一回饋模組及一電壓調節模組；所述電流及脈衝控制模組包括用於接收一微控信號的第一輸入端、用於接收一電壓控制信號的第二輸入端、與地相連接的第三輸入端及一輸出端；所述第一壓控電阻包括與LED陰極相連接的輸入端、與電流及脈衝控制模組的第三輸入端和輸出端分別連接的輸出端及控制端；所述電壓控制模組包括用於接收所述微控信號的第一輸入端、與LED陰極相連接的第二輸入端及一輸出端；所述回饋模組包括與LED陽極相連接的第一輸入端、與電壓控制模組的輸出端相連接的第二輸入端及一輸出端以及一第二壓控電阻，所述第二壓控電阻根據陽極控制電壓改變所述第二壓控電阻的輸入端與其輸出端之間的電阻值，以調整回饋模組輸出端的陽極回饋電壓值；所述電壓調節模組包括與一電源電壓相連接的第一輸入端、與回饋模組的輸出端相連接的第二輸入端及與LED陽極相連接的輸出端。

與先前技術相比較，所述LED控制電路通過控制第一壓控電阻的電阻值從而使流經LED的正向電流保持相對穩定；所述電壓控制模組根據LED的陰極電壓調節其陽極電壓，使陽極 電壓根據LED的陽極與陰極之間的正向電壓變化而變化，從而提高LED對電源的利用效率。

100‧‧‧LED控制電路

10‧‧‧電流及脈衝控制模組

11‧‧‧第一輸入端

12‧‧‧第二輸入端

13‧‧‧第三輸入端

14‧‧‧輸出端

20‧‧‧電壓控制模組

21‧‧‧第一輸入端

22‧‧‧第二輸入端

23‧‧‧輸出端

30‧‧‧回饋模組

31‧‧‧第一輸入端

32‧‧‧第二輸入端

33‧‧‧輸出端

40‧‧‧電壓調節模組

41‧‧‧第一輸入端

42‧‧‧第二輸入端

43‧‧‧輸出端

Q1‧‧‧第一壓控電阻

D1‧‧‧輸入端

S1‧‧‧輸出端

G1‧‧‧控制端

RV‧‧‧分壓電阻

Q2‧‧‧類比開關

D2‧‧‧輸入端

S2‧‧‧輸出端

G2‧‧‧控制端

U1‧‧‧晶片

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

R5‧‧‧第五電阻

R6‧‧‧第六電阻

R7‧‧‧第七電阻

R8‧‧‧第八電阻

Q3‧‧‧第二壓控電阻

D3‧‧‧輸入端

S3‧‧‧輸出端

G3‧‧‧控制端

R9‧‧‧第九電阻

R10‧‧‧第十電阻

R11‧‧‧第十一電阻

圖1係本發明實施方式提供的LED控制電路的功能模組示意圖。

圖2係圖1中的LED控制電路的電壓控制模組與回饋模組的電路圖。

下面將結合附圖與實施例對本技術方案之LED控制電路作進一步詳細說明。

請參閱圖1及圖2，其為本發明實施方式的LED控制電路100，其用於控制一個LED的發光。所述LED具有一正向電壓和一正向電流，所述正向電壓為LED工作時LED的陽極與陰極之間所需消耗的壓降，所述正向電流為LED工作時流經LED的陽極和陰極的電流。

所述LED控制電路100包括一電流及脈衝控制模組10、一第一壓控電阻Q1、一電壓控制模組20、一回饋模組30、一電壓調節模組40及一分壓電阻RV。

所述電流及脈衝控制模組10包括一第一輸入端11、一第二輸入端12、一第三輸入端13及一輸出端14。所述第一輸入端11用於接收一微控信號，所述第二輸入端12用於接收一電壓控制信號，所述第三輸入端13接收流經LED的回饋電流。所述 微控信號用於控制LED的開關；所述電壓控制信號根據流經LED的回饋電流從輸出端14輸出一控制電壓。

所述第一壓控電阻Q1包括一輸入端D1、一輸出端S1及一控制端G1；所述輸入端D1與LED的陰極相連接，所述輸出端S1與所述電流及脈衝控制模組10的第三輸入端13相連接並接地，所述控制端G1與所述電流及脈衝控制模組10的輸出端14相連接。所述第一壓控電阻Q1根據控制端G1所接收的控制電壓調整輸入端D1與輸出端S1之間的電阻值，從而使流經LED的正向電流保持一相對穩定的狀態。本實施方式中，所述第一壓控電阻Q1為一N-MOS型電晶體；所述輸入端D1為漏極，所述輸出端S1為源極，所述控制端G1為柵極。

所述電壓控制模組20包括一第一輸入端21、一第二輸入端22及一輸出端23；所述第一輸入端21用於接收所述微控信號，所述第二輸入端22與LED的陰極相連接。所述電壓控制模組20包括一類比開關Q2、一晶片U1、一第一電容C1、一第二電容C2、一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4、一第五電阻R5、一第六電阻R6、一第七電阻R7及一第八電阻R8。所述類比開關Q2包括一輸入端D2、一輸出端S2及一控制端G2，所述控制端G2用於控制所述輸入端D2與輸出端S2的開啟與閉合。本實施方式中，所述類比開關Q2為一N-MOS電晶體，所述輸入端D2為漏極，所述輸出端S2為源極，所述控制端G2為柵極。所述晶片U1具有放大器和積分運算的雙操作功能，所述晶片U1型號為UM603，所述晶片U1具有8 個引腳，第一引腳為第一輸出端、第二引腳為第一反向輸入端、第三引腳為第一輸入端、第四引腳為負極、第五引腳為第二輸入端、第六引腳為第二反向輸入端、第七引腳為第二輸出端、第八引腳為正極。

所述類比開關Q2的輸入端D2與LED的陰極相連接。所述第一電阻R1的第一端用於接收微控信號，第二端與類比開關Q2的控制端G2相連接。所述第二電阻R2的第一端與類比開關Q2的輸出端S2相連接。所述第一電容C1的第一端與第二電阻R2的第二端相連接。所述第三電阻R3的第一端與第一電容C1的第一端相連接，第三電阻R3的第二端與第一電容C1的第二端相連接。所述第四電阻R4的第一端與第一電容C1的第二端相連接並接地，第二端與類比開關Q2的控制端G2相連接。所述晶片U1的第八引腳接一正電壓，第四引腳接地，第五引腳與第三電阻R3的第一端相連接。所述第五電阻R5的第一端與晶片U1的第六引腳相連接，第二端接地。所述第六電阻R6的第一端與第五電阻R5的第一端相連接，第六電阻R6的第二端與晶片U1的第七引腳相連接。所述第七電阻R7的第一端與晶片U1的第七引腳相連接，第二端與晶片U1的第二引腳相連接。所述第八電阻R8的第一端與晶片U1的第三引腳相連接，第二端與U1的第八引腳相連接。所述第二電容C2的第一端與晶片U1的第二引腳相連接，第二端與晶片U1的第一引腳相連接。

所述回饋模組30包括一第一輸入端31、一第二輸入端32及一輸出端33；所述第一輸入端31與LED的陽極相連接，所述第 二輸入端32與電壓控制模組20的輸出端23相連接。所述回饋模組30包括一第二壓控電阻Q3、一第九電阻R9、一第十電阻R10及一第十一電阻R11。所述第二壓控電阻Q3包括一輸入端D3、一輸出端S3及一控制端G3，所述控制端G3用於控制所述輸入端D3與輸出端S3的開啟與閉合。本實施方式中，所述第二壓控電阻Q3為一N-MOS電晶體，所述輸入端D3為漏極，所述輸出端S3為源極，所述控制端G3為柵極。所述第二壓控電阻Q3的控制端G3與晶片U1的第一引腳相連接，所述輸出端S3接地。所述第九電阻R9的第一端與第二壓控電阻Q3的輸入端D3相連接，第二端與電壓調節模組40相連接。所述第十電阻R10的第一端與第二壓控電阻Q3的輸出端S3相連接，第十電阻R10的第二端與第九電阻R9的第二端相連接。所述第十一電阻R11的第一端分別與第十電阻R10的第二端和第九電阻R9的第二端相連接，所述第十一電阻R11的第一端與LED的陽極相連接。

所述電壓調節模組40包括一第一輸入端41、第二輸入端42及一輸出端43；所述第一輸入端41用於接收一電源電壓；所述第二輸入端42與回饋模組30的輸出端33相連接，即與第九電阻R9的第二端相連接；所述電壓調節模組40的輸出端43與LED的陽極相連接。

所述分壓電阻RV的第一端連接於電流及脈衝控制模組10的第三輸入端13和第一壓控電阻Q1的輸出端S1之間，其第二端接地。流經分壓電阻RV的電流在分壓電阻RV第一端形成一電壓 。

在使用過程中，所述電流及脈衝控制模組10根據所述微控信號控制LED的開關。該電流及脈衝控制模組10採集分壓電阻RV第一端的電壓，並根據所述電壓及所述分壓電阻RV阻值得到LED的工作電流，將該工作電流與LED的額定電流進行比較，所述電流及脈衝控制模組10根據從該電流及脈衝控制模組10的第二輸入端12輸入的電壓控制信號及比較結果對第一壓控電阻Q1的控制端G1產生一控制電壓。所述控制電壓用於控制第一壓控電阻Q1的輸入端D1與輸出端S1之間的電阻值大小，從而實現對流過LED的正向電流的調節。所述電壓控制模組20根據微控信號的控制採集LED的陰極電壓，由於所述LED的陰極電壓等於其陽極電壓減去其正向電壓，所述陰極電壓越小代表LED的陽極電壓得到了最大化使用；為了保證有電流從第一壓控電阻Q1中流過，且根據LED的相關參數，設定LED的陰極參考電壓為0.3V。該電壓控制模組20的第二輸入端22接收所述微控信號控制所述類比開關Q2的開啟；當類比開關Q2開啟時，LED陰極電壓從晶片U1的第五引腳進入，經過晶片U1放大後的LED陰極電壓從第七引腳輸出；從第七引腳輸出的信號再進入第二引腳，經過晶片U1的積分運算後，從第一引腳輸出一斜率線性信號。所述第二壓控電阻Q3的控制端G3接收斜率線性信號，在所述斜率線性信號的作用下，使得第二壓控電阻Q3的輸入端D3與輸出端S3之間的電阻值發生改變，以調節回饋模組30輸出端42所輸出的陽極回饋電壓 的大小。所述電壓調節模組40根據陽極回饋電壓調節輸出端43輸出的陽極電壓，從而實現對LED陽極電壓的控制。

與先前技術相比較，所述LED控制電路通過控制第一壓控電阻的電阻值從而使流經LED的正向電流保持相對穩定；所述電壓控制模組根據LED的陰極電壓調節其陽極電壓，使陽極電壓與LED的正向電壓的變化一致，從而提高LED對電源的利用效率。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧LED控制電路

10‧‧‧電流及脈衝控制模組

11‧‧‧第一輸入端

12‧‧‧第二輸入端

13‧‧‧第三輸入端

14‧‧‧輸出端

20‧‧‧電壓控制模組

21‧‧‧第一輸入端

22‧‧‧第二輸入端

23‧‧‧輸出端

30‧‧‧回饋模組

31‧‧‧第一輸入端

32‧‧‧第二輸入端

33‧‧‧輸出端

40‧‧‧電壓調節模組

41‧‧‧第一輸入端

42‧‧‧第二輸入端

43‧‧‧輸出端

Q1‧‧‧第一壓控電阻

D1‧‧‧輸入端

S1‧‧‧輸出端

G1‧‧‧控制端

RV‧‧‧分壓電阻

Claims (7)

1. 一種LED控制電路，包括一電流及脈衝控制模組、一第一壓控電阻、一電壓控制模組、一回饋模組及一電壓調節模組；所述電流及脈衝控制模組包括用於接收一微控信號的第一輸入端、用於接收一電壓控制信號的第二輸入端、與地相連接的第三輸入端及一輸出端；所述第一壓控電阻包括與一LED陰極相連接的輸入端、與所述電流及脈衝控制模組的第三輸入端和輸出端分別連接的輸出端及控制端；所述電壓控制模組包括用於接收所述微控信號的第一輸入端、與LED陰極相連接的第二輸入端及一輸出端；所述回饋模組包括與LED陽極相連接的第一輸入端、與電壓控制模組的輸出端相連接的第二輸入端及一輸出端以及一第二壓控電阻，所述第二壓控電阻根據陽極控制電壓改變所述第二壓控電阻的輸入端與其輸出端之間的電阻值，以調整回饋模組輸出端的陽極回饋電壓值；所述電壓調節模組包括與一電源電壓相連接的第一輸入端、與回饋模組的輸出端相連接的第二輸入端及與LED陽極相連接的輸出端。
2. 如申請專利範圍第1項所述的LED控制電路，其中，所述LED控制電路還包括一分壓電阻，所述分壓電阻的一端連接於所述電流及脈衝控制模組的第三輸入端和第一壓控電阻的輸出端之間，其另一端接地。
3. 如申請專利範圍第1項所述的LED控制電路，其中，所述電流 及脈衝控制模組根據其第一輸入端接收的所述微控信號、第二輸入端接收的電壓控制信號及第三輸入端接收的流經LED的電流產生一控制電壓；所述第一壓控電阻根據該控制電壓調整所述第一壓控電阻的輸入端及其輸出端之間的電阻值，使流經LED的電流保持穩定。
4. 如申請專利範圍第3項所述的LED控制電路，其中，所述電壓控制模組接收所述微處理信號並根據LED陰極的電壓產生一陽極控制電壓；所述回饋模組根據所述陽極控制電壓輸出一陽極回饋電壓；所述電壓調節模組根據陽極回饋電壓調節其輸出的陽極電壓。
5. 如申請專利範圍第1項所述的LED控制電路，其中，所述第一壓控電阻為一N-MOS型電晶體；所述第一壓控電阻的輸入端為漏極，所述第一壓控電阻的輸出端為源極，所述第一壓控電阻的控制端為柵極。
6. 如申請專利範圍第1項所述的LED控制電路，其中，所述電壓控制模組包括一類比開關、一晶片、一第一電容、一第二電容、一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻、一第五電阻、一第六電阻、一第七電阻及一第八電阻；所述類比開關包括一輸入端、一輸出端及一控制端；所述類比開關的輸入端與LED的陰極相連接；所述第一電阻的第一端用於接收微控信號，第二端與類比開關的控制端相連接；所述第二電阻的第一端與類比開關的輸出端相連接；所述第一電容的第一端第二電阻的第二端相連接；所述第三電阻的第一端與第一電容的第一端相連接，第三電阻的第二端與第一電 容的第二端相連接；所述第四電阻的第一端與第一電容的第二端相連接並接地，第二端與類比開關的控制端相連接。所述晶片的第八引腳接一正電壓，第四引腳接地，第五引腳與第三電阻的第一端相連接；所述第五電阻的第一端與晶片的第六引腳相連接，第二端接地。所述第六電阻的第一端與第五電阻的第一端相連接，第六電阻的第二端與晶片的第七引腳相連接。所述第七電阻的第一端與晶片的第七引腳相連接，第二端與晶片的第二引腳相連接；所述第八電阻的第一端與晶片的第三引腳相連接，第二端與的第八引腳相連接；所述第二電容的第一端與晶片的第二引腳相連接，第二端與晶片的第一引腳相連接。
7. 如申請專利範圍第6項所述的LED控制電路，其中，所述回饋模組包括一第二壓控電阻、一第九電阻、一第十電阻及一第十一電阻；所述第二壓控電阻包括一輸入端、一輸出端及一控制端；所述第二壓控電阻的控制端與晶片的第一引腳相連接，所述第二壓控電阻的輸出端接地；所述第九電阻的第一端與第二壓控電阻的輸入端相連接，第二端與電壓調節模組相連接；所述第十電阻的第一端與第二壓控電阻的輸出端相連接，第十電阻的第二端與第九電阻的第二端相連接；所述第十一電阻的第一端分別與第十電阻的第二端和第九電阻的第二端相連接，所述第十一電阻的第一端與LED的陽極相連接。