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      一種led控制電路的制作方法

      文檔序號:8546739閱讀:484來源:國知局
      一種led控制電路的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于照明電路技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種控制電路,尤其是LED控制電路。
      【背景技術(shù)】
      [0002]在當前倡導綠色環(huán)保、低碳生活、節(jié)能高效的大環(huán)境下,公園、廣場、戶外廣告燈等戶外照明應用開始普遍采用太陽能補充能源及控制方式,不僅能充分利用當前的可持續(xù)能源,同時也大大節(jié)省了傳統(tǒng)能源的消耗、降低了污染的排放。由于在實際應用中LED發(fā)光二極管具有體積小、功率低、使用壽命長、高亮度低熱量、環(huán)保等優(yōu)點,市場上正大量采用以替代傳統(tǒng)燈。
      [0003]實際應用的過程中,不同的客戶常常會有不同的需求,有些客戶要求亮度高、功率大起到照明的作用;有些客戶要求亮度低、功率小起到微亮點綴的效果即可。因此對于設計者而言要滿足不同負載要求,而對于生產(chǎn)企業(yè)而言LED驅(qū)動控制器應具有簡單方便的電流調(diào)整功能,能適應不同的工作要求。
      [0004]市場上具有升壓功能的LED控制器電路主要包括:恒壓控制器電路、恒流控制器電路、PWM(脈寬調(diào)制)控制器電路等。由于構(gòu)造復雜,外圍管腳多且在太陽能充電及控制時常需要一些其他的元器件來進行配合使用,因而增加了成本,因此恒壓與恒流控制器電路常應用于早期的LED控制,這兩種方式在太陽能電路應用市場上已經(jīng)越來越少。
      [0005]如圖1和圖2所示的恒壓控制器電路和恒流控制器電路,為了更好的工作常常需要加入整流濾波電路并通過芯片內(nèi)部供電電源VDD和反饋管腳fb反饋形成閉合環(huán)路。圖3所示為基于固定占空比PWM控制的太陽能LED控制電路結(jié)構(gòu)圖,這種控制方式通過內(nèi)部特定的控制方式形成小環(huán)路,從而達到了芯片管腳少、使用方便、成本低廉,只需簡單的調(diào)整外圍電感的電感值即可,比較適合戶外LED驅(qū)動要求,而且也滿足了客戶對成本的要求。
      [0006]LED (Light Emitting D1de)即發(fā)光二極管,是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化成可見光的固態(tài)的半導體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED有單色LED和彩色LED,單色分為紅、橙、黃、綠、藍、紫、粉白等顏色,其對應著不同的工作電壓。紅、橙、黃三種顏色的單芯片都是
      1.9?2.3V之間的,其余的都是3.0?3.6V的。圖3所示的控制方式中,芯片在帶載這些不同顏色LED時,雖然負載不同,但其占空比并不隨著變化,只有當電池電壓變化時它的占空比才會有一定的變化。然而根據(jù)DC-DC的原理可知,對于相同的輸入電壓,其輸出電壓不同(負載不同)時,電路的占空比是不同的。因此,采用PWM控制器電路帶載不同類型LED時,其電流變化較大,對于生產(chǎn)廠家以及客戶而言不易掌握,增加了應用的復雜性。
      [0007]相較于LED開關(guān)控制而言,市場上主要有時控、光控、聲控等控制方式。在戶外照明應用中由于外界聲音干擾較大,所以聲控應用不常用。實際應用中主要采用時控和光控,時控開關(guān)可以定時關(guān)斷和開啟以此來保證白天關(guān)斷晚上開啟;光控開關(guān)通過感應光的亮度來控制開關(guān),以此更好地利用太陽能,尤其在陰天、霧天等陰暗環(huán)境下能更好地起到照明的作用。圖4所示是現(xiàn)有技術(shù)中一種基于PFM的LED控制器電路的原理示意圖,相比于傳統(tǒng)的LED控制器電路如圖1、圖2和圖3所示的控制器電路來說,這種控制器電路通過內(nèi)部特定的小環(huán)路使得芯片管腳少,使用方便,只需要調(diào)節(jié)外圍電感即可,適合太陽能驅(qū)動LED燈引用,同時也可以滿足不同驅(qū)動電壓的LED彩燈控制。
      [0008]然而,圖4所示電路同圖1、圖2、圖3所示電路和當前戶外照明市場上大部分控制器電路一樣,均存在以下問題:一方面,在太陽能應用時隨著客戶需要的電壓工作范圍越來越大,使得當電池電壓大于LED供電電壓時會出現(xiàn)LED直通的情況,使得流經(jīng)LED的電流升高,相應地增加了功耗并減少了使用時間,有些電路在外圍電路中的負載LED上串聯(lián)電阻并加入開關(guān),這就無形中為客戶增加了生產(chǎn)應用成本;另一方面,在太陽能進行充電時LED燈常會遇到關(guān)不斷暗亮的情況,有一部分漏電流流過LED,這樣就導致了能量的損耗使得能源利用率降低。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0009]本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠有效避免當供電電壓大于LED工作電壓時LED燈與地直通的情形的LED控制電路,次要目的在于在太陽能充電時有效關(guān)斷LED燈,避免出現(xiàn)LED燈暗亮的情形。
      [0010]為了達到上述目的,本發(fā)明的解決方案是:
      [0011]一種LED控制電路,包括LED控制器電路、恒壓源與電感L ;所述恒壓源的陰極接地,陽極與所述電感L的一端連接;所述LED控制器電路的內(nèi)部開關(guān)引腳連接所述電感L的另一端;其還包括關(guān)斷電路;所述關(guān)斷電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、開關(guān)和開關(guān)型晶體管;第一電阻R1的一端連接所述恒壓源的陽極,另一端連接第二電阻1?2的一端和所述開關(guān)型晶體管的柵極;第二電阻民的另一端連接所述開關(guān);所述開關(guān)的另一端接地;所述開關(guān)型晶體管的源極連接所述電感L的另一端,漏極連接負載LED的陽極,負載LED的陰極接地。
      [0012]所述開關(guān)為光控開關(guān)。所述開關(guān)型晶體管為場效應晶體管。
      [0013]所述LED控制器電路為恒壓控制器電路、恒流控制器電路、基于PWM的LED控制器電路或者基于PFM的LED控制器電路。
      [0014]所述LED控制器電路包括與所述電感L并聯(lián)的電流檢測電路,一輸入端連接一太陽能電池的陽極且另一輸入端連接所述電流檢測電路的輸出端的邏輯電路,輸入端連接所述邏輯電路的輸出端的振蕩電路,輸入端連接所述振蕩電路的輸出端的驅(qū)動電路,源極連接所述恒壓源的陽極、柵極連接所述電流檢測電路的輸出端且漏極連接所述太陽能電池的陽極的第一場效應晶體管。
      [0015]所述LED控制器電路還包括第一開關(guān);第一開關(guān)的一端連接所述電感L的另一端,另一端接地;所述第一開關(guān)連接所述驅(qū)動電路并由所述驅(qū)動電路控制。
      [0016]所述電流檢測電路包括形成鏡像關(guān)系的第二場效應晶體管和第三場效應晶體管,放大器Al和電阻R。,第二場效應晶體管的柵極與第三場效應晶體管的柵極連接,第二場效應晶體管的源極連接所述電感L的一端,第三場效應晶體管的源極連接所述電感L的另一端;第二場效應晶體管的漏極和柵極接在一起形成偏置,第三場效應晶體管的漏極連接電阻R。和放大器Al,電阻R。接地,放大器Al具有施密特特性,另一端與所述邏輯電路的輸入端連接。
      [0017]所述LED控制器電路與所述關(guān)斷電路集成于一個芯片中。
      [0018]所述負載LED為單色LED燈串或是由多種顏色LED組成的LED燈串。
      [0019]由于采用上述方案,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種能夠有效調(diào)節(jié)輸出電流的高性能的LED控制電路。該電路能夠用于較寬的工作電壓范圍,在供電電壓高于LED工作電壓時,能夠保證電流不受電壓影響,始終保持在固定范圍內(nèi),有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中LED與地直通電流無法調(diào)節(jié)的情形;同時,在太陽能電池給電池充電時,LED能夠徹底關(guān)斷,不會有漏電流從LED流過,有效地提高了太陽能的利用效率;此外,在相同外圍電感條件下,采用不同規(guī)格的LED負載時,電路的放電電流是一樣的,其批量生產(chǎn)時一致性非常好。該電路可集成為芯片,所需外圍器件少,整個電路結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,生產(chǎn)效率高。
      【附圖說明】
      [0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中DC-DC恒壓升壓LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0021]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中DC-DC恒流升壓LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0022]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中固定占空比PWM控制的升壓LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0023]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中基于PFM(脈沖頻率調(diào)制)模式的LED控制器電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0024]圖5是本發(fā)明實施例中LED控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0025]圖6是本發(fā)明實施例中的關(guān)斷電路部分的局部結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0026]圖7是本發(fā)明實施例中電流檢測電路Isense的結(jié)構(gòu)示意圖;
      [0027]圖8是本發(fā)明實施例中電池放電電流和放電電壓波形對照圖;
      [0028]圖9是本發(fā)明實施例中太陽能共陰極接法的結(jié)構(gòu)示意圖。
      【具體實施方式】
      [0029]以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
      [0030]本發(fā)明提出了一種LED控制電路,該LED控制電路能夠有效避免電池電壓過大時LED燈與地直通而電流不受控制的情形,能夠滿足不同的LED負載所需電流要求,還能夠有效避免太陽能充電時LED燈關(guān)不斷暗亮的情形,因此尤其適用于太陽能應用。本實施例中以圖4所示的基于PFM模式的LED控制器電路為基礎進行說明,圖5所示為本實施例中該LED控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖5中可以看出,該LED控制電路包括圖4所示的基于PFM模式的LED控制器電路,尤其還包括如圖6所示的有效的LED關(guān)斷電路部分。
      [0031]該LED控制電路包括電池BATT (在本發(fā)明中其為恒壓源即可)、電感L、基于PFM模式的LED控制器電路和關(guān)斷電路。該基于PFM模式的LED控制器電路包括第一場效應晶體管P—、電流檢測電路Isense、邏輯電路Logic、振蕩電路0SC、驅(qū)動電路Driver和第一開關(guān)SW(未示出,圖5中僅示出了其管腳即SW管腳);該關(guān)斷電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、開關(guān)型場效應晶體管MP和開關(guān)Switch。
      [0032]電池BATT的陰極接地,陽極與電感L的一端和第一場效應晶體管P-的源極連接。電感L的另一端連接開關(guān)型場效應晶體管MP的源極、開關(guān)型場效應晶體管MP的漏極接負載LED的陽極,負載LED的陰極接地。電流檢測電路Isense并聯(lián)在電感L的兩端。第一場效應晶體管P—的柵極、電流檢測電路Isense的輸出端和邏輯電路Logic的一輸入端連接;第一場效應晶體管P.的漏極、太陽能電池的陽極和邏輯電路Logic的另一輸入端連接;Logic電路的輸出端連接振蕩電路OSC的輸入端。振蕩電路OSC的輸出端連接驅(qū)動電路Driver的輸入端。驅(qū)動電路Drive的輸出端與第一開關(guān)SW的觸頭連接(未示出),以控制第一開關(guān)SW的導通與關(guān)斷。第一開關(guān)SW的一端連接電感L的另一端,另一端接地(未示出)。第一電阻札的一端連接電池BATT的陽極,另一端連接第二電阻1?2的一端和開關(guān)型場效應晶體管MP的柵極;
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