第二電阻R2的另一端連接開關(guān)Switch ;開關(guān)Switch的另一端接地。
[0033]該電路中，可將第一電阻R1、第二電阻R2、開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP和開關(guān)Switch集成在該基于PFM模式的LED控制器電路的芯片中，這樣做能夠簡化外圍電路并降低其干擾的風(fēng)險(xiǎn)。第一電阻&、第二電阻民為開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP提供分壓電路。在電池BATT電壓值不同且開關(guān)Switch導(dǎo)通時(shí)，電池BATT由第一電阻R1、第二電阻民分壓為開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP提供不同的柵壓，進(jìn)而在開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生不同的導(dǎo)通電阻，以保證負(fù)載LED在不同的工作電壓范圍內(nèi)保持在相對(duì)穩(wěn)定的工作電流。
[0034]該電路中，開關(guān)Switch是光控開關(guān)，其開啟或關(guān)斷受外界光亮強(qiáng)弱的影響。負(fù)載LED可以是單色LED燈串，也可以是由多種顏色LED組成的LED燈串。上述太陽能電池與電池BATT為共陰極接法，即兩者的陰極連接在一起；太陽能電池的陽極接電路控制端。
[0035]上述電路屬于光控LED電路，如前所述圖6為其中的關(guān)斷電路部分。當(dāng)SW端電壓(SW端電壓指的是電感L的另一端與場效應(yīng)管源極連接處的電壓)低于LED工作電壓時(shí)，LED將不會(huì)從電感L中抽取電流，此時(shí)電感L容易形成阻尼振蕩，SW端電壓不能準(zhǔn)確地反映出LED的工作狀態(tài)。當(dāng)外界光線充足時(shí)，開關(guān)Switch即光控開關(guān)斷開，此時(shí)開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP柵極電壓約為電池BATT的電壓，此時(shí)Ves〈VT (Ves是指開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP的柵極與源極間的壓差，Vt是指該開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP的導(dǎo)通閾值電壓)，由場效應(yīng)管工作原理可知，此時(shí)該開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP無法導(dǎo)通，LED保持關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)外界光線不足時(shí)，開關(guān)Switch導(dǎo)通，此時(shí)該開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP的柵極電壓為電池BATT經(jīng)Rp民分壓所得的電壓，通過設(shè)定第一電阻R1和第二電阻R 2的阻值之比保證V GS>VT,此時(shí)該開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP導(dǎo)通且其導(dǎo)通電阻為RmOc l/[K*W/L*(Ves-VT)](其中，Rm為開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP的導(dǎo)通電阻，K為場效應(yīng)管數(shù)量，W/L為場效應(yīng)管的寬長比)，該開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP的柵極電壓為Ve= Vbat^R2ARJR2)(其中，Ve為該開關(guān)型場效應(yīng)晶體管的柵極電壓，Vbatt為電池供電電壓，R pR2分別為第一電阻和第二電阻的阻值)，從而可以在電池電壓升高時(shí)調(diào)整導(dǎo)通電阻，進(jìn)而可以在一定范圍內(nèi)保證LED工作電流的穩(wěn)定。這樣不僅解決了LED的直通以及關(guān)不斷的困擾，也大大節(jié)省了外圍電阻的成本。
[0036]圖7為本實(shí)施例中電流檢測(cè)電路Isense的結(jié)構(gòu)示意圖。該電流檢測(cè)電路Isense包括形成鏡像關(guān)系的第二場效應(yīng)晶體管MPl和第三場效應(yīng)晶體管MP2，放大器Al和電阻R。。第二場效應(yīng)晶體管MPl的柵極與第三場效應(yīng)晶體管MP2的柵極連接，第二場效應(yīng)晶體管MPl的源極連接電感L的一端，第三場效應(yīng)晶體管MP2的源極連接電感L的另一端。第二場效應(yīng)晶體管MPl的漏極和柵極接在一起形成偏置，第三場效應(yīng)晶體管MP2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，另一端與邏輯電路Logic的輸入端連接。
[0037]整個(gè)LED控制電路的工作原理是:電路啟動(dòng)前，電感L無電流，在光線不足開關(guān)Switch導(dǎo)通條件下，V1 (即電阻Ro的端電壓)輸出為低電平，通過放大器Al將信號(hào)送到邏輯電路Logic，邏輯電路Logic控制振蕩電路OSC使電路轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)，充電時(shí)間由振蕩電路OSC固定控制，經(jīng)快速充電直到驅(qū)動(dòng)電路Driver被關(guān)斷，并控制第一開關(guān)SW斷開，電感L與開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP源極連接處的SW端電壓上升，通過開關(guān)型場效應(yīng)晶體管MP導(dǎo)通電阻及LED到地形成回路開始放電，此時(shí)驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光同時(shí)V1輸出高電平。當(dāng)電感L能量放完，兩個(gè)場效應(yīng)晶體管MPl、MP2和電阻Ro模塊檢測(cè)不到電流時(shí)，V1輸出低電平，通過放大器Al將信號(hào)送到邏輯電路Logic，邏輯電路Logic控制振蕩電路OSC使整個(gè)電路再次轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)，如此反復(fù)，電路通過電感L充放電給LED驅(qū)動(dòng)。電池放電波形如圖8所示，Iavg=IinMX* (T1+T2) / [ (T1+T2+T3) *2](其中，1肌為平均電流值，Iin Mx為輸入電流最大值，Tl為輸入電流上升時(shí)間，T2為輸入電流下降時(shí)間，T3為SW端電壓關(guān)斷時(shí)間)，由于PFM的響應(yīng)速度較快，T3可以忽略不計(jì)，從而Iatc= Iin mx/2，而理論上不考慮其他損耗時(shí)Iinmx =V*T1/L(其中，V為電池輸入電壓，L為電感L的電感值)，由此可以看出只要滿足充電時(shí)間Tl不變，并選擇合適的電感就可以得到所需要的穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流值。
[0038]另外，在光線充足，開關(guān)Switch斷開的條件下，電池BATT、太陽能電池和場效應(yīng)管Pdia形成另一充電電路，其等效原理圖如圖9。圖9采用的是共陰極接法，等效二極管(電路中用充電控制管代替，其特性與二極管一樣:正向?qū)?、反向阻?陽極與太陽能電池陽極相連、等效二極管陰極與電池陽極相連，太陽能電池陰極與電池BATT陰極相連到地。當(dāng)太陽能電池通過充電后電壓大于電池BATT電壓與等效二極管導(dǎo)通電壓之和時(shí)，電池BATT陽極電壓與太陽能電池電壓差使等效二極管導(dǎo)通，太陽能電池給充電電池充電。
[0039]上述實(shí)施例采用基于PFM模式的LED控制器電路作為基礎(chǔ)，也即作為關(guān)斷電路作用的對(duì)象。在本發(fā)明中，上述基于PFM模式的LED控制器電路可由其他LED控制器電路替代，例如基于PWM的LED控制器電路、恒壓控制器電路、恒流控制器電路等。
[0040]本發(fā)明提供了一種能夠有效調(diào)節(jié)輸出電流的尚性能的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(shí)，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(shí)，在太陽能電池給電池充電時(shí)，LED能夠徹底關(guān)斷，不會(huì)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(fù)載時(shí)，電路的放電電流是一樣的，其批量生產(chǎn)時(shí)一致性非常好。該電路可集成為芯片，所需外圍器件少，整個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，生產(chǎn)效率高。
[0041]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種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；其特征在于: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(fù)載LED的陽極，負(fù)載LED的陰極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制電路，其特征在于:所述開關(guān)為光控開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制電路，其特征在于:所述開關(guān)型晶體管為場效應(yīng)晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制電路，其特征在于: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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED控制電路，其特征在于:所述LED控制器電路包括與所述電感L并聯(lián)的電流檢測(cè)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(cè)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(dòng)電路，源極連接所述恒壓源的陽極、柵極連接所述電流檢測(cè)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(yīng)晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED控制電路，其特征在于: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(dòng)電路并由所述驅(qū)動(dòng)電路控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED控制電路，其特征在于:所述電流檢測(cè)電路包括形成鏡像關(guān)系的第二場效應(yīng)晶體管和第三場效應(yīng)晶體管，放大器Al和電阻R。，第二場效應(yīng)晶體管的柵極與第三場效應(yīng)晶體管的柵極連接，第二場效應(yīng)晶體管的源極連接所述電感L的一端，第三場效應(yīng)晶體管的源極連接所述電感L的另一端；第二場效應(yīng)晶體管的漏極和柵極接在一起形成偏置，第三場效應(yīng)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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制電路，其特征在于:所述LED控制器電路與所述關(guān)斷電路集成于一個(gè)芯片中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED控制電路，其特征在于:所述負(fù)載LED為單色LED燈串或是由多種顏色LED組成的LED燈串。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種LED控制電路，包括LED控制器電路、恒壓源、電感L和關(guān)斷電路。恒壓源的陰極接地，陽極與電感L的一端連接。LED控制器電路的內(nèi)部開關(guān)引腳連接電感L的另一端。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的一端連接恒壓源的陽極，另一端連接第二電阻R2的一端和開關(guān)型晶體管的柵極；第二電阻R2的另一端連接開關(guān)；開關(guān)的另一端接地；開關(guān)型晶體管的源極連接電感L的另一端，漏極連接負(fù)載LED的陽極，負(fù)載LED的陰極接地。本發(fā)明有效地避免了供電電壓高于LED工作電壓時(shí)LED與地直通的問題和太陽能充電時(shí)LED關(guān)不斷暗亮的問題。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號(hào)】CN104869713
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510264221
【發(fā)明人】付春國, 陳長興
【申請(qǐng)人】上海裕芯電子科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日