CN102291875B - 一种基于dsp/数字信号处理的高边驱动led恒流源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于DSP/数字信号处理的高边驱动LED恒流源电路，它包括有依次首尾相接的高边驱动电路、Buck电路、负载和数字信号处理器；高边驱动电路用于把从数字信号处理器接收到的PWM信号放大到适当的电压电流以驱动Buck电路；数字信号处理器上通过编程设定需要恒定的电流参数I0，用于检测负载的电流IF，再与该电流参数I0相比较，并使用PID算法产生相应的PWM信号；Buck电路用于把高压直流输入电压降压到适合的直流输出电压，使IF=I0，达到恒定的电流；负载用于阻挡匹配和所能承受的功率。本发明在采用了上述方案后，其最大优点在于本发明的恒流精度高达，恒流范围宽，可适应不同规格的负载。

Description

一种基于DSP/数字信号处理的高边驱动LED恒流源电路
技术领域
本发明涉及LED驱动电源的技术领域，尤其是指一种基于DSP/数字信号处理的高边驱动LED恒流源电路。
背景技术
现阶段LED驱动电源主要以模拟的恒流源和带单片机的数控恒流源为主。这两种方式都不能适应种类繁多的LED驱动电源需求。而数字恒流源可以通过软件进行设置，以实现输出不同电压，不同电流，从而适应种类繁多的LED驱动电源需求，大大为客户开发产品节约了时间，并且由于数字算法使电路的可靠性更高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种恒流精度高、恒流范围宽的基于DSP/数字信号处理的高边驱动LED恒流源电路。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于DSP/数字信号处理的高边驱动LED恒流源电路，它包括有依次首尾相接的高边驱动电路、Buck电路、负载和数字信号处理器；高边驱动电路用于把从数字信号处理器接收到的PWM信号放大到适当的电压电流以驱动Buck电路；数字信号处理器上通过编程设定需要恒定的电流参数I0，用于检测负载的电流IF，再与该电流参数I0相比较，并使用PID算法产生相应的PWM信号；Buck电路用于把高压直流输入电压降压到适合的直流输出电压，使IF= I0，达到恒定的电流；负载用于阻挡匹配和所能承受的功率；所述的数字信号处理器为一芯片IC1，其上设有一PWM信号接口、一集成运放接口和一通讯接口；其中，该PWM信号接口用于与高边驱动电路的型号为FAN7385M/MX的高边驱动芯片IC2的管脚I1相接；该集成运放接口用于与集成运放IC3相接；该通讯接口用于对数字信号处理器的参数进行设置或采集数字信号处理器的负载状态。
所述的高边驱动电路包括有高边驱动芯片IC2、电阻R1、二极管D1，其中，电阻R1和二极管D1串联；该高边驱动芯片IC2的VDD管脚分别与电阻R1和12V电源相接， VB1管脚接于二极管D1与电容C1的接线之间， VS1管脚分别与Buck电路的电感L1和二极管D2相接。
所述的Buck电路由场效应晶体管Q1、电感L1、二极管D2和电容C1组成，其中，电感L1、二极管D2和电容C1组成串联回路，场效应晶体管Q1的漏极连接50V电源，栅极连接高边驱动芯片IC2的管脚HO1，源极与接地电阻R2和由电感L1、二极管D2和电容C1组成的串联回路相连。
所述的负载连接有一检流电阻R3，且该检流电阻R3又与集成运放IC3相接。
本发明在采用了上述方案后，其最大优点在于本发明的恒流精度高达，恒流范围宽，可适应不同规格的负载。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，根据附图1和附图2所得，本发明的较佳实施例包括有依次首尾相接的高边驱动电路、Buck电路、负载和数字信号处理器；高边驱动电路用于把从数字信号处理器接收到的PWM信号放大到适当的电压电流以驱动Buck电路；数字信号处理器上通过编程设定需要恒定的电流参数I0，用于检测负载的电流IF，再与该电流参数I0相比较，并使用PID算法产生相应的PWM信号；Buck电路用于把高压直流输入电压降压到适合的直流输出电压，使IF= I0，达到恒定的电流；负载用于阻挡匹配和所能承受的功率。而所述的高边驱动电路包括有型号为FAN7385M/MX的高边驱动芯片IC2、电阻R1、二极管D1，其中，电阻R1和二极管D1串联；该高边驱动芯片IC2的VDD管脚分别与电阻R1和12V电源相接， VB1管脚接于二极管D1与电容C1的接线之间， VS1管脚分别与电感L1和二极管D2相接。而所述的数字信号处理器为芯片IC1，其上设有一PWM信号接口、一集成运放接口和一通讯接口；其中，该PWM信号接口用于与高边驱动电路的高边驱动芯片IC2的I1管脚相接；该集成运放接口用于与集成运放IC3相接；该通讯接口用于对数字信号处理器的参数进行设置或采集数字信号处理器的负载状态。而所述的Buck电路由场效应晶体管Q1、电感L1、二极管D2和电容C1组成，其中，电感L1、二极管D2和电容C1组成串联回路，Q1的漏极连接50V电源，栅极连接高边驱动芯片IC2的HO1管脚，源极与接地电阻R2和由电感L1、二极管D2和电容C1组成的串联回路相连。还有，所述的负载连接有一检流电阻R3，且该检流电阻R3又与集成运放IC3相接。这样，本发明能通过PWM信号控制高边驱动芯片IC2把PWM信号放大到12V并驱动Buck电路，把50V直流输入电压降压到任意直流输出电压，由于R3是检流电阻，用于采样负载的电流，并转化为电压值，该电压值经过IC3运放的放大，输出到芯片IC1，芯片IC1根据设置好的参数和采集的参数，进行PID算法运算，产生相应PWM信号。从附图2可知，本发明的高边驱动原理为刚上电时，+12V,R1,D1,C1,R2,GND组成回路，C1充电，两端电压上升为12V。当DSP的PWM信号为高电平时，IC2的HO1管脚也为高电平，Q1导通，因此IC2的VS1管脚电压升高到50V，由于C1电容的存在，IC2的VB1管脚被自举到62V，IC2内部电路也使HO1输出62V，Q1的栅源极之间维持12V压差，保持Q1漏源极导通；当DSP的PWM信号为低电平时，电容C1通过IC2内部电路放电，HO1和VS1均回落到低电平，此时Q1关闭。高边驱动较低边驱动的优势在于，当关闭MOS管后，50V电源和负载之间完全断开，而且检流电阻位于MOS管的源极端，不管MOS管导通还是关闭，检流电阻均能检测到负载的电流，使恒流精度高。总之，本发明的恒流精度能高达1%，恒流范围宽，可适应不同规格的负载；且本发明的数字信号处理器通过软件实现了过流/短路保护，空载保护，欠压检测等功能，安全可靠，值得推广。
以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于DSP/数字信号处理的高边驱动LED恒流源电路，其特征在于：它包括有依次首尾相接的高边驱动电路、Buck电路、负载和数字信号处理器；高边驱动电路用于把从数字信号处理器接收到的PWM信号放大到适当的电压电流以驱动Buck电路；数字信号处理器上通过编程设定需要恒定的电流参数I0，用于检测负载的电流IF，再与该电流参数I0相比较，并使用PID算法产生相应的PWM信号；Buck电路用于把高压直流输入电压降压到适合的直流输出电压，使IF= I0，达到恒定的电流；负载用于阻挡匹配和所能承受的功率；所述的数字信号处理器为一芯片IC1，其上设有一PWM信号接口、一集成运放接口和一通讯接口；其中，该PWM信号接口用于与高边驱动电路的型号为FAN7385M/MX的高边驱动芯片IC2的管脚I1相接；该集成运放接口用于与集成运放IC3相接；该通讯接口用于对数字信号处理器的参数进行设置或采集数字信号处理器的负载状态；所述的高边驱动电路包括有高边驱动芯片IC2、电阻R1、二极管D1，其中，电阻R1和二极管D1串联；该高边驱动芯片IC2的VDD管脚分别与电阻R1和12V电源相接， VB1管脚接于二极管D1与电容C1的接线之间， VS1管脚分别与Buck电路的电感L1和二极管D2相接；所述的Buck电路由场效应晶体管Q1、电感L1、二极管D2和电容C1组成，其中，电感L1、二极管D2和电容C1组成串联回路，场效应晶体管Q1的漏极连接50V电源，栅极连接高边驱动芯片IC2的管脚HO1，源极与接地电阻R2和由电感L1、二极管D2和电容C1组成的串联回路相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP/数字信号处理的高边驱动LED恒流源电路，其特征在于：所述的负载连接有一检流电阻R3，且该检流电阻R3又与集成运放IC3相接。
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