CN102762011B - 一种led恒流调光驱动电路装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED恒流调光驱动电路装置，包括整流单元，滤波单元，恒流驱动单元以及调光控制单元；所述整流单元的输出端通过分压电阻R2连接至所述单片机IC2的第一I/O引脚，所述单片机IC2的第一I/O引脚还通过所述调光电位器W1接地，所述单片机IC2的第二I/O引脚通过所述限流电阻R3连接至所述控制芯片IC1的使能端；当调节所述调光电位器W1的阻值大小时，所述单片机IC2的第二I/O引脚输出一PWM脉冲信号，使所述控制芯片IC1处于关断或导通的工作状态；本发明采用成本低廉且高效的集成控制芯片与单片机结合，具有高效可靠、廉价、结构简单等优点。

Description

一种LED恒流调光驱动电路装置

技术领域

本发明属于照明技术领域，具体涉及一种LED恒流调光驱动电路装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，新产品、新技术不断革新，LED作为新型光源，它有着节能、环保、高效的特点，技术已经成熟并应用于各个领域，LED作为光源被广泛使用，随之也出现了各种各样的LED驱动电路。目前在低电压的场所都是采用DC/DC斩波技术来驱动LED。

斩波电路原来是指在电力运用中，出于某种需要，将正弦波的一部分″斩掉″。(例如在电压为50V的时候，用电子元件使后面的50-0V部分截止，输出电压为0。)后来借用到DC/DC开关电路中，主要是在开关电源调压过程中，原来一条直线的电源，被线路″斩″成了一块一块的脉冲。

DC/DC斩波开关电路有着功耗小、效率高、稳定可靠、单位功率体积小、重量轻等优点，但是其成本高、电路复杂、易损坏、有较强的高频干扰等缺点，给使用者带来了不便。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种成本低廉，结构简单，高效可靠、简单轻便的LED恒流调光驱动电路装置，可以保证LED在恒流状态下稳定可靠的工作，并且可以通过改变恒流值调节LED的亮度。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种LED恒流调光驱动电路装置，包括整流单元，滤波单元和恒流驱动单元；

所述恒流调光驱动电路装置，还包括调光控制单元；

所述恒流驱动单元包括控制芯片IC1；

所述调光控制单元包括单片机IC2，调光电位器W1，分压电阻R1，分压电阻R2，限流电阻R3和下拉电阻R4；

所述整流单元的输出端通过分压电阻R2连接至所述单片机IC2的第一I/O引脚，所述单片机IC2的第一I/O引脚还通过所述调光电位器W1接地，所述单片机IC2的第二I/O引脚通过所述限流电阻R3连接至所述控制芯片IC1的使能端，所述单片机IC2的第二I/O引脚还通过所述下拉电阻R4接地；当调节所述调光电位器W1的阻值大小时，所述单片机IC2的第二I/O引脚输出一PWM脉冲信号，使所述控制芯片IC1处于关断或导通的工作状态；

所述整流单元的输出端还通过所述分压电阻R1连接至所述单片机IC2的电源输入引脚；同时，所述单片机IC2的电源输入引脚通过所述稳压二极管ZD1接地，所述稳压二极管ZD1将所述单片机IC2的电源输入引脚的电压控制在所述单片机IC2的工作电压范围内。

所述整流单元采用全桥型整流桥。

所述LED恒流调光驱动电路装置，还包括：过热保护单元；所述过热保护单元包括：负温度系数热敏电阻和分压电阻R6；

所述负温度系数热敏电阻的一端连接至所述整流单元的输出端；所述负温度系数热敏电阻的另一端与所述单片机IC2的第三I/O引脚相连，且所述负温度系数热敏电阻的另一端还通过所述分压电阻R6接地。

所述恒流驱动单元还包括镇流电感L1，续流二极管D2和采样电阻R5；

所述控制芯片IC1的电源输入端连接至所述整流单元的输出端；所述镇流电感L1的一端同时与所述整流单元的输出端和所述控制芯片IC1的电源输入端连接；所述镇流电感L1的另一端与所述续流二极管D2的阳极共同连接至所述控制芯片IC1的输出端；所述续流二极管的阴极与LED的阳极端相连；所述LED的阴极端接入所述控制芯片IC1的反馈端；所述采样电阻连接在所述控制芯片IC1的反馈端和地端之间。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的驱动电路，采用成本低廉且高效的集成控制芯片与单片机结合，组成恒流调光驱动电路装置，既统筹了开关电源的优点统，同时又具有成本低廉、结构简单等优点；并可以使LED光源稳定可靠地工作在恒流状态下，且亮度可调。

附图说明：

图1是本发明一种LED恒流调光驱动电路装置的一具体实施例的逻辑结构图；

图2是本发明一种LED恒流调光驱动电路装置的一具体实施例的电路装置图。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的一种LED调光驱动电路装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1，在本发明一种LED恒流调光驱动电路装置的一具体实施例的逻辑结构图中，包括整流单元1，滤波单元2，恒流驱动单元3，调光控制单元4和过热保护单元5；

进一步地，整流单元1向滤波单元2，恒流驱动单元3，调光控制单元4，过热保护单元5以及LED输出直流电；恒流驱动单元3连接于整流单元1和LED之间，用于根据LED的电流采样的反馈信号来调整LED的电流，控制LED在恒流状态下工作；调光控制单元4与整流单元1和恒流驱动单元3相连，用于向恒流驱动单元3输出控制信号，并通过恒流驱动单元3调控LED的亮度。

图2示出了本发明一具体实施例的电路装置图，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分；

参照图2，较佳地，在本实施例中，整流单元1包括电源，控制开关K1和全桥型整流桥堆D1；

进一步地，整流桥堆D1由四个二极管组成，包括有四个节点：

节点1，通过控制开关K1与电源的一端相连；

节点2，做为整流单元1的输出端；

节点3，直接与电源的另一端相连；

节点4，接地。

在本实施例中，恒流驱动控制单元2包括控制芯片IC1，镇流电感L1，续流二极管D2和电流采样电阻R5；

较佳地，本实施例中的控制芯片IC1，采用型号为BP1601的升压型恒流控制芯片；BP1601芯片包括八个端口，分别为：功率接地端GNDP，电源输入端VIN，过压检测端OV，使能端EN，信号接地端GNDA，反馈信号输入端FB，功率输出端SW以及悬空端NC；

镇流电感L1的一端，同时与整流单元1的输出端，以及控制芯片IC1的电源输入端VIN连接；

镇流电感L1的另一端，与续流二极管D2的阳极共同连接至控制芯片IC1的功率输出端SW；续流二极管的阴极与LED的阳极端相连；所述LED的阴极端接入所述控制芯片IC1的反馈端；所述采样电阻R5连接在所述控制芯片IC1的反馈端和地端之间。

更进一步地，控制芯片IC1通过控制功率输出端SW的导通及关断时间，进而控制镇流电感L1两端的电压储存与释放，使镇流电感L1所释放的电压与整流单元1的输出端的电压叠加，完成升压过程，并通过续流二极管D2，使LED在稳定的电压下工作。

较佳地，由于BP1601芯片所要求的输入电压范围是4.5V-24V；因此，在本实施例中，电源输出单元1中所采用的电源的为：交/直流4.5V-24V，最大输出电流1A，电源输入不分正负极。

进一步地，在本实施列所提供的LED恒流调光驱动电路装置中，恒流驱动单元2的工作原理是：当控制开关K1闭合后，控制芯片IC1的电源输入端VIN及使能端EN得电工作，功率输出端SW端打开；反馈信号输入端FB将电流采样信号送至控制芯片IC1的内部比较器，控制芯片IC1再根据比较的差值调整功率输出端SW的导通及关断时间，进而实现对流经LED电流的控制，达到恒流的目的。

进一步地，BP1601芯片采用电流控制的方法来驱动LED，其原理是：通过采样电阻来设定LED电流，采样电压可低至200mv，以减小***损耗、提高***效率；因此，在本实施例中，将LED的阴极与电流采样电阻R5的一端相连并接入控制芯片IC1的反馈信号输入端FB；电流采样电阻R5的另一端接地。

较佳地，将反馈信号输入端FB的电压控制在200mv，改变电流采样电阻R5的阻值大小，也可以改变控制芯片IC1输出电流的大小。

在本实施例中，调光控制单元3包括单片机IC2，调光电位器W1，分压电阻R1，分压电阻R2，限流电阻R3和下拉电阻R4；

进一步地，本实施例中，如图2所示，调光单片机IC2包括8个引脚，分别为：电源输入引脚VCC，接地引脚GND，第一I/O引脚(即作为基准电压脚PB0)，第二I/O引脚(即作为控制信号输出脚PB4)，第三I/O引脚(即作为降压引脚PB1)，以及悬空引脚PB2、PB3；

其中，基准电压脚引脚PB0通过分压电阻R2连接至整流单元1的输出端，同时，基准电压脚引脚PB0还通过所述调光电位器W1接地；控制信号输出引脚PB4通过限流电阻R3连接至控制芯片IC1的使能端EN，同时，控制信号输出引脚PB4还通过下拉电阻R4接地；电源输入引脚VCC通过分压电阻R1连接至整流单元1的输出端；

进一步地，稳压二极管ZD1连接在单片机IC2的电源输入引脚VCC与接地引脚GND之间，用来将单片机IC2的电源输入引脚VCC的电压控制在单片机IC2的工作电压范围内。

更进一步地，在本实施例中，调光控制单元3的工作原理是：当调节W1的阻值大小时，也就改变了单片机IC2中基准电压引脚PB0的电压值大小，进而使基准电压引脚PB0的A/D值大小也发生改变；单片机IC2根据基准电压引脚PB0的A/D值变化，调整PWM脉冲(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)的高低电平的占空比，调整后的PWM脉冲通过控制信号输出引脚PB4加到控制芯片IC1的使能端EN，由于控制芯片IC1的使能端的高低电平可以控制控制芯片IC1的打开和关断；因此，控制芯片IC1的根据使能端EN根据PWM脉冲的高低电平的占空比的变化打开和关断，相当于在恒流的基础上，再次经过对恒流控制芯片IC1的开关来调整功率输出端SW的输出，从而改变了LED上的电流的大小，实现了调光的目的。

在本实施例中，还包括过热保护单元5；过热保护单元5包括：负温度系数热敏电阻RT1，分压电阻R6；负温度系数热敏电阻RT1的一端连接至整流单元1的输出端；负温度系数热敏电阻RT1的另一端与单片机IC2的降压引脚PB1相连，且负温度系数热敏电阻RT1的另一端还通过分压电阻R6接地。

由于负温度系数热敏电阻RT1的特性是：温度升高，阻值降低；因此当LED灯的温度高出预先设定的使用环境的温度范围时，RT1的电阻值降低，就使单片机IC2的降压引脚PB1的电压增大，单片机IC2将根据降压引脚PB1数值的变化，改变控制信号输出引脚PB4所输出的PWM脉宽，进而减小LED的电流；避免LED因温度过高而烧坏或加速光衰。

进一步地，在本实施例所提供的LED调光驱动电路装置中，为了保证输入电压不受外界影响而波动，在整流桥堆D1的节点2和节点4之间，并联有滤波单元2；滤波单元2包括：滤波及贮源电容C1和滤波电容C2。

较佳地，在本实施例中，为了保证LED两端的电压不受外界影响而波动，在LED的两端并联有滤波及贮源电容C3，滤波及贮源电容C3的一端连接在LED的正极端，另一端接地。

本事实例的电路成本低廉且结构简单、高效；并能使LED电路在恒流的状态下稳定工作，且可以通过改变单片机输出的PWM脉冲的脉宽使LED光源亮度可调。

最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动而不脱离本发明的精神和范围；倘若对本发明的这些修改属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动。

Claims (4)

1.一种LED恒流调光驱动电路装置，包括整流单元，滤波单元和恒流驱动单元；其特征在于：还包括调光控制单元；

所述恒流驱动单元包括控制芯片IC1；

所述调光控制单元包括单片机IC2，调光电位器W1，分压电阻R1，分压电阻R2，限流电阻R3和下拉电阻R4；

所述整流单元的输出端通过分压电阻R2连接至所述单片机IC2的第一I/O引脚，所述单片机IC2的第一I/O引脚还通过所述调光电位器W1接地，所述单片机IC2的第二I/O引脚通过所述限流电阻R3连接至所述控制芯片IC1的使能端，所述单片机IC2的第二I/O引脚还通过所述下拉电阻R4接地；当调节所述调光电位器W1的阻值大小时，所述单片机IC2根据第一I/O引脚的A/D值变化从第二I/O引脚输出一PWM脉冲信号，使所述控制芯片IC1根据PWM脉冲信号的高低电平的占空比的变化而处于关断或导通的工作状态；

所述整流单元的输出端还通过所述分压电阻R1连接至所述单片机IC2的电源输入引脚；同时，所述单片机IC2的电源输入引脚通过所述稳压二极管ZD1接地，稳压二极管ZD1将所述单片机IC2的电源输入引脚的电压控制在所述单片机IC2的工作电压范围内。

2.根据权利要求1所述的LED恒流调光驱动电路装置，其特征在于，

所述整流单元采用全桥型整流桥。

3.根据权利要求1所述的LED恒流调光驱动电路装置，其特征在于，

还包括：过热保护单元；所述过热保护单元包括：负温度系数热敏电阻和分压电阻R6；

所述负温度系数热敏电阻的一端连接至所述整流单元的输出端；所述负温度系数热敏电阻的另一端与所述单片机IC2的第三I/O引脚相连，且所述负温度系数热敏电阻的另一端还通过所述分压电阻R6接地。

4.根据权利要求1所述的LED恒流调光驱动电路装置，其特征在于，

所述恒流驱动单元还包括镇流电感L1，续流二极管D2和采样电阻R5；

所述控制芯片IC1的电源输入端连接至所述整流单元的输出端；所述镇流电感L1的一端同时与所述整流单元的输出端和所述控制芯片IC1的电源输入端连接；所述镇流电感L1的另一端与所述续流二极管D2的阳极共同连接至所述控制芯片IC1的输出端；所述续流二极管的阴极与LED的阳极端相连；所述LED的阴极端接入所述控制芯片IC1的反馈端；所述采样电阻连接在所述控制芯片IC1的反馈端和地端之间。