CN110650566A - 一种大功率led驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率LED驱动电路，包括：恒流源电路,用于在外部脉宽调制信号PWM的控制下输出驱动控制信号以使开关驱动电路产生恒定电流输出；开关驱动电路，用于将所述恒流源电路输出的驱动控制信号转换为恒定大电流并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端；LED负载，包括多个串联的LED灯珠，在所述开关驱动电路输出的恒定大电流作用下工作，通过本发明，可利用少量驱动电路可以实现数量多、总功率大的LED控制的目的。
Description
技术领域
本发明涉及灯具控制技术邻域，特别是涉及一种实现控制LED数量多、总功率大且共用恒流源的大功率LED驱动电路。
背景技术
随着半导体技术的发展，LED作为半导体固态光源应用越来越广泛，在众多领域逐渐替代传统的气态发光光源。固态半导体发光作为新型光源，其具有能耗低，发光效率高，光源颜色丰富，安全系数高，寿命长，绿色环保等优点，也逐渐进入一些专业的照明领域，如医疗照明、舞台照明等行业，例如舞台照明的频闪灯。
另一方面，随着舞台设备的发展，频闪灯的需求越来越多，已成为舞台设计不可或缺的一部分，其中以LED频闪灯使用最为广泛。但是在现有技术中，由于频闪灯的功率大大超过灯体本身的散热，所以只能短暂全功率使用，而在设计上如果按照普通的驱动设计，则要最大功率达到1000W-2000W，会导致驱动的数量非常多，成本居高不下，驱动的利用效率也非常低下，占据的PCB板面积也非常多。
因此，实有必要提出一种技术手段，以解决上述问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种大功率LED驱动电路，以利用少量该驱动电路实现数量多、总功率大的LED控制的目的。
为达上述目的，本发明提出一种大功率LED驱动电路，包括：
恒流源电路,用于在外部脉宽调制信号PWM的控制下输出驱动控制信号以使开关驱动电路产生恒定电流输出；
开关驱动电路，用于将所述恒流源电路输出的驱动控制信号转换为恒定大电流并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端；
LED负载，包括多个串联的LED灯珠，在所述开关驱动电路输出的恒定大电流作用下工作。
优选地，所述恒流源电路包括恒流源芯片、输入滤波电容、输出滤波电容以及关断时间设置电阻，输入电压连接至所述恒流源芯片的电源输入端和所述输入滤波电容的正极，输入滤波电容的负极接地，所述关断时间设置电阻连接在所述恒流源芯片的关断时间设置端和地间，所述输出滤波电容连接在所述恒流源芯片的稳压输出端VDD和地间，所述恒流源芯片的电流设置端连接至所述稳压输出端，外部输入的脉宽调制信号PWM连接至所述恒流源芯片的脉宽控制输入端，所述恒流源芯片输出驱动控制信号至所述开关驱动电路，所述恒流源芯片的电流检测端链接所述开关驱动电路。
优选地，所述开关驱动电路包括开关管、第一取样电阻、第二取样电阻、限流电阻、续流电感和保护二极管，所述恒流源芯片输出的驱动控制信号通过所述限流电阻连接至所述开关管的第一端，所述开关管的第二端连接通过并联的第一取样电阻、第二取样电阻接地，并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端，所述开关管的第三端连接至所述续流电感的一端和保护二极管的阳极，所述保护二极管的阴极与所述续流电感的另一端分别接所述LED负载。
优选地，所述开关管为NMOS管，其源极通过并联的第一取样电阻、第二取样电阻接地，并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端，漏极连接至所述续流电感的一端和所述保护二极管的阳极，栅极通过所述限流电阻连接所述所述恒流源芯片以接收所述驱动控制信号。
优选地，所述LED负载包括n个串连的LED灯珠，其一端接所述保护二极管的阴极及LED供电电压，另一端接所述续流电感。
优选地，所述LED灯珠为LED发光二极管。
优选地，各LED发光二极管依次级联，级联的LED发光二极管的阳极接所述保护二极管的阴极和LED供电电压，阴极接所述续流电感。
优选地，n的取值取决于所述LED发光二极管的压降和所述LED供电电压。
优选地，所述LED负载由m组n个串联的LED发光二极管并联组成。
优选地，各组串联的LED发光二极管的阳极公共端连接至所述LED供电电压及保护二极管阴极，每组串连LED灯珠的各个LED发光二极管依次级联，阴极接所述续流电感。
与现有技术相比，本发明一种大功率LED驱动电路通过利用恒流源电路在外部脉宽调制信号PWM的控制下输出驱动控制信号以使开关驱动电路产生恒定电流输出，利用开关驱动电路将所述恒流源电路输出的驱动控制信号转换为恒定大电流并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端，将包含多个串联LED灯珠的LED负载在所述开关驱动电路输出的恒定大电流作用下工作，以实现利用少量该驱动电路就可以实现数量多、总功率大的LED控制的目的，本发明可以大大地减少驱动成本，实现PCB板面积的高效率利用和驱动电路的高效运行。
附图说明
图1为本发明一种大功率LED驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种大功率LED驱动电路的结构示意图。如图1所示，本发明一种大功率LED驱动电路，包括：恒流源电路100、开关驱动电路200和LED负载300。
其中，恒流源电路100由恒流源芯片U1、输入滤波电容C9、输出滤波电容C10、关断时间设置电阻R1组成，用于在外部脉宽调制信号PWM的控制下输出驱动控制信号以使开关驱动电路产生恒定电流输出；开关驱动电路200由开关管Q1、取样电阻R3-R4、限流电阻R2、续流电感L1和保护二极管D1组成，用于将恒流源电路100输出的驱动控制信号转换为恒定大电流并将取样电压反馈至恒流源电路100的电流检测端CS，续流电感L1和二极管D1形成续流回路，当U1关闭开关管Q1，续流回路的续流电感通过反向二极管放电，维持瞬间关闭的电流稳定；LED负载300由m(m>1)组串连LED灯珠并联组成，每组串连LED灯珠由n(n>1)个LED发光二极管D11～D1n组成，n的取值取决于LED灯珠的压将和供电电压，图示为+300V。
输入电压+VIN连接至恒流源芯片U1的电源输入端VIN和输入滤波电容C9的正极，输入滤波电容C9的负极接地，关断时间设置电阻R1连接在恒流源芯片U1的关断时间设置端ROSC和地间，输出滤波电容C10连接在恒流源芯片U1的稳压输出端VDD和地间，恒流源芯片U1的电流设置端连接至稳压输出端VDD，外部输入的脉宽调制信号PWM连接至恒流源芯片U1的脉宽控制输入端PWM_D端，恒流源芯片U1的输出的驱动控制信号通过限流电阻R2连接至开关管Q1的栅极，开关管Q1的源极连接至取样电阻R3-R4的一端和恒流源芯片U1的采样输入端CS，取样电阻R3-R4的另一端接地，开关管Q1的漏极连接至续流电感L1的一端和保护二极管D1的阳极，保护二极管D1的阴极接LED供电电压(图示为+300V)，续流电感L1的另一端连接至各组串连LED灯珠的阴极公共端，各组串连LED灯珠的阳极公共端连接至LED供电电压(图示为+300V)，每组串连LED灯珠的各个LED发光二极管依次级联，即Di1的阳极接LED供电电压(图示为+300V)，其阴极接Di2的阳极，Di2的阴极接Di3的阳极，……，Di(n－1)的阴极接Din的阳极，Din的阴极接续流电感L1的另一端，i＝1,2,……,n。
可见，通过本发明，LED负载300包含的LED灯珠串联颗数可非常多，串联LED灯珠供电电压范围可以高达50V-300V，并且可以实现2路以上LED灯珠并联，从而实现一个驱动电路控制数量百颗以上的LED灯珠，可以大大的减少驱动成本，实现PCB板面积的高效率利用和驱动电路的高效运行。
综上所述，本发明一种大功率LED驱动电路通过利用恒流源电路在外部脉宽调制信号PWM的控制下输出驱动控制信号以使开关驱动电路产生恒定电流输出，利用开关驱动电路将所述恒流源电路输出的驱动控制信号转换为恒定大电流并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端，将包含多个串联LED灯珠的LED负载在所述开关驱动电路输出的恒定大电流作用下工作，以实现利用少量该驱动电路就可以实现数量多、总功率大的LED控制的目的，本发明可以大大地减少驱动成本，实现PCB板面积的高效率利用和驱动电路的高效运行。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (10)
1.一种大功率LED驱动电路，包括：
恒流源电路,用于在外部脉宽调制信号PWM的控制下输出驱动控制信号以使开关驱动电路产生恒定电流输出；
开关驱动电路，用于将所述恒流源电路输出的驱动控制信号转换为恒定大电流并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端；
LED负载，包括多个串联的LED灯珠，在所述开关驱动电路输出的恒定大电流作用下工作。
2.如权利要求1所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：所述恒流源电路包括恒流源芯片、输入滤波电容、输出滤波电容以及关断时间设置电阻，输入电压连接至所述恒流源芯片的电源输入端和所述输入滤波电容的正极，输入滤波电容的负极接地，所述关断时间设置电阻连接在所述恒流源芯片的关断时间设置端和地间，所述输出滤波电容连接在所述恒流源芯片的稳压输出端VDD和地间，所述恒流源芯片的电流设置端连接至所述稳压输出端，外部输入的脉宽调制信号PWM连接至所述恒流源芯片的脉宽控制输入端，所述恒流源芯片输出驱动控制信号至所述开关驱动电路，所述恒流源芯片的电流检测端链接所述开关驱动电路。
3.如权利要求2所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：所述开关驱动电路包括开关管、第一取样电阻、第二取样电阻、限流电阻、续流电感和保护二极管，所述恒流源芯片输出的驱动控制信号通过所述限流电阻连接至所述开关管的第一端，所述开关管的第二端连接通过并联的第一取样电阻、第二取样电阻接地，并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端，所述开关管的第三端连接至所述续流电感的一端和保护二极管的阳极，所述保护二极管的阴极与所述续流电感的另一端分别接所述LED负载。
4.如权利要求3所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：所述开关管为NMOS管，其源极通过并联的第一取样电阻、第二取样电阻接地，并将取样电压反馈至所述恒流源电路的电流检测端，漏极连接至所述续流电感的一端和所述保护二极管的阳极，栅极通过所述限流电阻连接所述所述恒流源芯片以接收所述驱动控制信号。
5.如权利要求4所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：所述LED负载包括n个串连的LED灯珠，其一端接所述保护二极管的阴极及LED供电电压，另一端接所述续流电感。
6.如权利要求5所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：所述LED灯珠为LED发光二极管。
7.如权利要求6所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：各LED发光二极管依次级联，级联的LED发光二极管的阳极接所述保护二极管的阴极和LED供电电压，阴极接所述续流电感。
8.如权利要求7所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：n的取值取决于所述LED发光二极管的压降和所述LED供电电压。
9.如权利要求5所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：所述LED负载由m组n个串联的LED发光二极管并联组成。
10.如权利要求9所述的一种大功率LED驱动电路，其特征在于：各组串联的LED发光二极管的阳极公共端连接至所述LED供电电压及保护二极管阴极，每组串连LED灯珠的各个LED发光二极管依次级联，阴极接所述续流电感。
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