CN112333887B - Led的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LED的驱动电路，包括电源输入单元，所述驱动电路还包括PWM控制单元和控制IC单元，所述电源输入单元分别与所述PWM控制单元和所述控制IC单元相连，所述PWM控制单元与所述控制IC单元相连，所述PWM控制单元可对所述驱动电路的电流或时间进行控制，所述控制IC单元与LED产品相连，并对所述LED产品提供恒定电流。本发明能够通过程序控制，在任意时间对LED提供电流补偿。

Description

LED的驱动电路
技术领域
本发明涉及LED灯领域，特别涉及一种LED的驱动电路。
背景技术
目前市场上面的UVC(200nm-深紫外线280nm)LED相关应用产品，都是使用恒流对于LED驱动。该驱动的缺点是：1、在LED被设定连续工作时，因为自然光衰的原因，需要较长的时间才能达成效果。2、考虑到使用寿命，在设计的初始阶段，需要选择实际规格大于实际设计规格至少200％的产品来使用，再计算自然光衰的时间来保证产品的实际使用寿命；同时应用时需选择比设计要求幅强值大很多的LED来应用，成本很高；因为LED的衰减到原始值的70％时均只有几千小时，也就是说应用产品的杀菌有效寿命也就是几千小时,基本不能满足目前市场上面对于此类产品应用的需要，因为实际应用需要最少要大于10000小时。3、同时市场上面的类似产品为单一应用，无反馈信号源提供给终端应用者，LED产品通常是安装在一个封闭的装置内部的，LED是否正常工作是不能方便的被观察到的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种能够使用程序控制且具有电流补偿功能的LED的驱动电路。
本发明通过以下技术方案实现：
一种LED的驱动电路，包括电源输入单元，所述驱动电路还包括PWM控制单元和控制IC单元，所述电源输入单元分别与所述PWM控制单元和所述控制IC单元相连，所述PWM控制单元与所述控制IC单元相连，所述PWM控制单元可对所述驱动电路的电流或时间进行控制，所述控制IC单元与LED产品相连，并对所述LED产品提供恒定电流。
进一步的，所述PWM控制单元与LED产品直接相连。
进一步的，还包括滤波单元，所述滤波单元连接于所述电源输入单元与所述控制IC单元之间。
进一步的，还包括反馈单元，所述反馈单元与所述PWM控制单元相连。
进一步的，所述滤波单元包括电容C2、C4，所述电容C2、C4并联连接，所述电容C2、C4输入端与所述电源输入单元相连，所述电容C4输出端接地。
进一步的，所述控制IC单元包括芯片U2、电阻R1、R3和电感L1，所述电阻R1、R3并联连接，所述芯片U2与所述电感L1输出端相连。
进一步的，所述U2包括引脚VIN端、CS端、DIM端、SW端和GND端，所述电阻R1、R3输入端与所述U2引脚VIN端相连，所述电阻R1、R3输出端与所述U2引脚CS端相连，所述U2引脚SW端与所述电感L1输入端相连，所述U2引脚GND端接地。
进一步的，所述PWM控制单元包括芯片U1，所述芯片U1与所述芯片U2相连。
进一步的，所述芯片U1包括引脚TICERST端、VSS端、VDD端、FB端和PWM端以及电阻R2、R5和电容C5，所述芯片U1引脚TICERST端通过所述电阻R2与5V电压相连，所述芯片U1引脚TICERST端通过所述电容C5接地，所述芯片U1引脚VSS端接地，所述芯片U1引脚VDD端接5V电压，所述芯片U1引脚FB端通过所述电阻R5接地，所述芯片U1引脚PWM端与所述芯片U2引脚DIM端相连。
进一步的，所述PWM控制单元还包括芯片U3，所述芯片U3与所述芯片U1相连。
进一步的，所述芯片U3包括引脚VIN端、VOUT端和GND端，所述芯片U3引脚VIN端接24V电压，所述芯片U3引脚VOUT端与所述芯片U1引脚VDD端相连，所述芯片U3引脚GND端接地。
进一步的，一种具有以上任意特征的驱动电路的LED产品或UVCLED产品。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
1、采用可编程时间控制能力的U1芯片，达到可通过软件编程实现连续补偿和累计补偿电流的效果。
2、通过反馈单元，可以使用户更方便的观察到LED的工作状态。
3、通过PWN控制电路和控制IC单元，可以任意时间段内自动提供稳定的电流补偿，供LED产品工作需要。
附图说明
图1为本发明一实施例的LED的驱动电路的模块图；
图2为本发明一实施例的LED的驱动电路的电路图；
图3为本发明一实施例的芯片U1的电路引脚图；
图4为本发明一实施例的芯片U3的引脚图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
如图1所示，本发明一实施例的LED的驱动电路，包括电源输入单元、滤波单元、PWM控制单元、控制IC单元、反馈单元，其可以用于LED产品或UVCLED产品。电源输入单元与滤波单元相连，电源输入单元用于给驱动电路提供电源电压，滤波单元能够过滤其他的杂讯信号，让输入的电频更加稳定，滤波单元与控制IC单元相连，控制IC单元控制输出电流中的一个IC，使输出电流恒定，电源输入单元还与PWM控制单元相连，PWM控制单元可通过软件控制电路需要的电流、时间，PWM控制单元与控制IC单元相连，电源输入单元、滤波单元、PWM控制单元和控制IC单元之间形成回路，反馈单元与PWM控制单元相连，反馈单元从LED工作端，截取一个工作电压点，通过PWM控制单元的处理，提供给终端一个判断信号，使LED工作状态处于被监控的状态下，LED产品可分别与控制IC单元和PWM控制单元直接相连，LED产品由控制IC单元提供恒流工作，由PWM控制单元在特定的时间点进行电流调整，达到使用需求状态。
如图2所示，电源输入单元包括连接器CON3和二极管D1，连接器CON3包括引脚1、引脚2和引脚3，引脚1为输入端，输出24V电压，引脚2接地，引脚3接反馈信号，可以方便用户监控连接器CON3的工作状态，二极管D1连接于CON3引脚1的输入线上，用于防止输入端反接，外部电源通过连接器CON3为整个驱动电路供电，电压输入后，经过器件D1。
滤波单元包括电容C2、C4，电容C2、C4并联连接，电容C2、C4的输入端连接在CON3引脚1的输入线上，电容C4另一端接地。
控制IC单元包括芯片U2、电阻R1、R3和电感L1，芯片U2为型号PT4115的单片机，芯片U2包括引脚VIN端、CS端、DIM端、SW端和GND端，电阻R1、R3为U2的原始采样电阻，电阻R1连接于CON3引脚1的输入线上，电阻R1、R3并联连接，电阻R1、R3的输入端与芯片U2引脚VIN端相连，电阻R1、R3的输出端与芯片U2引脚CS端相连，芯片U2引脚GND端接地，芯片U2引脚SW端与电感L1的输入端相连。
滤波单元设置在CON3引脚3和芯片U1引脚FB端处，方便用户观察输入端、芯片U1以及整个电路的工作状态，从而更好的控制驱动电路。
LED的驱动电路还包括二极管D2、电容C3、输出端CON2、电阻R4、R6和稳压二极管Z2，二极管D2一端连接于电阻R1的输入端，二极管D2另一端连接于芯片U2引脚SW端，输出端CON2包括引脚1和引脚2，CON2引脚1与CON3引脚1相连，CON2引脚2与电感L1输出端相连，电容C3一端与CON2引脚1相连，另一端与CON2引脚2相连，电阻R4、R6串联连接于CON2引脚2上，稳压二极管Z2与电阻R6并联连接，电阻R6另一端接地。
如图3-4所示，PWM控制单元包括芯片U1、电阻R2、R5、电容C5和芯片U3，芯片U1为型号MS51FSB9AE的单片机，芯片U1包括引脚TICERST端、VSS端、VDD端、FB端和PWM端，芯片U1引脚TICERST端一侧通过电阻R2与5V电源相连，另一侧通过电容C5接地，芯片U1引脚VSS端接地，芯片U1引脚VDD端接5V电压，芯片U1引脚FB端通过电阻R5接地，芯片U1引脚PWM端与芯片U2引脚DIM端相连。芯片U1具有可编程时间控制能力，通过软件编程，可对驱动电路实现两种补偿模式信号，分别为连续补偿和累计补偿。驱动电路采用单片机控制，使控制过程更加精准，单片机中内置有控制程序，当接收到外部控制面板发出的控制信号时，能够自动对LED产品实现电流补偿。芯片U3包括引脚VIN端、VOUT端和GND端，芯片U3引脚VIN端接24V电压，芯片U3引脚VOUT端与芯片U1引脚VDD端相连，芯片U3引脚GND端接地，芯片U3为专职的供给芯片，为单片机U1提供自身工作需要的5V电压。
芯片U1、U2和U3对驱动电路实现自动电流补偿，电流补偿分为连续补偿和累计补偿。连续补偿，LED产品工作时，随着工作时间和环境温度的变化，幅强会下降，因此设定LED产品初始值为正常值的1.3倍，初始值应在LED产品规格范围的中部，不宜过高，连续补偿应在LED产品工作后归零，重新开始工作时，循环程序。累计补偿，根据LED产品的固有寿命曲线，在寿命点进行必要的电流补偿，电流补偿幅度不宜过大，可进行多次补偿，同时设置上限点，不至于电流过高导致LED产品损坏。
驱动电路工作时，电源通过连接器CON3输入，经过二极管D1，再经过电容C2、C4滤波后，传输给电阻R1、R3，之后，进入芯片U2引脚VIN端，由芯片U2引脚SW端输出，经电感L1与输出端CON2形成回路，芯片U1与芯片U2相连，芯片U1通过控制芯片U2实现对驱动电路实现电流补偿，芯片U3与芯片U1相连，芯片U3为芯片U1提供工作所需的5V电压，通电后，驱动电路电流逐渐上升，电压也逐渐上升至LED产品正常工作模式，当LED产品工作一定时长后，灯光会衰减，芯片U1检测到之后，控制芯片U2，对驱动电路增加电流，使LED产品重新回到正常工作模式。
本发明具有以上任意特征的驱动电路的LED产品。
使用时，本发明在原有技术的基础上，增加PWM的控制，通过软件计算电路所需的补偿点以及时间段对LED产品实现电流补偿，该电流补偿能够使LED产品光衰时，重新回到原有的亮度，增加寿命，在LED产品工作端设置反馈信号源，使用户更方便的监控产品的工作情况，本发明不需要对初期的LED产品增加电压电流，从而可以降低成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种LED的驱动电路，包括电源输入单元，其特征在于，所述驱动电路还包括PWM控制单元和控制IC单元，所述电源输入单元分别与所述PWM控制单元和所述控制IC单元相连，所述PWM控制单元与所述控制IC单元相连，所述PWM控制单元可对所述驱动电路的电流或时间进行控制，所述控制IC单元与LED产品相连，并对所述LED产品提供恒定电流；所述控制IC单元包括芯片U2、电阻R1、R3和电感L1，所述电阻R1、R3并联连接，所述U2包括引脚VIN端、CS端、DIM端、SW端和GND端，所述电阻R1、R3输入端与所述U2引脚VIN端相连，所述电阻R1、R3输出端与所述U2引脚CS端相连，所述U2引脚SW端与所述电感L1输入端相连，所述U2引脚GND端接地；电源输入单元包括连接器CON3和二极管D1，连接器CON3包括引脚1、引脚2和引脚3，引脚1为输入端，引脚2接地，引脚3接反馈信号用于方便用户监控连接器CON3的工作状态，二极管D1连接于CON3引脚1的输入线上，外部电源通过连接器CON3为整个驱动电路供电；LED的驱动电路还包括二极管D2、电容C3、输出端CON2、电阻R4、R6和稳压二极管Z2，二极管D2一端连接于电阻R1的输入端，二极管D2另一端连接于芯片U2引脚SW端，输出端CON2包括引脚1和引脚2，CON2引脚1与CON3引脚1相连，CON2引脚2与电感L1输出端相连，电容C3一端与CON2引脚1相连，另一端与CON2引脚2相连，电阻R4、R6串联连接于CON2引脚2上，稳压二极管Z2与电阻R6并联连接，电阻R6另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种LED的驱动电路，其特征在于，还包括滤波单元，所述滤波单元连接于所述电源输入单元与所述控制IC单元之间。
3.根据权利要求1所述的一种LED的驱动电路，其特征在于，还包括反馈单元，所述反馈单元与所述PWM控制单元相连。
4.根据权利要求2所述的一种LED的驱动电路，其特征在于，所述滤波单元包括电容C2、C4，所述电容C2、C4并联连接，所述电容C2、C4输入端与所述电源输入单元相连，所述电容C4输出端接地。
5.根据权利要求1所述的一种LED的驱动电路，其特征在于，所述PWM控制单元包括芯片U1，所述芯片U1与所述芯片U2相连。
6.根据权利要求5所述的一种LED的驱动电路，其特征在于，所述芯片U1包括引脚TICERST端、VSS端、VDD端、FB端和PWM端以及电阻R2、R5和电容C5，所述芯片U1引脚TICERST端通过所述电阻R2与5V电压相连，所述芯片U1引脚TICERST端通过所述电容C5接地，所述芯片U1引脚VSS端接地，所述芯片U1引脚VDD端接5V电压，所述芯片U1引脚FB端通过所述电阻R5接地，所述芯片U1引脚PWM端与所述芯片U2引脚DIM端相连。
7.根据权利要求6所述的一种LED的驱动电路，其特征在于，所述PWM控制单元还包括芯片U3，所述芯片U3与所述芯片U1相连。
8.根据权利要求7所述的一种LED的驱动电路，其特征在于，所述芯片U3包括引脚VIN端、VOUT端和GND端，所述芯片U3引脚VIN端接24V电压，所述芯片U3引脚VOUT端与所述芯片U1引脚VDD端相连，所述芯片U3引脚GND端接地。
9.一种具有权利要求1-8任意一项所述驱动电路的LED产品或UVCLED产品。
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