CN202713692U - 一种发光二极管单元的调光电路 - Google Patents

一种发光二极管单元的调光电路 Download PDF

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张凯亮
赵星星
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Abstract

本实用新型提供了一种发光二极管单元的调光电路，涉及发光二极管调光技术领域。其中所述调光电路包括：控制单元，所述控制单元包括至少两路相互并联的控制电路，所述控制电路包括有一开关器件和一电阻，所述开关器件的一端连接至所述发光二极管单元，另一端通过所述电阻接地；用于控制所述开关器件导通与否的驱动单元，所述驱动单元与所述开关器件连接。本实用新型能够在调光过程中能够实现发光二极管的峰值电流的控制及刻画。

Description

一种发光二极管单元的调光电路
技术领域
本实用新型涉及发光二极管（LED）调光技术领域，具体涉及一种发光二极管单元的调光电路。
背景技术
目前利用脉冲宽度调制（PWM）信号对LED进行调光的一般做法是：利用LED的控制集成电路（IC）进行如图1所示调光。图1中，依次首位串联的5个LED成一组LED单元，其中D1的阳极将连接至外部电源，D5的阴极连接至一金属氧化层半导体场效晶体管（MOSFET），例如N型MOS管（NMOS）Q的漏极，Q的源极通过电阻R接地（GND），Q的栅极连接至驱动IC的管脚2。图1中，驱动IC的管脚1、3还分别连接至Q的漏极和源极。
图1中驱动IC的第2管脚施加一PWM信号至Q的栅极，利用PWM信号可以控制开关器件Q在一个周期内的开启和关闭的时间，即可以通过调节PWM信号的占空比来实现一个周期内LED平均电流的控制。在一个周期内LED的平均电流Iavg可以按照以下公式计算得到：
Iavg=Imax*（Ton/(Ton+Toff)）
其中Imax为峰值电流，Ton为Q在一个周期内的开启时间，Toff为Q在一个周期内的关断时间，一种可能的LED电流波形如图2所示，图2中Q的开启时间Ton和关闭时间Toff在一个周期内的占比分别为30%和70%。
现有技术的上述调光方法，虽然可以通过调节PWM信号的占空比对LED的平均电流Iavg进行调节，但是仍然无法对峰值电流Imax进行刻画，特别是在一个周期内不能改变Imax的大小，因此使得LED背光源中的调光应用受到局限。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是提供一种发光二极管单元的调光电路，在调光过程中能够实现发光二极管的峰值电流的控制及刻画。
为解决上述技术问题，本实用新型的一些实施例提供了一种发光二极管单元的调光电路，
一种发光二极管单元的调光电路，所述发光二极管单元包括至少一个发光二极管，所述调光电路包括：
控制单元，所述控制单元包括至少两路相互并联的控制电路，所述控制电路包括有一开关器件和一电阻，所述开关器件的一端连接至所述发光二极管单元，另一端通过所述电阻接地；
用于控制所述开关器件导通与否的驱动单元，所述驱动单元与所述开关器件连接。
根据本实用新型的一些实施例，所述驱动单元向两路以上的控制电路中的所述开关器件分别输出对应的导通控制信号，所述导通控制信号使得两个以上的所述开关器件的导通时间之间存在交集。
根据本实用新型的一些实施例，所述开关器件为一MOS管，所述驱动单元输出作为导通控制信号的脉冲宽度调制信号至所述MOS管的栅极，以控制所述MOS管开启或关闭。
根据本实用新型的一些实施例，所述MOS管为NOMS管，所述NMOS管的漏极连接至所述发光二极管单元，源极通过所述电阻接地。
根据本实用新型的一些实施例，所述MOS管为一PMOS管，所述PMOS管的源极连接至所述发光二极管单元，漏极通过所述电阻接地。
根据本实用新型的一些实施例，所述发光二极管单元连接至一电源，由所述电源进行供电。
根据本实用新型的一些实施例，所述驱动单元包括：
一电压检测管脚，连接至所述控制电路的输入端；
用于根据所述电压检测管脚上检测到的所述控制电路的输入电压，控制所述驱动单元工作状态的控制模块。
从以上所述可以看出，本实用新型提供的发光二极管单元的调光电路，能够使得通过开启不同数量的开关器件和/或调节各个控制电路上的电阻的大小，调节发光二极管单元的电流大小，从而实现对发光二极管单元的峰值电流的控制及刻画。
附图说明
图1为现有技术的发光二极管单元的调光电路的示意图；
图2为现有技术的发光二极管单元的调光电路的电流示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种调光电路的示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种调光电路的电流示意图；
图5为本实用新型实施例提供的发光二极管单元的一种供电电源的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。
请参照图3，本实施例提供的调光电路，应用于对发光二极管单元31的调光。本实用新型实施例中，发光二极管单元31的一端连接至电源，另一端连接至控制单元32。此电源具体可以是恒压电源或恒流电源。
该发光二极管单元31可以包括至少一个发光二极管。在该发光二极管单元包括2个以上的发光二极管时，这些发光二极管具体可以是如图3所示，依次首尾相连，串联成一串的发光二极管D1~D5（即前一发光二极管的阴极连接至后一发光二极管的阳极），其中D1的阳极连接至外部的电源。此发光二极管之间还可以采用其他并联或串并混合的连接方式，本实施例对此不作封闭式限定。
如图3所示，本实施例的调光电路包括：
控制单元32，所述控制单元32包括至少两路相互并联的控制电路（如图控制电路321和322）。每个所述控制电路321、322均各自包括有一开关器件（如Q1和Q2）和一电阻（如R1和R2），所述开关器件的一端连接至所述发光二极管单元31，另一端通过所述电阻接地（GND）。用于控制所述开关器件导通与否的驱动单元33，所述驱动单元33与所述开关器件连接。
图3中，所示控制单元32仅包括两个控制电路，具体应用中，控制单元32还可包括3个或3个以上的控制电路。
图3中，所述驱动单元33可以向两路以上的控制电路中的所述开关器件分别输出对应的导通控制信号，这些导通控制信号可以使得两个以上的所述开关器件的导通时间之间存在交集。请参照图4，示出了一种导通时间存在交集的情形。其中，在始终仅开启Q1时发光二极管单元31的的电流41的峰值为350mA；在始终仅开启Q2时发光二极管单元31的的电流42的峰值也为350mA；在Q1和Q2的开启时间存在交集（如图4在每个周期的前15%段时间同时开启）时，发光二极管单元31的的电流43的峰值可以达到700mA，而在其中仅一个开关器件开启的时段发光二极管单元31的的电流43的峰值可以为350mA，由此可见发光二极管单元31的的峰值电流得到控制及刻画。
通过以上结构，在控制电路中的开关器件开启时，本实施例中发光二极管单元将通过控制电路接地。这样，可以通过开启不同数量的开关器件和/或调节各个控制电路上的电阻的大小，控制发光二极管单元的负载，进而调节发光二极管单元的电流大小，因此本实施例可以通过驱动单元33实现对发光二极管单元的峰值电流的控制及刻画。
图3中，开关器件Q1、Q2可以采用MOS管，如NMOS管或PMOS管。驱动单元33具有管脚1~6，其中管脚2和管脚5分别连接至对应的MOS管的栅极，以输出导通控制信号至栅极，控制对应的MOS管的开启或关闭。
例如，图3示出了在采用NMOS管作为开关器件Q1/Q2时的连接方式，其中，NMOS管的漏极连接至所述发光二极管单元31，源极通过所述电阻R1/R2接地，栅极连接至所述驱动单元33。导通控制信号优选地采用脉宽调制（PWM）信号，在脉宽调制信号处于高电平时NMOS管开启，对应的控制电路导通；在脉宽调制信号处于低电平时NMOS管关闭，对应的控制电路断开。
当然，本实施例也可以采用PMOS管作为开关器件Q1/Q2，此时，PMOS管的源极连接至所述发光二极管单元31，漏极通过所述电阻R1/R2接地，栅极连接至所述驱动单元33。
图3中，驱动单元33还可以实现额外的检测控制功能，例如，通过驱动单元33的电压检测管脚1和4，连接至控制电路321和322的输入端，具体可以分别连接至开关器件Q1和Q2的漏极，用以检测LED电路的负载电压。此时，所述驱动单元33还可以包括一控制模块，用以根据所述电压检测管脚上检测到的所述LED电路的负载电压，控制所述驱动单元工作状态，例如在所述负载电压不符合预设标准时，实现预定的断路保护功能，等等。
图3中，驱动单元33还可以通过管脚3设定电阻R1的电位，通过管脚6设定电阻R2的电位，进而控制流过LED电路电流的大小。
图5示出了可以用于为本实用新型实施例的发光二极管单元31供电的电源单元的结构。该电源单元的输入端接收+24V的直流输入电压，该输入电压通过保险丝（Fuse 1）及若干滤波电容（C_P1、C_P2、C_P5）输入至一电感（L_P）；二极管D_P、高频开关器件Q_P、电容C_POUT1~C_POUT3构成一升压电路，其输出端连接至发光二极管单元，如图3中的二极管D1的阳极。输出端输出的电压V_PLED，通过电阻R_P8、R_P6及R_P5构成的一反馈电路反馈至一电源芯片U_P的反馈管脚FB，电源芯片U_P的GDRV管脚经由电阻R_P1输出用于控制高频开关器件Q_P开关的控制信号。电源芯片U_P的其他管脚还通过R_P1、R_P4、R_P7、C_P3、C_P4、C_P6、C_P7、C_P8及C_P9等构成电源芯片的***电路。图5所示电路结构，能够实现一恒流电源的输出，为发光二极管单元进行供电。
从以上所述可以看出，本实用新型实施例可以利用叠加原理，将一路发光二极管单元用多路控制电路进行控制，从而可以利用多路的PWM信号的叠加效果，实现一个周期内发光二极管的峰值电流的刻画与控制。

Claims (6)

1.一种发光二极管单元的调光电路，所述发光二极管单元包括至少一个发光二极管，其特征在于，所述调光电路包括：
控制单元，所述控制单元包括至少两路相互并联的控制电路，所述控制电路包括有一开关器件和一电阻，所述开关器件的一端连接至所述发光二极管单元，另一端通过所述电阻接地；
用于控制所述开关器件导通与否的驱动单元，所述驱动单元与所述开关器件连接。
2.如权利要求1所述的调光电路，其特征在于，
所述开关器件为一MOS管，所述驱动单元输出作为导通控制信号的脉冲宽度调制信号至所述MOS管的栅极，以控制所述MOS管开启或关闭。
3.如权利要求2所述的调光电路，其特征在于，
所述MOS管为NOMS管，所述NMOS管的漏极连接至所述发光二极管单元，源极通过所述电阻接地。
4.如权利要求2所述的调光电路，其特征在于，
所述MOS管为一PMOS管，所述PMOS管的源极连接至所述发光二极管单元，漏极通过所述电阻接地。
5.如权利要求1所述的调光电路，其特征在于，
所述发光二极管单元连接至一电源，由所述电源进行供电。
6.如权利要求1所述的调光电路，其特征在于，所述驱动单元包括：
一电压检测管脚，连接至所述控制电路的输入端；
用于根据所述电压检测管脚上检测到的所述控制电路的输入电压，控制所述驱动单元工作状态的控制模块。 
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CN108575010A (zh) * 2017-07-20 2018-09-25 常州星宇车灯股份有限公司 一种一体式单模块控制全led前灯电路
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