CN217011252U - 基于分立器件的汽车led恒流驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车照明技术领域,尤其涉及一种基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,包括:防反电路、前级滤波电路、主拓扑电路模块、后级滤波电路、LED恒流控制电路和N‑1功能实现电路;防反电路的输入端和N‑1功能实现电路的输入端均与电源端电连接;前级滤波电路的输入端与防反电路的输出端电连接;主拓扑电路模块的输入端与前级滤波电路的输出端电连接;后级滤波电路的输入端与主拓扑电路模块的输出端电连接;N‑1功能实现电路与后级滤波电路的输出端电连接;N‑1功能实现电路与LED恒流控制电路电连接。本实用新型基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,当其中一个LED短路,通过恒流驱动电路能够实现电流均衡。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车照明技术领域,尤其涉及一种基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路。
背景技术
汽车LED灯被设计成执行不同的功能。为此,LED灯包括不同的照明模块,每个照明模块负责一种照明功能。要求当前的照明功能提供高分辨率响应,以执行动画或任何其他照明特征。通常采用大量的小光源(例如LED)来实现此目标。光源数量的增多使得LED灯制造商采用相应的驱动电路才能使用,制造成本大。LED是一种随着通过LED电流值的变化而变化光通亮的发光源,因此如果需要LED发光恒定,则必须控制流过LED的电流值恒定。现有技术中,光源数量较多的LED灯与驱动电路直接配合使用时,当其中一个LED发生短路时,会使得流过其他LED的工作电流值变大,汽车LED灯视觉明暗效果明显,影响汽车照明效果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:为了解决现有技术光源数量较多的LED灯中,当其中一个LED发生短路时,会使得流过其他LED电流值变大,汽车LED灯视觉明暗效果明显,影响汽车照明效果的技术问题,本实用新型提供一种基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,当其中一个LED短路,通过该恒流驱动电路能够实现电流均衡,LED亮度一样,汽车照明效果好,提高了行车的安全性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:包括:防反电路、前级滤波电路、主拓扑电路模块、后级滤波电路、LED恒流控制电路和N-1功能实现电路;所述防反电路的输入端和所述N-1功能实现电路的输入端均与电源端电连接;所述前级滤波电路的输入端与所述防反电路的输出端电连接;所述主拓扑电路模块的输入端与所述前级滤波电路的输出端电连接;所述后级滤波电路的输入端与所述主拓扑电路模块的输出端电连接;所述N-1功能实现电路与所述后级滤波电路的输出端电连接;所述N-1功能实现电路还与所述LED恒流控制电路电连接。
进一步,具体地,所述N-1功能实现电路包括第一电阻R1、保护电路、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2,所述第一电阻R1的一端与所述电源端电连接,所述第一电阻R1的另一端和所述第二MOS管Q2的栅极均与所述保护电路电的一端电连接,所述保护电路的另一端与所述LED恒流控制电路电连接,所述第二MOS管Q2的源极与所述公共地端电连接,所述第二MOS管Q2的漏极与所述第一MOS管Q1的栅极电连接,所述第一MOS管Q1的源极与所述后级滤波电路的输出端电连接,所述第一MOS管Q1的漏极与所述LED恒流控制电路电连接。
进一步,具体地,所述保护电路包括第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3,所述一二极管D1,所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的正极端均与所述第一电阻R1的一端电连接,所述第一二极管D1,所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的负极端均与所述第二MOS管Q2的栅极电连接。
进一步,具体地,LED恒流控制电路包括恒流电路和多个LED颗粒组成的灯串,所述恒流电路与所述灯串电连接。
进一步,具体地,所述恒流电路包括第五电阻R5、稳压器D4和控制电路,所述第五电阻R5的一端和所述灯串的正极端均与所述第一MOS管Q1的漏极电连接,所述第五电阻R5的另一端与所述稳压器D4的负极端电连接,所述稳压器D4的正极端与所述公共地端电连接,所述稳压器D4的负极端和所述灯串的负极端均与所述控制电路电连接。
进一步,具体地,所述灯串包括第一灯串、第二灯串和第三灯串。
进一步,具体地,所述控制电路包括第一三极管Q3、第二三极管Q4、第三三极管Q5、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4,所述第一三极管Q3、所述第二三极管Q4和所述第三三极管Q5的基极均与所述稳压器D4的负极端电连接,所述第一灯串和所述第一二极管D1的负极端均与所述第一三极管Q3的集电极电连接,所述第二灯串和所述第二二极管D2的负极端均与所述第二三极管Q4的集电极电连接,所述第三灯串和所述第三二极管D3的负极端均与所述第三三极管Q5的集电极电连接,所述第一三极管Q3的发射极与所述第二电阻R2的一端电连接,所述第二电阻R2的另一端与所述公共地端电连接,所述第二三极管Q4的发射极与所述第三电阻R3的一端电连接,所述第三电阻R3的另一端与所述公共地端电连接,第三三极管Q5的发射极与所述第三电阻R4的一端电连接,所述第三电阻R4的另一端与所述公共地端电连接。
作为优选,所述稳压器D4为三端子可调并联稳压器。
进一步,具体地,所述第一MOS管Q1为P型MOS管,所述第二MOS管为N型MOS管。
本实用新型的有益效果是,本实用新型的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路中当LED灯串中出现LED短路故障时,各个灯串间可以实现均流控制,通过该恒流驱动电路能够实现电流均衡,LED亮度一样,汽车照明效果好,提高了行车的安全性,且电路简单,制造成本低,实用性好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型最优实施例的结构示意图。
图2是本实用新型N-1功能实现电路连接示意图。
图3是本实用新型LED恒流控制电路图。
图中1、防反电路;2、前级滤波电路;3、主拓扑电路模块;4、后级滤波电路;5、LED恒流控制电路;6、N-1功能实现电路;51、恒流电路;511、控制电路;521、第一灯串;522、第二灯串;523、第三灯串;61、保护电路。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示,是本实用新型最优实施例,一种基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,包括:防反电路1、前级滤波电路2、主拓扑电路模块3、后级滤波电路4、LED恒流控制电路5和N-1功能实现电路6;防反电路1的输入端和N-1功能实现电路6的输入端均与电源端电连接;前级滤波电路2的输入端与防反电路1的输出端电连接;主拓扑电路模块3的输入端与前级滤波电路2的输出端电连接;后级滤波电路4的输入端与主拓扑电路模块3的输出端电连接;N-1功能实现电路6与后级滤波电路4的输出端电连接;N-1功能实现电路6还与LED恒流控制电路5电连接。
防反电路1用于避免输入至驱动电路的电源信号反接,前级滤波电路2将输入的电源信号进行滤波处理,主拓扑电路模块3接收滤波后的电源信号,主拓扑电路模块3将电源信号转换成驱动电路所需求的电流和电压,并传输至后级滤波电路4,后级滤波电路对主拓扑电路转换的电流和电压进行滤波保护。当LED灯串中出现LED短路故障时,各个灯串间可以实现均流控制,通过LED恒流控制电路5和N-1功能实现电路6能够实现电流均衡,LED亮度一样,汽车照明效果好,提高了行车的安全性,且电路简单,制造成本低,实用性好。
在本实用新型实施例中,如图2所示,N-1功能实现电路6包括第一电阻R1、保护电路61、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2,第一电阻R1的一端与电源端电连接,第一电阻R1的另一端和第二MOS管Q2的栅极均与保护电路61的一端电连接,保护电路61的另一端与LED恒流控制电路5电连接,第二MOS管Q2的源极与公共地端电连接,第二MOS管Q2的漏极与第一MOS管Q1的栅极电连接,第一MOS管Q1的源极与后级滤波电路4的输出端电连接,第一MOS管Q1的漏极与LED恒流控制电路5电连接。第一MOS管Q1为P型MOS管,第二MOS管为N型MOS管。
在本实用新型实施例中,保护电路61包括第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3,第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3的正极端均与第一电阻R1的一端电连接。
在本实用新型实施例中,如图3所示,LED恒流控制电路5包括恒流电路51和多个LED颗粒组成的灯串,恒流电路51与灯串电连接。在本实用新型实施例中,恒流电路51包括第五电阻R5、稳压器D4和控制电路511,用于实现恒流控制,具体的,第五电阻R5的一端和灯串的正极端均与第一MOS管Q1的漏极电连接,第五电阻R5的另一端与稳压器D4的负极端电连接,稳压器D4的正极端与公共地端电连接,稳压器D4的负极端和灯串的负极端均与控制电路511电连接。
进一步的,灯串包括第一灯串521、第二灯串522和第三灯串523,第一灯串521、第二灯串522和第三灯串523均由多个LED颗粒串联组成。
控制电路511包括第一三极管Q3、第二三极管Q4、第三三极管Q5、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4,第一三极管Q3、第二三极管Q4和第三三极管Q5的基极均与稳压器D4的负极端电连接,第一灯串521和第一二极管D1的负极端均与第一三极管Q3的集电极电连接,第二灯串522和第二二极管D2的负极端均与第二三极管Q4的集电极电连接,第三灯串523和第三二极管D3的负极端均与第三三极管Q5的集电极电连接,第一三极管Q3的发射极与第二电阻R2的一端电连接,第二电阻R2的另一端与公共地端电连接,第二三极管Q4的发射极与第三电阻R3的一端电连接,第三电阻R3的另一端与公共地端电连接,第三三极管Q5的发射极与第三电阻R4的一端电连接,第三电阻R4的另一端与公共地端电连接。稳压器D4为三端子可调并联稳压器。稳压器D4选用DIODE的TLV431作为电压钳位器,TLV431是一款三端可调并联稳压器,通过选择两个外部分压电阻器,可以将输出电压设置为1.24V和18V之间的任何选定电压。
在本实用新型实施例中,主拓扑电路模块3的芯片型号选用英飞凌的TLD5097,拓扑结构采用SEPIC结构。
在本实用新型的一些实施例中,灯串的数量根据实际使用,可以有四组灯串、五组灯串等等,不仅限于本实用新型的三组灯串,灯串数量、保护电路中二极管的数量、控制电路中三极管的数量和电阻的数量相同。
工作原理:
当基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路正常工作时,高电压经过第一电阻R1至voltageget端,当voltageget端有输入时,第二MOS管的栅极为高电平,第一MOS管的栅极为低电平,第一MOS管导通,将电压信号输出到LED恒流控制模块,LED恒流控制模块内多个LED颗粒组成的灯串全部工作。LED恒流控制模块中第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一三极管Q3、第二三极管Q4、第三三极管Q5以及稳压器D4实现恒流控制。稳压器D4将电压钳位在一定值,第一三极管Q3、第二三极管Q4、第三三极管Q5导通后基极和发射极间压降一定,由第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4的分压及电阻值实现恒流控制,电路灯串中LED灯点亮。
当基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路中一颗LED开路时,以第一灯串521中一颗LED开路故障时,第一二极管D1负极端的电压值近似为第一电阻R1和第二电阻R2的分压值,第一电阻R1的电阻值大于第二电阻R2的电阻值,因此,第一电阻R1输出的电压值为0,voltageget端的电压不足以使得第二MOS管和第一MOS管导通,使得LED恒流控制模块无电压信号,电路灯串中LED灯熄灭。
现有技术中,LED恒流控制模块内多个LED颗粒组成的灯串的一颗LED短路故障时,以第一灯串521故障为例,当第一灯串521中有一个LED短路,该路等效阻值减小,第一灯串521的电流将会变大,该LED灯串亮度将会变亮,第一灯串521与第二灯串522以及第三灯串523之就会形成视觉明暗效果,从而影响汽车的照明效果,在本实用新型实施例中,采用的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,第一二极管的负极和第一灯串521的负极端均与第一三极管Q3的集电极电连接,第一灯串521的等效阻值减小,第一灯串521的电流增大,在第一三极管Q3内就会形成负反馈,第一三极管Q3的集电极电流也随之增大,在电流增大到预设值时,第一三极管Q3的基极电流也随之增大,由于第二三极管Q4的基极和第三三极管Q5的基极均与第一三极管Q3的基极电连接,第二三极管Q4的集电极和第三三极管Q5的集电极上的电流也增大至第一三极管Q3的集电极的电流,使得流过第一灯串521、第二灯串522和第三灯串523上的电流相等,最终将第一灯串521和第二灯串522以及第三灯串523之间的电流均衡,使得三组灯串的LED亮度一样,汽车照明效果好,提高了行车的安全性。
本实用新型的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路中,当LED灯串中出现LED短路故障时,各个灯串间可以实现均流控制,通过该恒流驱动电路能够实现电流均衡,LED亮度一样,汽车照明效果好,提高了行车的安全性,且电路简单,制造成本低,实用性好。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:包括:防反电路(1)、前级滤波电路(2)、主拓扑电路模块(3)、后级滤波电路(4)、LED恒流控制电路(5)和N-1功能实现电路(6);
所述防反电路(1)的输入端和所述N-1功能实现电路(6)的输入端均与电源端电连接;
所述前级滤波电路(2)的输入端与所述防反电路(1)的输出端电连接;
所述主拓扑电路模块(3)的输入端与所述前级滤波电路(2)的输出端电连接;
所述后级滤波电路(4)的输入端与所述主拓扑电路模块(3)的输出端电连接;
所述N-1功能实现电路(6)与所述后级滤波电路(4)的输出端电连接;
所述N-1功能实现电路(6)还与所述LED恒流控制电路(5)电连接。
2.如权利要求1所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述N-1功能实现电路(6)包括第一电阻R1、保护电路(61)、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2,所述第一电阻R1的一端与所述电源端电连接,所述第一电阻R1的另一端和所述第二MOS管Q2的栅极均与所述保护电路(61)电的一端电连接,所述保护电路(61)的另一端与所述LED恒流控制电路(5)电连接,所述第二MOS管Q2的源极与所述公共地端电连接,所述第二MOS管Q2的漏极与所述第一MOS管Q1的栅极电连接,所述第一MOS管Q1的源极与所述后级滤波电路(4)的输出端电连接,所述第一MOS管Q1的漏极与所述LED恒流控制电路(5)电连接。
3.如权利要求2所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述保护电路(61)包括第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3,所述一二极管D1,所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的正极端均与所述第一电阻R1的一端电连接。
4.如权利要求3所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述LED恒流控制电路(5)包括恒流电路(51)和多个LED颗粒组成的灯串,所述恒流电路(51)与所述灯串电连接。
5.如权利要求4所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述恒流电路(51)包括第五电阻R5、稳压器D4和控制电路(511),所述第五电阻R5的一端和所述灯串的正极端均与所述第一MOS管Q1的漏极电连接,所述第五电阻R5的另一端与所述稳压器D4的负极端电连接,所述稳压器D4的正极端与所述公共地端电连接,所述稳压器D4的负极端和所述灯串的负极端均与所述控制电路(511)电连接。
6.如权利要求5所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述灯串包括第一灯串(521)、第二灯串(522)和第三灯串(523)。
7.如权利要求6所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述控制电路(511)包括第一三极管Q3、第二三极管Q4、第三三极管Q5、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4,所述第一三极管Q3、所述第二三极管Q4和所述第三三极管Q5的基极均与所述稳压器D4的负极端电连接,所述第一灯串(521)和所述第一二极管D1的负极端均与所述第一三极管Q3的集电极电连接,所述第二灯串(522)和所述第二二极管D2的负极端均与所述第二三极管Q4的集电极电连接,所述第三灯串(523)和所述第三二极管D3的负极端均与所述第三三极管Q5的集电极电连接,所述第一三极管Q3的发射极与所述第二电阻R2的一端电连接,所述第二电阻R2的另一端与所述公共地端电连接,所述第二三极管Q4的发射极与所述第三电阻R3的一端电连接,所述第三电阻R3的另一端与所述公共地端电连接,第三三极管Q5的发射极与所述第三电阻R4的一端电连接,所述第三电阻R4的另一端与所述公共地端电连接。
8.如权利要求7所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述稳压器D4为三端子可调并联稳压器。
9.如权利要求2所述的基于分立器件的汽车LED恒流驱动电路,其特征在于:所述第一MOS管Q1为P型MOS管,所述第二MOS管为N型MOS管。
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