一種大功率led驅動電路的製作方法
2023-08-06 07:20:26
一種大功率led驅動電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大功率LED驅動電路，包括MCU控制單元、單端反激式開關電源，其特徵在於還包括壓控恆流源電路，所述MCU控制單元的PWM輸出口與單端反激式開關電源相連接，所述MCU控制單元的亮度控制電壓輸出口與壓控恆流源電路相連接，壓控恆流源電路的LED電流採樣埠與MCU控制單元相連接。驅動電路採用開關電源作為控制的第一級，壓控制恆流源作為控制的第二極，結合了二者優點，效率和控制精度上都有保證，且可由市電直接供電，兩級驅動，安全性高，不易損壞價格較高的LED燈。
【專利說明】—種大功率LED驅動電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種驅動電路，特別涉及大功率的Led驅動電路。
【背景技術】
[0002]LED被公認為是綠色的第四代光源，是一種固體冷光源，具有高效、壽命長、安全環保、體積小、高可靠性、響應速度快等諸多優點。目前達到同樣的照明效果，LED的耗電量大約是白熾燈的1/10，螢光燈的1/2。很多國家和地區相繼出臺各種政策扶持LED產業的發展，以期該產業能夠成為國家重要產業的重要組成部分，孕育著巨大的商機。LED驅動電路對LED來說至關重要，而LED調光控制可以節能，高亮度白光LED的驅動和調光是近年來研究的熱點。開關電源是目前較為常用的驅動電路，但開關電源反饋控制的實際是輸出電壓，對輸出電流控制不太容易做到精確，且單純開關電源控制有偏差時易損壞LED燈；線性電路效率不高的問題。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是如何提高驅動電路輸出電流控制精度，降低對Led燈損壞的技術問題。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型設計了一種大功率LED驅動電路，包括MCU控制單元、單端反激式開關電源，其特徵在於還包括壓控恆流源電路，所述MCU控制單元的PWM輸出口與單端反激式開關電源相連接，所述MCU控制單元的的亮度控制電壓輸出口與壓控恆流源電路相連接，壓控恆流源電路的LED電流採樣埠與MCU控制單元相連接。
[0005]所述的大功率LED驅動電路，其特徵在於所述單端反激式開關電源由變壓器Tl、開關管Q1、二極體D1、二極體D2、電容Cl，電容C2構成，所述變壓器Tl的初級線圈一端與開關管Ql的D極相連，另一端端與交流輸入端相連，開關管Ql的S極與交流輸入端相連，開關管Ql的G極先接隔離電路後與MCU控制單元的PWM輸出口相連接；二極體Dl和二極體D2的陽極與變壓器Tl的次級線圈相連；二極體Dl的陰極接LED負載；二極體D2的陰極接電阻Rl後串接電阻R3再接地。
[0006]所述的大功率LED驅動電路，其特徵在於所述壓控恆流源電路包括運算放大器U1、運算放大器U2、功率管Q2，電阻R12 —端與功率管Q2的S極和電阻R8相連接，另一端接地；電阻R8與運算放大器U2的同相輸入端相連接；電阻R7 —端接地，另一端接電阻R5和運算放大器U2的反相輸入端；電阻R5另一端接運算放大器U2的輸出端，電阻RlO —端接地，另一端接運算放大器U2的輸出端，實現LED電流採樣，運算放大器U2的輸出端作為壓控恆流源電路的LED電流採樣埠與MCU控制單元相連接；運算放大器U2的輸出端接R4後與運算放大器Ul的反相輸入端相連接，MCU控制單元的的亮度控制電壓輸出口接電阻R6後分別與電阻R9和運算放大器Ul的同相輸入端相連接，運算放大器Ul的輸出端與功率管Q2的G極相連接，功率管Q2的S極接LED負載。
[0007]所述的大功率LED驅動電路，其特徵在於還包括過壓保護電路，所述過壓保護電路包括TL431，所述TL431的陰極與接電阻R2後與二極體D2的陰極相連接，TL431的陽極接地；TL431的參考極與電阻Rl和電阻R3的連接點相連接；還增加了邏輯與門，所述PWM輸出口與TL431的陰極作為邏輯與門的輸入，PWM輸出口與TL431的陰極作邏輯與運算後再輸入到隔離驅動，再與開關管Ql的G極相連接。
[0008]實施本實用新型具有如下有益效果:驅動電路採用開關電源作為控制的第一級，壓控制恆流源作為控制的第二極，結合了二者優點，效率和控制精度上都有保證，且可由市電直接供電，兩級驅動，安全性高，不易損壞價格較高的LED燈。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的一種具體實施原理圖。
【具體實施方式】
[0010]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0011]圖1是本實用新型的一種具體實施原理圖，MCU控制單元選用單片機STC89C51，單端反激式開關電源由變壓器Tl、開關管Q1、二極體D1、二極體D2、電容Cl，電容C2構成，變壓器Tl的初級線圈一端與開關管Ql的D極相連，另一端端與交流輸入端相連，開關管Ql的S極與交流輸入端相連，開關管Ql的G極先接隔離電路後與MCU控制單元的PWM輸出口相連接；二極體Dl和二極體D2的陽極與變壓器Tl的次級線圈相連；二極體Dl的陰極接LED負載；二極體D2的陰極接電阻Rl後串接電阻R3再接地。
[0012]壓控恆流源電路包括運算放大器U1、運算放大器U2、功率管Q2，電阻R12 —端與功率管Q2的S極和電阻R8相連接，另一端接地；電阻R8與運算放大器U2的同相輸入端相連接；電阻R7 —端接地，另一端接電阻R5和運算放大器U2的反相輸入端；電阻R5另一端接運算放大器U2的輸出端，電阻RlO—端接地，另一端接運算放大器U2的輸出端，實現LED電流採樣，運算放大器U2的輸出端作為壓控恆流源電路的LED電流採樣埠與MCU控制單元相連接；運算放大器U2的輸出端接R4後與運算放大器Ul的反相輸入端相連接，MCU控制單元的的亮度控制電壓輸出口接電阻R6後分別與電阻R9和運算放大器Ul的同相輸入端相連接，運算放大器Ul的輸出端與功率管Q2的G極相連接，功率管Q2的S極接LED負載。
[0013]過壓保護電路，所述過壓保護電路包括TL431，所述TL431的陰極與接電阻R2後與二極體D2的陰極相連接，TL431的陽極接地；TL431的參考極與電阻Rl和電阻R3的連接點相連接；還增加了邏輯與門，所述PWM輸出口與TL431的陰極作為邏輯與門的輸入，PWM輸出口與TL431的陰極作邏輯與運算後再輸入到隔離驅動，再與開關管Ql的G極相連接。
[0014]當需要改變LED負載亮度變化時，STC89C51根據用戶的設置，或可通過外接亮度傳感器，自動獲得當前所需的亮度設置；STC89C51根據亮度設置產生一相應的亮度控制電壓。亮度控制電壓加在運算放大器Ul的同相輸入端，運算放大器Ul的反向輸入端是經運算放大器U2得到的LED的電流信號，電阻R12為電流檢測電阻。運算放大器Ul的輸出電壓即為功率管Q2的控制電壓，由運算放大器虛短概念知，運算放大器Ul的反向輸入電壓要等於其正向輸入端上的電壓，也就是穩定時電阻R12上的電流受亮度控制電壓的控制，而不隨負載的變化而變化。STC89C51根據其得到的亮度設置產生一相應的亮度控制電壓的同時還產生一 PWM信號,該PWM信號與TL431上的信號相與後去控制開關管Ql的開關,然後單片機根據得到的LED電流信號，改變PWM信號的佔空比，改變開關電源的輸出電壓，也即改變恆流源的輸入電壓使功率管Q2上的電壓減少，使其在輸出電流不變的情況下工作在可調電阻區或接近於可調電阻區，以提高效率。TL431是三端可調分流基準，在這裡TL431及其相應電相的存在是為了限制開關電源的最高輸出電壓，進一步提高系統的安全性。
[0015]以上所揭露的僅為本實用新型一種實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，並依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬於實用新型所涵蓋的範圍。
【權利要求】
1.一種大功率LED驅動電路，包括MCU控制單元、單端反激式開關電源，其特徵在於還包括壓控恆流源電路，所述MCU控制單元的PWM輸出口與單端反激式開關電源相連接，所述MCU控制單元的的亮度控制電壓輸出口與壓控恆流源電路相連接，壓控恆流源電路的LED電流採樣埠與MCU控制單元相連接。
2.根據權利要求1所述的大功率LED驅動電路，其特徵在於所述單端反激式開關電源由變壓器Tl、開關管Q1、二極體D1、二極體D2、電容Cl，電容C2構成，所述變壓器Tl的初級線圈一端與開關管Ql的D極相連，另一端與交流輸入端相連，開關管Ql的S極與交流輸入端相連，開關管Ql的G極先接隔離電路後與MCU控制單元的PWM輸出口相連接；二極體Dl和二極體D2的陽極與變壓器Tl的次級線圈相連；二極體Dl的陰極接LED負載；二極體D2的陰極接電阻Rl後串接電阻R3再接地。
3.根據權利要求2所述的大功率LED驅動電路，其特徵在於所述壓控恆流源電路包括運算放大器Ul、運算放大器U2、功率管Q2，電阻R12 —端與功率管Q2的S極和電阻R8相連接，另一端接地；電阻R8與運算放大器U2的同相輸入端相連接；電阻R7 —端接地，另一端接電阻R5和運算放大器U2的反相輸入端；電阻R5另一端接運算放大器U2的輸出端，電阻RlO 一端接地，另一端接運算放大器U2的輸出端，實現LED電流採樣，運算放大器U2的輸出端作為壓控恆流源電路的LED電流採樣埠與MCU控制單元相連接；運算放大器U2的輸出端接R4後與運算放大器Ul的反相輸入端相連接，MCU控制單元的的亮度控制電壓輸出口接電阻R6後分別與電阻R9和運算放大器Ul的同相輸入端相連接，運算放大器Ul的輸出端與功率管Q2的G極相連接，功率管Q2的S極接LED負載。
4.根據權利要求3所述的大功率LED驅動電路，其特徵在於還包括過壓保護電路，所述過壓保護電路包括TL431，所述TL431的陰極與接電阻R2後與二極體D2的陰極相連接，TL431的陽極接地；TL431的參考極與電阻Rl和電阻R3的連接點相連接；還增加了邏輯與門，所述PWM輸出口與TL431的陰極作為邏輯與門的輸入，PWM輸出口與TL431的陰極作邏輯與運算後再輸入到隔離驅動，再與開關管Ql的G極相連接。
【文檔編號】H05B37/02GK203827587SQ201420251828
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】郭國棟 申請人:深圳市東達華科技有限公司