采用电压脉冲的LED驱动控制装置及方法制造方法及图纸

技术编号:20050582 阅读:27 留言:0更新日期:2019-01-09 06:04
本发明专利技术公开了一种采用电压脉冲的LED驱动控制装置及方法,驱动控制装置包括单片机主控板、基准电路、比较放大器电路和数字信息解析电路四个部分。将数据控制信号以电压脉冲方式存储于单片机主控板中,在接通外电源后输出到基准电路中得到一个基准电压值与电压脉冲分压输入到比较放大器电路中进行比较,得到的输出电压脉冲输入到数字信息解析电路中解析并输出驱动LED灯。本发明专利技术采用电压脉冲将电源信号和数据控制信号合二为一,减小了芯片设计的复杂程度,外围电路设计的复杂程度,以及减少了版图布局设计的成本,便于后期集成和级联使用。

【技术实现步骤摘要】
采用电压脉冲的LED驱动控制装置及方法
本专利技术属于电子
,更进一步涉及电子器件
中的一种采用电压脉冲的发光二极管LED(LightEmittingDiode)驱动控制装置及方法。本专利技术的LED驱动控制电路可用于数模混合电路设计中驱动LED装置。
技术介绍
在装饰照明LED驱动控制电路中,数模混合电路设计LED驱动控制电路有着广泛的应用,例如通过使用数字控制逻辑信号控制LED灯串等。传统LED驱动电路中电源信号和数字控制数据信号分别为两路输入,这种驱动控制电路设计简单,电源信号直接由外部提供,作为电路电源单独使用,而数据控制信号由外界输入后到驱动控制电路中解析使用。上海晶丰明源半导体有限公司在其申请的专利文献“驱动芯片、LED恒流驱动控制电路及LED驱动方法”(申请号:201510893776.5授权公告号:CN105430794B)中公开了一种驱动芯片、LED驱动控制电路及LED驱动方法。该专利文献的LED驱动控制电路包括用于产生VCC电压的电压控制模块;用于产生一相对于所述驱动芯片的CS引脚的基准电压的基准源;用于输出一恒定电压的采样保持电路;用于比较采样保持电路输出与一MOS管的源极的比较器;用于电路控制的控制逻辑模块和用于检测驱动芯片的DRAIN引脚和所述MOS管漏极的过零检测模块,该电路实现了LED恒流驱动控制。但是该电路仍然存在的不足之处是:该电路中通过独立的电压控制模块和电路控制逻辑模块实现电路设计,使得电路结构较为复杂。该专利文献的LED驱动方法通过驱动芯片的VCC引脚连接一外部电源,控制逻辑模块发送导通信号至MOS管,控制逻辑模块发送关断信号至开关,以使得MOS管导通,开关断开。该方法存在的不足之处是,用于电路控制的控制逻辑模块需要外部输入,导通信号和关断信号分开使用,增加了电路设计成本。广州达森灯光股份有限公司在其申请的专利文献“一种LED驱动电源电路”(申请号:201511034938.6授权公告号:CN105657891B)中公开了一种LED驱动电源电路。该专利文献的LED驱动电源电路主要包括依次与外部交流电连接的电源模块、控制模块、驱动模块以及发光模块,其中电源模块给控制模块、驱动模块和发光模块提供直流工作电压。该专利技术提供了一种LED驱动电源电路的设计方案,解决了目前农业照明灯具光源单一的不足,通过驱动电路上的LED恒流控制IC芯片,实现将恒压源转换成适合LED灯珠的恒流源,能够延长LED灯珠的寿命,但是,该专利技术仍然存在的不足之处是,同样需要独立的电源模块和控制模块来驱动整个LED驱动电源电路,使得电路结构较为复杂。深圳市海洋王照明工程有限公司在其申请的专利文献“LED驱动电路”(申请号:201310076659.0授权公告号:CN104053267B)中公开了一种LED驱动电路。该专利技术主要包括用于输出稳定电压的供电单元;用于设定一延时时间并进行延时控制的微控制单元;继电器;用于根据微控制电路的输出信号控制所述继电器的通断的开关电路;与所述继电器及所述供电单元连接的分压电路;与所述LED驱动芯片电路连接的LED负载。该专利技术通过所述微控制器单元设定的延时时间后,虽然LED产生光衰,但是通过由微控制器单元、继电器、以及开关电路的控制,使LED看上去没有光衰,实现LED无光衰,但是,该专利技术仍然存在的不足之处是,需要独立的供电单元和微控制器单元,使得电路结构较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种采用电压脉冲的LED驱动控制装置及方法。实现本专利技术目的的具体思路是,采用单片机主控板将控制信号以电压脉冲的方式输出到LED驱动控制电路中,不仅可以减少一路输入,而且电路结构简单。本专利技术的装置包括基准电路、比较放大器电路,单片机主控板、数字信息解析电路;所述单片机主控板的输入端接外电源,输出端分别与基准电路的输入端、比较放大器电路的第一输入端、数字信息解析电路的输入端连接;所述基准电路的输出端与比较放大器电路的第二输入端相连;所述比较放大器电路的输出端与数字信息解析电路的输入端相连;其中,所述单片机主控板,用于构建由高低两个不同幅度的电压值占空比不同的电压脉冲,并同时将电压脉冲输出到基准电路、比较放大器电路、数字信息解析电路中;所述基准电路,用于通过自启动电路部分的第一输出端和第二输出端的电压为基准电路提供偏置电压,触发基准电路工作,基准电路通过电源抑制比较高的共源共栅结构放大电路,将输入的电压脉冲输出为一个比较平稳的基准电压值,将基准电压值输入到比较放大器电路的第二输入端;所述比较放大器电路,用于将单片机主控板输出的电压脉冲用分压电阻,分压为位于基准电路输出的基准电压值两侧的脉冲电压,输入到比较放大器电路的第一输入端,基准电路将输出的基准电压值输入到比较放大器电路中的第二输入端,通过比较放大电路进行比较,若比较放大器电路的第二输入端的电压值大于比较放大器电路的第一输入端的电压值,输出为电压脉冲中的高电压值,若比较放大器电路的第二输入端的电压值小于比较放大器电路的第一输入端的电压值,输出为数字地电位,比较放大器的输出电压脉冲为数字信息解析电路可以识别的电压脉冲;所述数字信息解析电路,用于将比较放大器电路输出的电压脉冲,输入到数字信息解析电路中,通过数字信息解析电路中的计数器在一个电压脉冲周期时间长度内对高电压值和低电压值进行计数,在一个电压脉冲周期内高电压值的数目大于低电压值的数目,输出为高电压值,驱动LED灯亮,在一个周期内高电压值计数小于低电压值计数,输出为电源地,驱动LED灯灭。本专利技术方法的具体步骤包括如下:(1)构建电压脉冲:(1a)用高低两个不同幅度的电压值组成电压脉冲,将高电压值维持的时间长度和低电压值维持的时间长度组成一个电压脉冲周期,按照下式,单片机主控板计算高电压值在一个电压脉冲周期内的占空比:其中,q1表示高电压值在一个电压脉冲周期内的占空比,τ表示高电压值在电压脉冲周期内占据的时间长度,T表示电压脉冲周期的时间长度。(1b)用1-q1的值表示低电压值在一个电压脉冲周期内的占空比。(1c)单片机主控板将高电压值在一个电压脉冲周期内的占空比,大于低电压值在一个电压脉冲周期内的占空比时的电压脉冲表示为二进制的“1”,单片机主控板将高电压值在一个电压脉冲周期内的占空比,小于低电压值在一个电压脉冲周期内的占空比时的电压脉冲表示为二进制的“0”。(1d)单片机主控板将由高低两个不同幅度的电压值组成的电压脉冲以二进制的方式,存储于单片机主控板的存储器中。(2)输出电压脉冲:(2a)将单片机主控板接入外电源,单片机主控板输出电压脉冲,电压脉冲启动基准电路中的自启动电路,通过自启动电路的第一输出端和第二输出端的电压为基准电路提供偏置电压,触发基准电路开始工作,基准电路通过电源抑制比较高的共源共栅结构放大电路将输入的电压脉冲输出为一个比较平稳的基准电压值,将基准电压值输入到比较放大器电路的第二输入端。(2b)将单片机主控板输出的电压脉冲用分压电阻分压为位于基准电路输出的基准电压值两侧的脉冲电压,输入到比较放大器电路的第一输入端,基准电路输出的基准电压值输入到比较放大器电路中的第二输入端,通过比较放大电路进行比较,若比较放大器电本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种采用电压脉冲的发光二极管LED驱动控制装置,包括基准电路、比较放大器电路,其特征在于,还包括单片机主控板、数字信息解析电路;所述单片机主控板的输入端接外电源,输出端分别与基准电路的输入端、比较放大器电路的第一输入端、数字信息解析电路的输入端连接;所述基准电路的输出端与比较放大器电路的第二输入端相连;所述比较放大器电路的输出端与数字信息解析电路的输入端相连;其中:所述单片机主控板,用于构建由高低两个不同幅度的电压值占空比不同的电压脉冲,并同时将电压脉冲输出到基准电路、比较放大器电路、数字信息解析电路中;所述基准电路,用于通过自启动电路部分的第一输出端和第二输出端的电压为基准电路提供偏置电压,触发基准电路工作,基准电路通过电源抑制比较高的共源共栅结构放大电路,将输入的电压脉冲输出为一个比较平稳的基准电压值,将基准电压值输入到比较放大器电路的第二输入端;所述比较放大器电路,用于将单片机主控板输出的电压脉冲用分压电阻,分压为位于基准电路输出的基准电压值两侧的脉冲电压,输入到比较放大器电路的第一输入端,基准电路将输出的基准电压值输入到比较放大器电路中的第二输入端,通过比较放大电路进行比较,若比较放大器电路的第二输入端的电压值大于比较放大器电路的第一输入端的电压值,输出为电压脉冲中的高电压值,若比较放大器电路的第二输入端的电压值小于比较放大器电路的第一输入端的电压值,输出为数字地电位,比较放大器的输出电压脉冲为数字信息解析电路可以识别的电压脉冲;所述数字信息解析电路,用于将比较放大器电路输出的电压脉冲,输入到数字信息解析电路中,通过数字信息解析电路中的计数器在一个电压脉冲周期时间长度内对高电压值和低电压值进行计数,在一个电压脉冲周期内高电压值的数目大于低电压值的数目,输出为高电压值,驱动LED灯亮,在一个周期内高电压值计数小于低电压值计数,输出为电源地,驱动LED灯灭。...

【技术特征摘要】
1.一种采用电压脉冲的发光二极管LED驱动控制装置,包括基准电路、比较放大器电路,其特征在于,还包括单片机主控板、数字信息解析电路;所述单片机主控板的输入端接外电源,输出端分别与基准电路的输入端、比较放大器电路的第一输入端、数字信息解析电路的输入端连接;所述基准电路的输出端与比较放大器电路的第二输入端相连;所述比较放大器电路的输出端与数字信息解析电路的输入端相连;其中:所述单片机主控板,用于构建由高低两个不同幅度的电压值占空比不同的电压脉冲,并同时将电压脉冲输出到基准电路、比较放大器电路、数字信息解析电路中;所述基准电路,用于通过自启动电路部分的第一输出端和第二输出端的电压为基准电路提供偏置电压,触发基准电路工作,基准电路通过电源抑制比较高的共源共栅结构放大电路,将输入的电压脉冲输出为一个比较平稳的基准电压值,将基准电压值输入到比较放大器电路的第二输入端;所述比较放大器电路,用于将单片机主控板输出的电压脉冲用分压电阻,分压为位于基准电路输出的基准电压值两侧的脉冲电压,输入到比较放大器电路的第一输入端,基准电路将输出的基准电压值输入到比较放大器电路中的第二输入端,通过比较放大电路进行比较,若比较放大器电路的第二输入端的电压值大于比较放大器电路的第一输入端的电压值,输出为电压脉冲中的高电压值,若比较放大器电路的第二输入端的电压值小于比较放大器电路的第一输入端的电压值,输出为数字地电位,比较放大器的输出电压脉冲为数字信息解析电路可以识别的电压脉冲;所述数字信息解析电路,用于将比较放大器电路输出的电压脉冲,输入到数字信息解析电路中,通过数字信息解析电路中的计数器在一个电压脉冲周期时间长度内对高电压值和低电压值进行计数,在一个电压脉冲周期内高电压值的数目大于低电压值的数目,输出为高电压值,驱动LED灯亮,在一个周期内高电压值计数小于低电压值计数,输出为电源地,驱动LED灯灭。2.根据权利要求1所述的采用电压脉冲的发光二极管LED驱动控制装置,其特征在于,所述的基准电路包括九个PMOS管、七个NMOS管、三个分压电阻、五个PNP双极型晶体管和一个自启动电路;其中,第一个PMOS管M1的源极与单片机主控板的输出端相连,第一个PMOS管M1的栅极分别与第二个PMOS管M2的漏极、第一个NMOS管M3的漏极、自启动电路的第一输出端、第三个PMOS管M5的栅极、第六个PMOS管M12的栅极、第八个PMOS管M15的栅极连接,第一个PMOS管M1的漏极与第二个PMOS管M2的源极相连;第二个PMOS管M2的栅极分别与第四个PMOS管M6的栅极、第五个PMOS管M9的栅极、第五个PMOS管M9的漏极、第五个NMOS管M10的漏极、第七个PMOS管M13的栅极、第九个PMOS管M16的栅极、自启动电路的第二输出端连接;第一个NMOS管M3的栅极分别与第三个NMOS管M7的栅极、第五个NMOS管M10的栅极、第七个NMOS管M14的栅极、第七个NMOS管M14的漏极、第七个PMOS管M13的漏极连接,第一个NMOS管M3的源极与第二个NMOS管M4的漏极相连;第二个NMOS管M4的栅极分别与第四个NMOS管M8的栅极、第六个NMOS管M11的栅极、第三个NMOS管M7的漏极、第四个PMOS管M6的漏极连接,第二个NMOS管M4的源极与第一个分压电阻R1的一端相连;第一个分压电阻R1的另一端与第一个PNP双极型三极管Q1的发射极相连;第一个PNP双极型三极管Q1的基极和第一个PNP双极型三极管Q1的集电极分别与电源地连接;第三个PMOS管M5的源极与单片机主控板的输出端相连,第三个PMOS管M5的漏极与第四个PMOS管M6的源极相连;第三个NMOS管M7的源极与第四个NMOS管M8的漏极相连;第四个NMOS管M8的源极与第二个PNP双极型三极管Q2的发射极相连;第二个PNP双极型三极管Q2的基极和第二个PNP双极型三极管Q2的集电极分别与电源地连接;第五个PMOS管M9的源极与单片机主控板的输出端相连;第五个NMOS管M10的源极与第六个NMOS管M11的漏极相连;第六个NMOS管M11的源极与第三个PNP双极型三极管Q3的发射极相连;第三个PNP双极型三极管Q3的基极和第三个PNP双极型三极管Q3的集电极分别与电源地连接;第六个PMOS管M12的源极与单片机主控板的输出端相连,第六个PMOS管M12的漏极与第七个PMOS管M13的源极相连;第七个NMOS管M14的源极与第四个PNP双极型三极管Q4的发射极相连;第四个PNP双极型三极管Q4的基极和第四个PNP双极型三极管Q4的集电极分别...

【专利技术属性】
技术研发人员:叶强李学敏袁冰来新泉张凌飞
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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