一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路，其至少包括：输出驱动及关断控制模块、分别用于控制四个LED工作的开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、及用于控制关断功能的开关管Q5，LED1、LED2、LED3的正极和负极分别与开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3的源极和漏极相连，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q5通过串联的方式连接起来；LED4的正极连接驱动电源，且LED4负极与开关管Q4的漏极连接，以形成串联连接方式。本实用新型专利技术可以有效提高工作电压，并降低工作电流，提高LED灯的工作效率，同时降低线路板的压降，最大限度保证了像素点在很远距离传输时能够达到良好的混光一致效果。致效果。致效果。

【技术实现步骤摘要】
一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路

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[0001]本技术涉及LED
，特指一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路。

技术介绍
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[0002]如图1所示，现有技术中RGBW像素灯的驱动电路包括：串行解码模块、数据整形模块、PWM控制模块、内部振荡器OSC、输出驱动及关断控制模块、基准电压源以及开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4。开关管Q1导通，LED1处于开启状态；开关管Q2导通，LED2处于开启状态；开关管Q3导通，LED3处于开启状态；开关管Q4导通，LED4处于开启状态，恒流及关断模块1、恒流及关断模块2、恒流及关断模块3、恒流及关断模块4分别用于控制LED1、LED2、LED3、LED4关断及电流设定。其中LED1与开关管Q1、LED2与开关管Q2、LED3与开关管Q3、LED4与开关管Q4均属于串联连接方式。LED1、LED2、LED3、LED4的正极都与5V驱动电源连接，LED1、LED2、LED3、LED4的负极分别与开关管Q1的漏极、开关管Q2的漏极、开关管Q3的漏极、开关管Q4的漏极连接。
[0003]再参见图1所示，驱动电路上设有红、绿、蓝、白四个通道的输出端口OUTR、OUTG、OUTB、OUTW，且该输出端口OUTR、OUTG、OUTB、OUTW分别连接开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4，以分别控制四种颜色灯光，四个通道以电流并联模式，因此，每个LED像素灯的电流是单个LED灯通道电流的4倍。
[0004]可见，上述并联控制方式使得每个LED像素灯的整体电流相比单个通道电流大了四倍。如果以一个通道电流是20mA计算，图1所示电路中一个LED像素点、也就是一个LED像素灯的电流将达到80mA，假设有100个LED像素灯并联连接，则LED像素灯总需求电流是80mA*100个＝8A，再假如用于连接LED像素灯的线材有0.5欧姆的阻抗，则因线路线材产生的线路压降将高达8A*0.5欧姆＝4V。由于LED灯自身特征、及开关管自身的压降，每个LED灯必须要3.8V以上的电压才能满足恒流条件，因此，一般情况下，图1所示电路的发光芯片驱动电源为5V，当电压低于3.8V时，LED像素灯的发光不再是恒流。以上述100个LED像素灯并联连接为例，线材产生的线路压降是4V，用于发光的压降仅为1V，因此当并联的LED像素灯达到一定数量时，前后LED像素灯的发光会不一致，达不到每个LED像素灯恒流的效果，产生前后LED灯混光不一致现象。
[0005]假设提高发光芯片的驱动电源电压，例如由原来的5V提高到12V，以弥补因线材产生的4V压降而带来的前后LED像素灯混光不一致的问题，但是，又会产生新的问题，具体如下：
[0006]因驱动电源电压为12V，因此每个LED像素灯的功率是12V*80mA＝0.96W，而LED像素灯在3V左右的电压下才能正常工作，每个LED像素灯实际用于发光的功率是3V*80mA＝0.24W。于是，在驱动电源电压是12V的情况下，因发热损耗的功率将高达0.96W
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0.24W＝0.72W。可见，不但流经LED像素灯的电流没有减少，反而增大了电耗，产品发热严重，降低了产品质量，容易发生安全隐患，因此，现有技术中的全彩LED像素灯不能够使用高电压驱动电源供电。
[0007]有鉴于此，经不断地研发及改良，本专利技术人提出以下技术方案。

技术实现思路
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[0008]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路。
[0009]为了解决上述技术问题，本技术采用了下述技术方案：该集成RGBW数字LED控制的驱动电路至少包括：输出驱动及关断控制模块、与该输出驱动及关断控制模块连接并分别控制四个LED工作的开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、及用于控制关断功能的开关管Q5，LED1、LED2、LED3的正极和负极分别与开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3的源极和漏极相连，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q5通过串联的方式连接起来，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3的栅极均与输出驱动及关断控制模块连接，开关管Q5与第一恒流模块连接以用于控制LED1、LED2、LED3的关断及设定恒流值；LED4的正极连接驱动电源，且LED4负极与开关管Q4的漏极连接，以形成串联连接方式，开关管Q4与第二恒流模块连接以用于设定LED4的恒流值。
[0010]进一步而言，上述技术方案中，还包括有串行解码模块、数据整形模块、PWM控制模块、内部振荡器OSC、基准电压源，该串行解码模块连接DIN端以接收DIN端传来的外部控制信号，将解码后的信号一部分传递给PWM控制模块，其余的通过数据整形模块输出到像素灯外部的DO端，并传递到下一个像素点，PWM控制模块将从串行解码模块处接收的数据转换成不同占空比的控制信号，并通过输出驱动及关断控制模块驱动开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5工作。
[0011]进一步而言，上述技术方案中，所述开关管Q5的源极连接第一恒流模块，开关管Q5的栅极与所述输出驱动及关断控制模块连接，开关管Q5的漏极与开关管Q3的漏极连接。
[0012]进一步而言，上述技术方案中，所述开关管Q5的漏极连接到开关管Q3漏极，开关管Q3的源极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的源极与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的源极与驱动电源连接，该驱动电源同时还与LED1的正极连接，且LED1、LED2、LED3彼此串联。
[0013]进一步而言，上述技术方案中，所述第二恒流模块与开关管Q4的源极连接，开关管Q4的漏极与LED4的负极连接，LED4的正极与驱动电源连接。
[0014]进一步而言，上述技术方案中，开关管Q1根据控制信号的占空比来控制LED1的导通时间，开关管Q1导通时，LED1处于关闭状态；开关管Q2根据控制信号的占空比来控制LED2的导通时间，开关管Q2导通时，LED2处于关闭状态；开关管Q3根据控制信号的占空比来控制LED3的导通时间，开关管Q3导通时，LED3处于关闭状态；通过开关管Q1、Q2、Q3与LED1、LED2、LED3的导通电流的交替进行调整发光芯片的亮度；开关管Q5关断时，LED1、LED2、LED3都不亮；开关管Q5导通时，整个回路电流按照恒流电路设定值恒定不变。
[0015]进一步而言，上述技术方案中，开关管Q4根据控制信号的占空比来控制LED4的导通时间，开关管Q4导通时，LED4处于开启状态；通过开关管Q4与LED4的导通电流的交替进行调整发光芯片的亮度；开关管Q4导通时，第二恒流模块用于设定整个回路电流。
[0016]进一步而言，上述技术方案中，所述输出驱动及关断控制模块、串行解码模块、数据整形模块、PWM控制模块、内部振荡器OSC、基准电压源、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q5、第一恒流模块、第二恒流模块集成驱动IC，该驱动IC与LED1、LED2、LED3、LED4组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路，其至少包括：输出驱动及关断控制模块(1)、与该输出驱动及关断控制模块(1)连接并分别控制四个LED工作的开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、及用于控制关断功能的开关管Q5，其特征在于，LED1、LED2、LED3的正极和负极分别与开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3的源极和漏极相连，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q5通过串联的方式连接起来，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3的栅极均与输出驱动及关断控制模块(1)连接，开关管Q5与第一恒流模块(2)连接以用于控制LED1、LED2、LED3的关断及设定恒流值；LED4的正极连接驱动电源(15)，且LED4负极与开关管Q4的漏极连接，以形成串联连接方式，开关管Q4与第二恒流模块(3)连接以用于设定LED4的恒流值。2.根据权利要求1所述的一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路，其特征在于：还包括有串行解码模块(4)、数据整形模块(5)、PWM控制模块(6)、内部振荡器OSC(7)、基准电压源(8)，该串行解码模块(4)连接DIN端(11)以接收DIN端(11)传来的外部控制信号，将解码后的信号一部分传递给PWM控制模块(6)，其余的通过数据整形模块(5)输出到像素灯外部的DO端(12)，并传递到下一个像素点，PWM控制模块(6)将从串行解码模块(4)处接收的数据转换成不同占空比的控制信号，并通过输出驱动及关断控制模块(1)驱动开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5工作。3.根据权利要求1所述的一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路，其特征在于：所述开关管Q5的源极连接第一恒流模块(2)，开关管Q5的栅极与所述输出驱动及关断控制模块(1)连接，开关管Q5的漏极与开关管Q3的漏极连接。4.根据权利要求1所述的一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路，其特征在于：所述开关管Q5的漏极连接到开关管Q3漏极，开关管Q3的源极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q2的源极与开关管Q1的漏极连接，开关管Q1的源极与驱动电源(15)连接，该驱动电源(15)同时还与LED1的正极连接，且LED1、LED2、LED3彼此串联。5.根据权利要求1所述的一种集成RGBW数字LED控制的驱动电路，其特征在于：所述第二恒流模块(3)与开关管Q4的源极连接，开关管Q4的漏极与LE...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹华平，
申请(专利权)人：东莞市华彩威科技有限公司，
类型：新型
国别省市：