專利名稱：智能數(shù)控led恒流驅(qū)動電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種LED驅(qū)動電源，尤其涉及一種智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源。
背景技術(shù)：
LED驅(qū)動電源按驅(qū)動方式可分為恒流式和恒壓式。恒流驅(qū)動電源輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化，負(fù)載阻值小，輸出電壓就低，負(fù)載阻值越大，輸出電壓也就越高。恒流驅(qū)動電源是驅(qū)動LED較為理想的一種電源，不因LED溫度上升而引起電流增加，防止PN結(jié)惡性升溫，延長LED燈的使用壽命。LED恒流驅(qū)動電源有電阻、電容降壓方式驅(qū)動電源、RCC降壓方式開關(guān)電源及PWM控制方式開關(guān)電源等。電阻、電容降壓方式驅(qū)動電源和RCC降壓方式開關(guān)電源不能從根本上解決LED PN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，即PN結(jié)半導(dǎo)體器件正向?qū)ê?，結(jié)電壓隨環(huán)境溫度上升而下降，稱PN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，而且也不能廣泛應(yīng)用于低電壓應(yīng)用場合。PWM控制方式開關(guān)電源主要由四部分組成，包括輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分和開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分，其雖然具有輸出電壓或者電流穩(wěn)定、效率高等優(yōu)點，但是不能實現(xiàn)恒流源電流步進可調(diào)，使用不夠靈活，也不適合低電壓應(yīng)用，在電源智能控制方面還存在欠缺。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要解決原有LED恒流驅(qū)動電源不能從根本上解決LED PN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，不能實現(xiàn)恒流源電流步進可調(diào)，使用不夠靈活，也不適合低電壓應(yīng)用，在電源智能控制方面還存在欠缺的技術(shù)問題；提供一種智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其很好地解決了LED PN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，可用于各類低電壓LED驅(qū)動場合，具有LED驅(qū)動電壓低、驅(qū)動電流可控、電流精度高、可移植性等優(yōu)點。本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的本實用新型包括微處理單元、輸出電流設(shè)置單元、恒流控制單元、按鍵單元和顯示單元，輸出電流設(shè)置單元、按鍵單元和顯示單元分別與微處理單元相連，輸出電流設(shè)置單元又和所述的恒流控制單元相連，恒流控制單元再和LED單元相連。通過按鍵單元進行電流等工作狀態(tài)的設(shè)定，相關(guān)參數(shù)由顯示單元顯示，微處理單元根據(jù)按鍵單元的設(shè)定，經(jīng)過分析和處理，發(fā)出控制信號給輸出電流設(shè)置單元，將輸出電流控制到設(shè)定狀態(tài)，輸出電流設(shè)置單元輸出信號給恒流控制單元，由恒流控制單元發(fā)出信號驅(qū)動LED單元點亮。LED驅(qū)動電流可控可調(diào)，電流精度高，很好地解決了 LED PN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，可用于各類低電壓LED驅(qū)動場合，如醫(yī)療器械產(chǎn)品、TFT背光控制和LED照明等。作為優(yōu)選，所述的微處理單元采用單片機U4及其外圍電路，所述的輸出電流設(shè)置單元包括若干片模擬開關(guān)芯片，所述的恒流控制單元包括恒流驅(qū)動芯片U3，若干片模擬開關(guān)芯片的輸入端分別和單片機U4的輸出端相連，若干片模擬開關(guān)芯片的輸出端均和恒流驅(qū)動芯片U3的輸入端相連，恒流驅(qū)動芯片U3的輸出端和所述的LED單元相連。由微處理單元輸出信號控制模擬開關(guān)芯片的開關(guān)通道選擇，再控制可調(diào)恒流驅(qū)動芯片，實現(xiàn)輸出電流步進可調(diào)和檔位調(diào)節(jié)。改變模擬開關(guān)芯片的數(shù)量，即可改變輸出電流的可調(diào)步進量。作為優(yōu)選，所述的單片機U4采用STC89LE51RC單片機，所述的輸出電流設(shè)置單元包括模擬開關(guān)芯片Ul和模擬開關(guān)芯片U2，模擬開關(guān)芯片Ul和模擬開關(guān)芯片U2均采用ADG811模擬開關(guān)芯片，所述的恒流驅(qū)動芯片U3采用AP8836恒流驅(qū)動芯片；單片機U4的I腳、2腳、3腳、4腳分別和模擬開關(guān)芯片Ul的I腳、16腳、9腳、8腳相連，單片機U4的5腳、6腳、7腳、8腳分別和模擬開關(guān)芯片U2的I腳、16腳、9腳、8腳相連，模擬開關(guān)芯片Ul的2腳、15腳、10腳和7腳均接地，模擬開關(guān)芯片U2的2腳經(jīng)電阻Rl接地，模擬開關(guān)芯片U2的15腳經(jīng)電阻R2接地，模擬開關(guān)芯片U2的10腳經(jīng)電阻R3接地，模擬開關(guān)芯片U2的7腳經(jīng)電阻R4接地，模擬開關(guān)芯片Ul的3腳、14腳、11腳和6腳及模擬開關(guān)芯片U2的3腳、14腳、11腳和6腳均和恒流驅(qū)動芯片U3的I腳相連，恒流驅(qū)動芯片U3的5腳和所述的LED單元相連。采用兩片ADG811模擬開關(guān)芯片，即可實現(xiàn)輸出電流范圍10mA-400mA可調(diào)，以IOmA步進，輸出電流精度可以做到±1%。由于該模擬開關(guān)的單通道允許持續(xù)電流可以做到300mA，所以在IOmA 400mA可調(diào)范圍內(nèi)，對外接輸出電流設(shè)定電阻的功率無特殊要求，只需要選擇外接電阻的精度即可。兩個ADG811模擬開關(guān)芯片即可實現(xiàn)IOmA 400mA可調(diào)范圍，電路可移植性強，適當(dāng)增加ADG811模擬開關(guān)芯片的數(shù)量，即可將輸出電流做到I IOmA步進。采用AP8836恒流驅(qū)動芯片，實現(xiàn)輸出電流IOmA 400mA以10mA/100mA連續(xù)可調(diào)。作為優(yōu)選，所述的按鍵單元包括按鍵SW2和電阻R22的串聯(lián)電路、按鍵SW3和電阻R23的串聯(lián)電路、按鍵SW4和電阻R24的串聯(lián)電路及按鍵SW5和電阻R25的串聯(lián)電路，四個串聯(lián)電路相并聯(lián)構(gòu)成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的一端接電壓VCC，該并聯(lián)電路的另一端接地，按鍵SW2和電阻R22的連接點與所述的單片機U4的24腳相連，按鍵SW3和電阻R23的連接點與所述的單片機U4的23腳相連，按鍵SW4和電阻R24的連接點與所述的單片機U4的22腳相連，按鍵SW5和電阻R25的連接點與所述的單片機U4的21腳相連。通過按鍵單元實現(xiàn)開關(guān)機、步進調(diào)節(jié)和檔位調(diào)節(jié)(IOmA步進還是IOOmA步進)，使用方便。作為優(yōu)選，所述的顯示單元包括數(shù)碼管芯片U5，數(shù)碼管芯片U5采用LED-SEG8-A數(shù)碼管芯片，所述的單片機U4的32 39腳分別和數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳相連，數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳分別經(jīng)電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14接電壓VCC，數(shù)碼管芯片U5的12腳和三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R18和單片機U4的28腳相連，數(shù)碼管芯片U5的9腳和三極管Q3的集電極相連，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R17和單片機U4的27腳相連，數(shù)碼管芯片U5的8腳和三極管Q2的集電極相連，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R16和單片機U4的26腳相連，數(shù)碼管芯片U5的6腳和三極管Q5的集電極相連，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R15和單片機U4的25腳相連，三極管Q4、三極管Q3、三極管Q2和三極管Q5的發(fā)射極均和電壓VCC相連。采用數(shù)碼管顯示，結(jié)構(gòu)簡單，顯示清楚，成本較低。作為優(yōu)選，所述的單片機U4的14腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D33和電阻R19的串聯(lián)電路，單片機U4的15腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D32和電阻R20的串聯(lián)電路，單片機U4的16腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D31和電阻R21的串聯(lián)電路。發(fā)光二極管D31，可采用綠燈，點亮表示系統(tǒng)工作正常，如系統(tǒng)上電后顯示綠燈、步進操作未超限。發(fā)光二極管D32，可采用紅燈，點亮表示系統(tǒng)設(shè)置電流高于400mA，此時系統(tǒng)提供不了400mA電流，紅燈亮報警指示。發(fā)光二極管D33，可采用黃燈，點亮表示系統(tǒng)設(shè)置電流低于10mA，此時系統(tǒng)提供不了 IOmA電流，黃燈亮報警指示。作為優(yōu)選，所述的LED單元包括若干個LED燈珠的并聯(lián)電路，LED燈珠的負(fù)極和所述的恒流驅(qū)動芯片U3的輸出端相連，LED燈珠的正極和電壓VCC相連。本實用新型的有益效果是很好地解決了 LED PN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，輸出電流步進可調(diào)，具有LED驅(qū)動電壓低、驅(qū)動電流可調(diào)可控、電流精度高、可移植性等優(yōu)點，可用于各類低電壓LED驅(qū)動場合。

圖1是本實用新型的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型的一種電路原理圖。圖中1.微處理單元，2.輸出電流設(shè)置單元，3.恒流控制單元，4.按鍵單元，5.顯示單元，6. LED單元。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例本實施例的智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源,如圖1所示,包括微處理單元1、輸出電流設(shè)置單元2、恒流控制單元3、按鍵單元4和顯示單元5，輸出電流設(shè)置單元2、按鍵單元4和顯示單元5分別與微處理單元I相連，輸出電流設(shè)置單元2又和恒流控制單元3相連，恒流控制單元3再和LED單元6相連。本實施例中，如圖2所示，微處理單元I采用單片機U4及其外圍電路，單片機U4采用STC89LE51RC單片機；輸出電流設(shè)置單元2包括模擬開關(guān)芯片Ul和模擬開關(guān)芯片U2，模擬開關(guān)芯片Ul和模擬開關(guān)芯片U2均采用ADG811模擬開關(guān)芯片；恒流控制單元3包括恒流驅(qū)動芯片U3，恒流驅(qū)動芯片U3采用AP8836恒流驅(qū)動芯片；LED單元6包括多個LED燈珠的并聯(lián)電路。單片機U4的I腳、2腳、3腳、4腳分別和模擬開關(guān)芯片Ul的I腳、16腳、9腳、8腳相連，單片機U4的5腳、6腳、7腳、8腳分別和模擬開關(guān)芯片U2的I腳、16腳、9腳、8腳相連，模擬開關(guān)芯片Ul的2腳、15腳、10腳和7腳均接地，模擬開關(guān)芯片U2的2腳經(jīng)電阻Rl接地，模擬開關(guān)芯片U2的15腳經(jīng)電阻R2接地，模擬開關(guān)芯片U2的10腳經(jīng)電阻R3接地，模擬開關(guān)芯片U2的7腳經(jīng)電阻R4接地，模擬開關(guān)芯片Ul的3腳、14腳、11腳和6腳及模擬開關(guān)芯片U2的3腳、14腳、11腳和6腳均和恒流驅(qū)動芯片U3的I腳相連，恒流驅(qū)動芯片U3的5腳和LED燈珠的負(fù)極相連，LED燈珠的正極和電壓VCC相連。如圖2所示，按鍵單元4包括按鍵SW2和電阻R22的串聯(lián)電路、按鍵SW3和電阻R23的串聯(lián)電路、按鍵SW4和電阻R24的串聯(lián)電路及按鍵SW5和電阻R25的串聯(lián)電路，四個串聯(lián)電路相并聯(lián)構(gòu)成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的一端接電壓VCC，該并聯(lián)電路的另一端接地，按鍵SW2和電阻R22的連接點與單片機U4的24腳相連，按鍵SW3和電阻R23的連接點與單片機U4的23腳相連，按鍵SW4和電阻R24的連接點與單片機U4的22腳相連，按鍵SW5和電阻R25的連接點與單片機U4的21腳相連。顯示單元5包括數(shù)碼管芯片U5，數(shù)碼管芯片U5采用LED-SEG8-A數(shù)碼管芯片，單片機U4的32 39腳分別和數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳相連，數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳分別經(jīng)電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14接電壓VCC，數(shù)碼管芯片U5的12腳和三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R18和單片機U4的28腳相連，數(shù)碼管芯片U5的9腳和三極管Q3的集電極相連，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R17和單片機U4的27腳相連，數(shù)碼管芯片U5的8腳和三極管Q2的集電極相連，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R16和單片機U4的26腳相連，數(shù)碼管芯片U5的6腳和三極管Q5的集電極相連，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R15和單片機U4的25腳相連，三極管Q4、三極管Q3、三極管Q2和三極管Q5的發(fā)射極均和電壓VCC相連。單片機U4的14腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D33和電阻R19的串聯(lián)電路，單片機U4的15腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D32和電阻R20的串聯(lián)電路，單片機U4的16腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D31和電阻R21的串聯(lián)電路。通過按鍵單元進行工作狀態(tài)及功能設(shè)定，如開關(guān)機、步進調(diào)節(jié)和檔位調(diào)節(jié)(IOmA步進還是IOOmA步進)，采用STC89LE51 RC單片機，實現(xiàn)高性能ADG811模擬開關(guān)芯片的 通道切換和電流設(shè)定，輸出電流由數(shù)碼管芯片顯示，采用高性能的四通道ADG811模擬開關(guān)芯片，充分利用ADG811模擬開關(guān)芯片的
式Bi =0·^并且誤差不超過±1%的特性，故輸出電流精度可以做到±1%。由于該模擬開
關(guān)的單通道允許持續(xù)電流可以做到300mA，兩個ADG811模擬開關(guān)芯片即可實現(xiàn)輸出電流10mA-400mA可調(diào)。系統(tǒng)內(nèi)部自帶軟啟動、過熱保護、低壓保護等功能，方便移植到低電壓應(yīng)用場合，如醫(yī)療器械產(chǎn)品、TFT背光控制、LED照明等。本實用新型有效解決LED的PN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，降低功耗，LED驅(qū)動電壓低，驅(qū)動電流可控可調(diào)，輸出電流可數(shù)字設(shè)定和實時顯示，輸出電流精度高。以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳方案，并非對本實用新型做任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。 本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容，屬于本專業(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其特征在于包括微處理單元(I )、輸出電流設(shè)置單元(2)、恒流控制單元(3)、按鍵單元(4)和顯示單元(5)，輸出電流設(shè)置單元(2)、按鍵單元(4)和顯示單元(5)分別與微處理單元(I)相連，輸出電流設(shè)置單元(2)又和所述的恒流控制單元(3)相連，恒流控制單元(3)再和LED單元(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其特征在于所述的微處理單元(I)采用單片機U4及其外圍電路，所述的輸出電流設(shè)置單元(2)包括若干片模擬開關(guān)芯片，所述的恒流控制單元(3)包括恒流驅(qū)動芯片U3，若干片模擬開關(guān)芯片的輸入端分別和單片機U4的輸出端相連，若干片模擬開關(guān)芯片的輸出端均和恒流驅(qū)動芯片U3的輸入端相連，恒流驅(qū)動芯片U3的輸出端和所述的LED單元(6)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其特征在于所述的單片機U4采用STC89LE51RC單片機，所述的輸出電流設(shè)置單元(2)包括模擬開關(guān)芯片Ul和模擬開關(guān)芯片U2，模擬開關(guān)芯片Ul和模擬開關(guān)芯片U2均采用ADG811模擬開關(guān)芯片，所述的恒流驅(qū)動芯片U3采用AP8836恒流驅(qū)動芯片；單片機U4的I腳、2腳、3腳、4腳分別和模擬開關(guān)芯片Ul的I腳、16腳、9腳、8腳相連，單片機U4的5腳、6腳、7腳、8腳分別和模擬開關(guān)芯片U2的I腳、16腳、9腳、8腳相連，模擬開關(guān)芯片Ul的2腳、15腳、10腳和7腳均接地，模擬開關(guān)芯片U2的2腳經(jīng)電阻Rl接地，模擬開關(guān)芯片U2的15腳經(jīng)電阻R2接地，模擬開關(guān)芯片U2的10腳經(jīng)電阻R3接地，模擬開關(guān)芯片U2的7腳經(jīng)電阻R4接地，模擬開關(guān)芯片Ul的3腳、14腳、11腳和6腳及模擬開關(guān)芯片U2的3腳、14腳、11腳和6腳均和恒流驅(qū)動芯片U3的I腳相連，恒流驅(qū)動芯片U3的5腳和所述的LED單元(6)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其特征在于所述的按鍵單元(4)包括按鍵SW2和電阻R22的串聯(lián)電路、按鍵SW3和電阻R23的串聯(lián)電路、按鍵SW4和電阻R24的串聯(lián)電路及按鍵SW5和電阻R25的串聯(lián)電路，四個串聯(lián)電路相并聯(lián)構(gòu)成并聯(lián)電路，該并聯(lián)電路的一端接電壓VCC，該并聯(lián)電路的另一端接地，按鍵SW2和電阻R22的連接點與所述的單片機U4的24腳相連，按鍵SW3和電阻R23的連接點與所述的單片機U4的23腳相連，按鍵SW4和電阻R24的連接點與所述的單片機U4的22腳相連，按鍵SW5和電阻R25的連接點與所述的單片機U4的21腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其特征在于所述的顯示單元(5)包括數(shù)碼管芯片U5，數(shù)碼管芯片U5采用LED-SEG8-A數(shù)碼管芯片，所述的單片機U4的32 39腳分別和數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳相連，數(shù)碼管芯片U5的3腳、5腳、10腳、I腳、2腳、4腳、7腳、11腳分別經(jīng)電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻町1、電阻1 12、電阻1 13、電阻1 14接電壓VCC，數(shù)碼管芯片U5的12腳和三極管Q4的集電極相連，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R18和單片機U4的28腳相連，數(shù)碼管芯片U5的9腳和三極管Q3的集電極相連，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R17和單片機U4的27腳相連，數(shù)碼管芯片U5的8腳和三極管Q2的集電極相連，三極管Q2的基極經(jīng)電阻R16和單片機U4的26腳相連，數(shù)碼管芯片U5的6腳和三極管Q5的集電極相連，三極管Q5的基極經(jīng)電阻R15和單片機U4的25腳相連，三極管Q4、三極管Q3、三極管Q2和三極管Q5的發(fā)射極均和電壓VCC相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其特征在于所述的單片機U4的14腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D33和電阻R19的串聯(lián)電路，單片機U4的15腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D32和電阻R20的串聯(lián)電路，單片機U4的16腳和電壓VCC間連接有發(fā)光二極管D31和電阻R21的串聯(lián)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，其特征在于所述的LED單元(6)包括若干個LED燈珠的并聯(lián)電路，LED燈珠的負(fù)極和所述的恒流驅(qū)動芯片U3的輸出端相連，LED燈珠的正極和電壓VCC相連。
專利摘要本實用新型涉及一種智能數(shù)控LED恒流驅(qū)動電源，包括微處理單元、輸出電流設(shè)置單元、恒流控制單元、按鍵單元和顯示單元，輸出電流設(shè)置單元、按鍵單元和顯示單元分別與微處理單元相連。微處理單元采用單片機U4及其外圍電路，輸出電流設(shè)置單元包括若干片模擬開關(guān)芯片，恒流控制單元包括恒流驅(qū)動芯片U3，若干片模擬開關(guān)芯片的輸入端分別和單片機U4的輸出端相連，若干片模擬開關(guān)芯片的輸出端均和恒流驅(qū)動芯片U3的輸入端相連，恒流驅(qū)動芯片U3的輸出端和LED單元相連。本實用新型很好地解決了LEDPN結(jié)的負(fù)溫度效應(yīng)，輸出電流步進可調(diào)，具有LED驅(qū)動電壓低、驅(qū)動電流可調(diào)可控及電流精度高等優(yōu)點，可用于各類低電壓LED驅(qū)動場合。
文檔編號H05B37/02GK202907311SQ20122062653
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者馬迎, 葉鋒, 包光平, 王樹增, 魏佳萍 申請人:臺州學(xué)院, 楊本全, 陳愛華