本發(fā)明涉及LED照明燈具領(lǐng)域， 尤其涉及一種單路恒流驅(qū)動(dòng)控制多個(gè)LED像素點(diǎn)的電路調(diào)光控制邏輯。

背景技術(shù)：

目前市面上的LED照明燈具，大多數(shù)都是用恒流驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)LED和調(diào)節(jié)LED驅(qū)動(dòng)電流的，一般1路恒流驅(qū)動(dòng)只能驅(qū)動(dòng)1路LED燈串，多路LED燈串就需要多路恒流驅(qū)動(dòng)電路。這種恒流驅(qū)動(dòng)方案用在控制點(diǎn)陣LED像素時(shí)就得使用多路恒流驅(qū)動(dòng)電路，N個(gè)像素點(diǎn)就需要N個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)電路，就顯得比較占空間且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種單路恒流驅(qū)動(dòng)控制多個(gè)LED像素點(diǎn)的電路調(diào)光控制邏輯，降低LED點(diǎn)陣像素驅(qū)動(dòng)電路的成本及簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種單路恒流驅(qū)動(dòng)控制多個(gè)LED像素點(diǎn)的電路調(diào)光控制邏輯，包括由兩個(gè)以上LED燈珠相互串聯(lián)組成的LED燈串，還包括用于驅(qū)動(dòng)所述LED燈串的邏輯控制電路，所述邏輯控制電路包括兩個(gè)以上與LED燈珠一一對(duì)應(yīng)且與對(duì)應(yīng)LED燈珠并聯(lián)的電子開關(guān)和用于控制電子開關(guān)導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)器；所述電子開關(guān)為N溝道MOS管，所述N溝道MOS管的漏極與LED燈珠的陽極連接，N溝道MOS管的源極與LED燈珠的陰極連接，驅(qū)動(dòng)器通過PWM信號(hào)控制N溝道MOS管的柵極；該電路按照以下邏輯進(jìn)行調(diào)光控制：

（1）PWM脈沖時(shí)序異步；

（2）PWM脈沖時(shí)序邏輯存在固定相移；

（3）PWM時(shí)序邏輯相移間隔t=T/n；

在一個(gè)極小的時(shí)間段內(nèi)只充許一路PWM開關(guān)動(dòng)作。

多個(gè)LED燈珠串聯(lián)在一起，用一路恒流源來驅(qū)動(dòng)，每顆LED燈珠上再并聯(lián)一個(gè)電子開關(guān)，就可以做到每顆LED燈珠單獨(dú)點(diǎn)亮或者熄滅。只要電子開關(guān)的開關(guān)速度足夠快，就可以通過調(diào)節(jié)每個(gè)電子開關(guān)周期的占空比來調(diào)節(jié)流過每顆LED燈珠的平均電流，從而控制每個(gè)LED像素點(diǎn)的輸出功率，實(shí)現(xiàn)每顆LED燈珠的單獨(dú)亮滅及調(diào)光。

作為改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)器為半橋驅(qū)動(dòng)器。

作為改進(jìn)，N溝道MOS管的柵極與源極兩端的開啟電壓為Vgs，高側(cè)LED燈珠兩極對(duì)GND的電壓為Vdg；當(dāng)Vdg大于半橋驅(qū)動(dòng)器的供電電壓VDD時(shí)，半橋驅(qū)動(dòng)器將高側(cè)N溝道MOS管的Vgs電壓抬高。

作為改進(jìn)，當(dāng)LED燈串的全亮?xí)r，若LED燈珠的負(fù)極電壓加上其并聯(lián)N溝道MOS管的導(dǎo)通電壓大于VDD的電壓值，則并聯(lián)的N溝道MOS的柵極連接在半橋驅(qū)動(dòng)器的上橋端。

作為改進(jìn)，半橋驅(qū)動(dòng)器的上橋驅(qū)動(dòng)通過自舉電容C1和自舉二極管D1使半橋驅(qū)動(dòng)器的引腳HB的電壓值始終保持比引腳HS的電壓高出一個(gè)Vgs的電壓值，引腳HS分別與N溝道MOS管的源極和對(duì)應(yīng)的高側(cè)LED燈珠的陰極連接；若此時(shí)半橋驅(qū)動(dòng)器的引腳HI輸出高電平，半橋驅(qū)動(dòng)器與N溝道MOS管的柵極連接的引腳HO則輸出HB的電壓；半橋驅(qū)動(dòng)器的下橋輸出直接由VDD供電，若半橋驅(qū)動(dòng)器的引腳LI輸出高電平，半橋驅(qū)動(dòng)器與低側(cè)LED燈珠對(duì)應(yīng)的N溝道MOS管柵極連接的引腳LO則輸出VDD的電壓，保證VDD的電壓值必須大于N溝道MOS管的導(dǎo)通電壓。

作為改進(jìn)，當(dāng)引腳HI輸出高電平時(shí)，經(jīng)過半橋驅(qū)動(dòng)器的上橋的自舉升壓后把信號(hào)接入N溝道MOS，N溝道MOS管導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的燈珠L(zhǎng)ED燈珠不亮；當(dāng)引腳HI輸出低電平時(shí)，半橋驅(qū)動(dòng)器不動(dòng)作，N溝道MOS管不導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)的LED燈珠全亮；則通過調(diào)節(jié)引腳HI高電平的占空比來調(diào)節(jié)半橋驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)的占空比從而調(diào)節(jié)N溝道MOS每個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間來改變流過對(duì)應(yīng)LED燈珠的平均電流大小。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是：

多個(gè)LED燈珠串聯(lián)在一起，用一路恒流源來驅(qū)動(dòng)，每顆LED燈珠上再并聯(lián)一個(gè)電子開關(guān)，就可以做到每顆LED燈珠單獨(dú)點(diǎn)亮或者熄滅；只要電子開關(guān)的開關(guān)速度足夠快，就可以通過調(diào)節(jié)每個(gè)電子開關(guān)周期的占空比來調(diào)節(jié)流過每顆LED燈珠的平均電流，從而控制每個(gè)LED像素點(diǎn)的輸出功率，實(shí)現(xiàn)每顆LED燈珠的單獨(dú)亮滅及調(diào)光，即單路恒流驅(qū)動(dòng)控制多個(gè)LED像素點(diǎn)，降低LED點(diǎn)陣像素驅(qū)動(dòng)電路的成本及簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明邏輯電路圖。

圖2為本發(fā)明應(yīng)用電路圖。

圖3為異步固定相移PWM時(shí)序邏輯圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種單路恒流驅(qū)動(dòng)控制多個(gè)LED像素點(diǎn)的電路，包括由兩個(gè)以上LED燈珠相互串聯(lián)組成的LED燈串和用于驅(qū)動(dòng)所述LED燈串的邏輯控制電路。如圖2所示，本實(shí)施例的LED燈串由六個(gè)LED燈珠組成，分別是LED1-LED6，其中LED1-LED3為高側(cè)LED燈珠，LED4-LED6為低側(cè)LED燈珠；每個(gè)LED燈珠為一個(gè)像素點(diǎn)，也可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置像素點(diǎn)的數(shù)量。所述邏輯控制電路包括六個(gè)與LED燈珠一一對(duì)應(yīng)且與對(duì)應(yīng)LED燈珠并聯(lián)的電子開關(guān)和用于控制電子開關(guān)導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)器；本實(shí)施例中，電子開關(guān)選用N溝道MOS管Q1-Q6來代替，選用了三個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)器U1-U3來驅(qū)動(dòng)N溝道MOS導(dǎo)通，用PWM信號(hào)來控制半橋驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)。

要保證N溝道MOS管正常開關(guān)，就必須在N溝道MOS管的柵極G和源極S兩端加入開啟電壓Vgs，一般Vgs>5~10V。但LED芯片本身存在PN結(jié)電壓Vf，Vf=3~4V；隨著LED串聯(lián)數(shù)量的增加，高側(cè)LED燈珠兩極對(duì)GND電壓Vdg也相應(yīng)提高，當(dāng)Vdg大于半橋驅(qū)動(dòng)供電電壓VDD時(shí)，就無法保證N溝道MOS管柵源板電壓Vgs，高側(cè)的N溝道MOS管無法正常開啟，這就需要使用半橋驅(qū)動(dòng)電路將高側(cè)的N溝道MOS管的Vgs電壓抬高。

如圖2所示，半橋驅(qū)動(dòng)器U1的上橋驅(qū)動(dòng)可通過自舉電容C1和自舉二極管D1使引腳HB的電壓值始終保持比引腳HS的電壓（即N溝道MOS管Q1的S極電壓）高出一個(gè)Vgs的電壓值，若此時(shí)PWM6輸出高電平，引腳HO（N溝道MOS管Q1的G極）則輸出引腳HB的電壓。半橋驅(qū)動(dòng)器U1的下橋輸出直接由VDD供電，若PWM3輸出高電平，引腳LO（N溝道MOS管Q4的G極）則輸出VDD的電壓，所以VDD的電壓值必須大于N溝道MOS管的導(dǎo)通電壓。LED像素點(diǎn)全亮?xí)r，若LED燈珠的負(fù)極電壓加上其并聯(lián)N溝道MOS管的導(dǎo)通電壓大于VDD的電壓值，就必須把并聯(lián)的N溝道MOS管的G極連接在半橋驅(qū)動(dòng)器的上橋端。

如圖2所示，當(dāng)半橋驅(qū)動(dòng)器U1的PWM6輸出高電平時(shí)，經(jīng)過半橋驅(qū)動(dòng)器U1上橋的自舉升壓后把信號(hào)接入N溝道MOS管Q1，N溝道MOS管Q1導(dǎo)通，燈珠L(zhǎng)ED1不亮；當(dāng)PWM6輸出低電平時(shí)，半橋驅(qū)動(dòng)器U1不動(dòng)作，N溝道MOS管Q1不導(dǎo)通，燈珠L(zhǎng)ED1全亮。可通過調(diào)節(jié)PWM6高電平的占空比來調(diào)節(jié)半橋驅(qū)動(dòng)器U1輸出信號(hào)的占空比從而調(diào)節(jié)N溝道MOS管Q1每個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間來改變流過燈珠L(zhǎng)ED1的平均電流大小。其他五顆LED燈珠也是同理控制，從而實(shí)現(xiàn)了用一路恒流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)六顆LED且每顆LED可單獨(dú)調(diào)節(jié)其電流。

針對(duì)單路恒流驅(qū)動(dòng)控制多個(gè)LED像素點(diǎn)的電路的電氣特性，提供一種可行的調(diào)光控制邏輯方案：本發(fā)明的思路是在一個(gè)極小的時(shí)間段內(nèi)只充許一路PWM開關(guān)動(dòng)作，就保證了在極小開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的前提下，線路上只有一顆LED是導(dǎo)通的，并且保證每?jī)蓚€(gè)相鄰脈沖的時(shí)間間隔遠(yuǎn)大于開關(guān)脈沖的時(shí)間，這樣同一時(shí)間電路的輸出功率只提供給一顆LED，輸出電壓和電流都是穩(wěn)定的。電氣控制邏輯圖如圖3所示，每路PWM工作周期為T，每路PWM之間間隔時(shí)間為t=T/n，時(shí)間間隔平均分配。

異步固定相移的PWM時(shí)序邏輯有4個(gè)基本特征：

1、PWM脈沖時(shí)序異步。保證了極小導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，電路可以提供足夠的功率來維持一顆LED電流。

2、PWM脈沖時(shí)序邏輯存在固定相移。拉大并保證窄脈沖之間的距離，使電路有足夠的時(shí)間來響應(yīng)下一次脈沖。平均分配給每顆LED的響應(yīng)時(shí)間相同。

3、PWM時(shí)序邏輯相移間隔t=T/n。保證了每個(gè)開關(guān)的特性一致，使每一顆LED都分配到相等的輸出功率。

4、在一個(gè)極小的時(shí)間段內(nèi)只充許一路PWM開關(guān)動(dòng)作。

當(dāng)PWM脈沖寬度W遠(yuǎn)大于電路的工作周期2us時(shí)，電路已經(jīng)有足夠的響應(yīng)時(shí)間（很多個(gè)周期）來提供電路所需要的輸出功率，開關(guān)脈沖形成的干擾恒流電路有足夠的時(shí)間來做調(diào)整。