專利名稱：一種汽車led信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種恒流驅(qū)動(dòng)電路，具體涉及一種汽車LED信號(hào)燈線性恒 流驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
在20世紀(jì)80年代中期，LED開始被用于汽車中央高位剎車燈(CHMSL)，進(jìn) 入90年代，汽車儀表LCD面板背光照明普遍采用LED這種固態(tài)新光源，進(jìn)入新 世紀(jì)后，隨LED功率和亮度的提升，除了汽車前照燈外，LED全面進(jìn)入了汽車照 明和信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
汽車LED燈與鹵素車燈最大的區(qū)別就是汽車LED燈是不能直接供電的，因 此，要用LED做照明光源就要解決電源驅(qū)動(dòng)的問題。
目前汽車LED信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路大致可分為1、電阻降壓式，2、穩(wěn)壓式，3、 DC-DC轉(zhuǎn)換式。
電阻降壓式是一種低成本，簡(jiǎn)單易行的驅(qū)動(dòng)方式。LED是電流控制器件，其 電壓降相對(duì)較低，最簡(jiǎn)單的方法是使用電阻限制LED的電流，但此驅(qū)動(dòng)方式不 具備任何保護(hù)。因?yàn)槠囯姵氐膶?shí)際電壓是從6V至18V或12V至36V，隨著輸 入電壓的升高，LED的正向電流也將線性增長(zhǎng)，降壓電阻的功率通常會(huì)選擇比額 定功率大10倍以上，否則就會(huì)有燒毀的可能，同樣，LED也面臨著過流和燒壞 的危險(xiǎn)。目前汽車行業(yè)規(guī)定的常規(guī)的電性能試驗(yàn)項(xiàng)目，17VDC點(diǎn)燈一小時(shí)和26V 點(diǎn)燈一分鐘，電阻降壓式驅(qū)動(dòng)電路即使能工作，對(duì)LED也是致命的損傷。
穩(wěn)壓式是用穩(wěn)壓電路驅(qū)動(dòng)LED，當(dāng)穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)電路中各項(xiàng)參數(shù)確定后，輸 出電壓是恒定的，而輸出電流卻隨著負(fù)載的增減而變化，故穩(wěn)壓電路不怕負(fù)載 開路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。另外，以穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)電路的LED，由于每個(gè)LED的 正向?qū)▔航挡煌耆嗤看枰由虾线m的電阻方可使LED顯示亮度均勻， 并且，LED的亮度會(huì)受到穩(wěn)壓式電路降壓的影響，在低輸入電壓階段LED亮度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)低于同等條件下電阻降壓式驅(qū)動(dòng)方式。DC-DC轉(zhuǎn)換式是目前較為理想的驅(qū)動(dòng)電路，具有輸出電流恒定，工作效率高 的特點(diǎn)。由于輸出電壓卻隨著負(fù)載大小的不同在一定范圍內(nèi)變化的特點(diǎn)，故恒 流電路不怕負(fù)載短路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路。但相對(duì)而言，DC-DC轉(zhuǎn)換式價(jià)格較 高，需要專用的控制芯片和電感電容等外圍結(jié)構(gòu)，并存在高頻振蕩信號(hào)，從電 磁兼容的觀點(diǎn)來(lái)看，DC-DC轉(zhuǎn)換式易于產(chǎn)生電噪聲。
考慮到在小電流的LED驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域，通過合理安排LED串的連接，消耗 在降壓電阻上的功耗本身就很小，如選用DC-DC轉(zhuǎn)換式驅(qū)動(dòng)電路并不能發(fā)揮其 高效率的優(yōu)勢(shì)，反而在成本上增加很多，也存在電噪聲超標(biāo)的可能。由此孕育 出一種低成本的線性恒流控制電路。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種性能好，成本低的小 電流汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路。
本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問題
一種汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括穩(wěn)壓電路、 執(zhí)行電路、保護(hù)電路，其特征在于
所述的穩(wěn)壓電路的輸入端通過一個(gè)二極管與電源的正極相連，穩(wěn)壓電路的 接地端直接與整個(gè)電路的地連接，穩(wěn)壓電路的輸出端分別與保護(hù)電路中輸出端 和執(zhí)行電路的控制端連接；
所述的執(zhí)行電路包括調(diào)整元件和第三電阻R3，執(zhí)行電路的調(diào)整元件的輸入 端與保護(hù)電路的第一電阻R1的一端相連后作為整個(gè)線形恒流控制電路的輸出端 與汽車信號(hào)燈LED串相連，電源的另一個(gè)輸出端則由穩(wěn)壓電路的輸入端處引出， 在執(zhí)行電路的調(diào)整元件的輸出端通過第三電阻R3與電源地相連，在電源地和第 三電阻R3之間，電源地也與整個(gè)電路的地連接在一起；
所述的保護(hù)電路由開關(guān)元件和保護(hù)電路電阻組成，其中保護(hù)電路的開關(guān)元 件的控制端即保護(hù)電路的控制端通過第二電阻R2接整個(gè)電路的地，開關(guān)元件的 輸入端即保護(hù)電路的輸入端則直接和整個(gè)電路的地相連，另外所述的保護(hù)電路 電阻包括第一電阻Rl和第二電阻R2，第一電阻Rl的一端連接在控制端與電阻 第二電阻R2之間，第一電阻Rl的另一端連接在執(zhí)行電路的輸入端。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路保護(hù)電路運(yùn)用于小電流汽車LED信號(hào)燈的驅(qū)動(dòng)控制。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路保護(hù)電路在輸入電壓低于穩(wěn)壓電路設(shè)定穩(wěn)壓值時(shí),
LED的正向工作電流變化與電阻降壓式驅(qū)動(dòng)變化基本相同，不會(huì)發(fā)生LED的亮度 在啟動(dòng)初期受到所述恒流控制電路的影響。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路在輸入電壓超過穩(wěn)壓電路設(shè)定穩(wěn)壓值時(shí)，LED輸出 電流恒定在設(shè)定電流值，LED的亮度也恒定。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路電流恒定后，整個(gè)電路的整體功耗小于或同等工 作情況下電阻降壓式驅(qū)動(dòng)的功耗。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)LED輸出電流恒定在一個(gè)預(yù)先設(shè)定電流值后， 在降壓范圍內(nèi)，輸出電壓隨LED的變化而變化，即使每個(gè)LED的正向?qū)▔航?不完全相同，也能保證流過LED的電流恒定。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路通過調(diào)整電路參數(shù)，設(shè)定恒定電流值，適配不同 亮度要求的LED電路，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路具有通用性。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源信號(hào)為直流電源，或PWM信號(hào)的電源。
其中，所述恒流驅(qū)動(dòng)電路具有耐抗LED負(fù)載斷路或完全短路功能，不會(huì)因 此損壞電路，具有高可靠性。
本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型提供的汽車LED信號(hào)燈線性恒 流驅(qū)動(dòng)電路，在LED信號(hào)燈工作電流低于設(shè)定電流值階段，LED的正向工作電流 變化跟隨輸入供電電壓線性變化；當(dāng)汽車LED信號(hào)燈的工作電流達(dá)到設(shè)定的LED 正向工作電流后，為避免LED正向電流繼續(xù)增長(zhǎng)和LED亮度變化，通過恒流的 方式將工作電流恒定在設(shè)定值，從而避免因大電流引起LED光衰，壽命縮短甚 至燒壞LED，當(dāng)LED負(fù)載電流大于設(shè)定值后，線性恒流控制電路工作，LED電流 不再跟隨供電電壓的增加而線性增加，負(fù)載輸出電流恒定，維持在LED的設(shè)定 電流值，防止大電流對(duì)LED造成損壞。


圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖2為本實(shí)用新型的電路具體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。圖1為本實(shí)用新型的電路原
理圖，圖中執(zhí)行電路2由調(diào)整元件21和電阻R3組成，保護(hù)電路3由開關(guān)元件 31和電阻R1、 R2組成，穩(wěn)壓電路l由相應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)，首先介紹一下執(zhí)行電路2、 保護(hù)電路3和穩(wěn)壓電路1的工作特點(diǎn)。
執(zhí)行電路2中a端為其輸入端，b端為其控制端，c端為調(diào)整元件21與降 壓電阻R3的連接端。執(zhí)行電路2的特點(diǎn)為，在b端電壓Vb小于調(diào)整元件21的 啟動(dòng)電壓值時(shí)，a端和c端斷開，'當(dāng)Vb大于調(diào)整元件21的啟動(dòng)電壓值后，a端 c端導(dǎo)通，a端c端完全導(dǎo)后，導(dǎo)通電阻Rac —般很小，相對(duì)降壓電阻R3的阻 值，可忽略不計(jì)，在調(diào)整元件21允許工作范圍內(nèi)，c端電壓Vc = AVb， A為常 數(shù)，由調(diào)整元件21決定。
穩(wěn)壓電路1中h端為該電路的正電源輸入端，j端為該穩(wěn)壓電路的接地端， k端為該穩(wěn)壓電路的輸出端。穩(wěn)壓電路1的特點(diǎn)為，在設(shè)定穩(wěn)壓電路1的穩(wěn)壓值 后，當(dāng)h端電壓Vh小于設(shè)定穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓電路l將Vh直接輸出到k端；當(dāng) Vh大于設(shè)定穩(wěn)壓值時(shí)，穩(wěn)壓電路l將設(shè)定穩(wěn)壓值輸出到k端。
保護(hù)電路3中f端為該保護(hù)電路3的控制端，e端為該保護(hù)電路3的輸入端， d端為該保護(hù)電路3的輸出端。保護(hù)電路3的特點(diǎn)為，當(dāng)經(jīng)過電阻R1、 R2分壓， 加在f端的電壓Vf低于規(guī)定電壓值時(shí)，d端和e端斷開，當(dāng)Vf達(dá)到或超過規(guī)定 電壓值后，d端和e端導(dǎo)通。
下面將詳細(xì)敘述線性恒流控制電路的工作原理。
一般情況，調(diào)整元件21的啟動(dòng)電壓值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于LED串正向?qū)妷褐岛头€(wěn) 壓電路l穩(wěn)壓時(shí)的電壓值。
當(dāng)輸入電源電壓低于調(diào)整元件21的啟動(dòng)電壓值時(shí)，調(diào)整元件未啟動(dòng)，a端 c端斷開，沒有負(fù)載電流輸出，此時(shí)LED串也沒有導(dǎo)通，此時(shí)的工作方式與電阻 降壓式驅(qū)動(dòng)的情況一致。
在輸入電源電壓大于調(diào)整元件21的啟動(dòng)電壓值，小于穩(wěn)壓電路1設(shè)定的穩(wěn) 壓值時(shí)，執(zhí)行電路2的控制信號(hào)Vb就直接為穩(wěn)壓電路1的輸入電壓Vh，由于在 調(diào)整元件21的啟動(dòng)時(shí)，LED串還沒有完全正向?qū)?，而a端c端的導(dǎo)通電阻 Rac很小，LED負(fù)載的電流就主要由降壓電阻R3的值決定，這樣負(fù)載電流隨電 源電壓成正比變化，此時(shí)的工作方式近似為電阻降壓式驅(qū)動(dòng)的情況。
6在輸入電源電壓大于穩(wěn)壓電路1設(shè)定的穩(wěn)壓值，穩(wěn)壓電路1開始輸出設(shè)定
穩(wěn)壓值，Vb電壓值為穩(wěn)壓電路1輸出的恒定穩(wěn)壓值，設(shè)圖1中a、 b、 c三點(diǎn)的 電壓分別為Va、 Vb、 Vc。
由圖1可見，負(fù)載LED與調(diào)整元件ac端，電阻R3串聯(lián)，故推導(dǎo)出LED負(fù)
載電流LeD的計(jì)算公式
Iled = Vc/ R3................................公式1
根據(jù)執(zhí)行電路特點(diǎn)，Vc = AVb， A為常數(shù)，由選定調(diào)整元件決定的特點(diǎn)。 由公式l可導(dǎo)出
Iled = Vc/ R3 = AVb/ R3.............公式2
由公式2可見負(fù)載電流Iw與輸入電壓和LED負(fù)載都沒有關(guān)系。公式中的電 參數(shù)值R3 、 Vb恒定時(shí)，Iled即恒定。
在調(diào)整元件21選定后，常數(shù)A就確定了， R3、 Iled的信可以根據(jù)LED的亮 度要求用電阻降壓式驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行調(diào)整，在這些參數(shù)都選定后，根據(jù)公式2，穩(wěn) 壓電路l的穩(wěn)壓值Vb也就確定了。
由于Ilhd恒定，即使每個(gè)LED的正向?qū)▔航挡煌耆嗤?，電路的輸出電?會(huì)根據(jù)負(fù)載實(shí)際情況做調(diào)整，即調(diào)整元件21的分壓值會(huì)改變，以保證流過每個(gè) LED的電流恒定。
功率消耗是不能忽視的問題b由于在高電壓階段，電流恒定在設(shè)定值，根 據(jù)功率等于電流與電壓的乘積的方法推算，消耗在調(diào)整元件21和分流電阻R3
上的功率是小于電流隨電壓線性增長(zhǎng)的電阻降壓式驅(qū)動(dòng)方式的，特別是分流電 阻R3的功率選取只要考慮常規(guī)的功耗即可，因此在成本控制和節(jié)能方面，線性 恒流驅(qū)動(dòng)具有一定優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)負(fù)載輸出端短路時(shí)，保護(hù)電路3開始動(dòng)作。電阻R1、 R2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加到執(zhí) 行電路2和R3上的電壓降，由于LED負(fù)載短路不再分壓，因而加到調(diào)整元件21 和R3上的電壓降猛增，超出預(yù)期設(shè)定值后，啟動(dòng)保護(hù)電路3動(dòng)作，將d端和e 端導(dǎo)通，這樣執(zhí)行電路2控制信號(hào)Vb被拉低，執(zhí)行電路2的a、 c端斷開，切 斷輸出負(fù)載電流。只有在故障解除，保護(hù)電路3在監(jiān)測(cè)到加在調(diào)整元件21和R3 上的電壓降回到正常范圍后，恢復(fù)以前正常工作。故不會(huì)發(fā)生降壓式驅(qū)動(dòng)中負(fù) 載短路故障時(shí)，出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路過流而燒毀電路器件的現(xiàn)象。
當(dāng)負(fù)載輸出端斷路時(shí)，負(fù)載輸出通路斷開，由于是線性恒流，電路中沒有大電流通過，故不會(huì)發(fā)生DC-DC轉(zhuǎn)換式驅(qū)動(dòng)電路中負(fù)載斷路故障時(shí)，出現(xiàn)負(fù)載 輸出電壓持續(xù)升高以致燒毀電路器件的現(xiàn)象。
權(quán)利要求1、一種汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括穩(wěn)壓電路(1)、與其連接的執(zhí)行電路(2)和保護(hù)電路(3)，其特征在于所述的穩(wěn)壓電路(1)的輸入端通過一個(gè)二極管與電源的正極相連，穩(wěn)壓電路(1)的接地端直接與整個(gè)電路的地連接，穩(wěn)壓電路(1)的輸出端分別與保護(hù)電路(3)中輸出端和執(zhí)行電路(2)的控制端連接；所述的執(zhí)行電路(2)包括調(diào)整元件(21)和第三電阻R3，執(zhí)行電路(2)的調(diào)整元件(21)的輸入端與保護(hù)電路(3)的第一電阻R1的一端相連后作為整個(gè)線形恒流控制電路的輸出端與汽車信號(hào)燈LED串相連，電源的另一個(gè)輸出端則由穩(wěn)壓電路的輸入端處引出，在執(zhí)行電路(2)的調(diào)整元件(21)的輸出端通過第三電阻R3與電源地相連；所述的保護(hù)電路(3)由開關(guān)元件(31)和保護(hù)電路電阻組成，其中保護(hù)電路(3)的開關(guān)元件(31)的控制端即保護(hù)電路(3)的控制端通過第二電阻R2接整個(gè)電路的地，開關(guān)元件(31)的輸入端即保護(hù)電路(3)的輸入端則直接和整個(gè)電路的地相連，另外所述的保護(hù)電路電阻包括第一電阻R1和第二電阻R2。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 在電源地和第三電阻R3之間，電源地也與整個(gè)電路的地連接在一起。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于， 第一電阻Rl的一端連接在控制端與電阻第二電阻R2之間，第一電阻Rl的另一 端連接在執(zhí)行電路(2)的輸入端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 所述恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源信號(hào)為直流電源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 所述恒流驅(qū)動(dòng)電路的輸入電源信號(hào)為PWM信號(hào)的電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車LED信號(hào)燈線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，屬于驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)領(lǐng)域。該驅(qū)動(dòng)電路包括穩(wěn)壓電路、執(zhí)行電路、保護(hù)電路，在LED信號(hào)燈工作電流低于設(shè)定電流值階段，LED的正向工作電流變化跟隨輸入供電電壓線性變化；當(dāng)汽車LED信號(hào)燈的工作電流達(dá)到設(shè)定的LED正向工作電流后，為避免LED正向電流繼續(xù)增長(zhǎng)和LED亮度變化，通過恒流的方式將工作電流恒定在設(shè)定值，從而避免因大電流引起LED光衰，壽命縮短甚至燒壞LED，當(dāng)LED負(fù)載電流大于設(shè)定值后，線性恒流控制電路工作，LED電流不再跟隨供電電壓的增加而線性增加，負(fù)載輸出電流恒定，維持在LED的設(shè)定電流值，防止大電流對(duì)LED造成損壞。
文檔編號(hào)B60Q1/00GK201388312SQ20092006921
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者盛 夏 申請(qǐng)人:上海小糸車燈有限公司