一种有效防止电流过冲的LED色温调节电路

技术领域

本发明涉及一种LED色温调节电路，尤其是涉及一种有效防止电流过冲的LED色温调节电路。

背景技术

现有的主流成熟的色温调节LED驱动器产品，电路如框图1所示，是分别用一组DC/DC驱动冷色温LED和暖色温LED，这样的色温调节电路效果很好，也很可靠，但是DCDC驱动电路成本很高。

另有一种低成本的色温调节LED驱动器产品，电路如框图2所示，是分别简单的用现有调光控制单片机二201的PWM信号驱动现有冷色温驱动MOSFET202和现有暖色温驱动MOSFET203来切换LED恒流驱动电路200流向现有冷色温LED二204或现有暖色温LED二205。

使用如框图2所示的产品时，被单片机PWM2和PWM3所驱动的现有冷色温驱动MOSFET202导通和现有暖色温驱动MOSFET203导通时由于PWM3经过信号反向器206后，反向后的PWM3信号将有延时，最终会造成如图3的两个MOSFET的导通时序，使两个MOSFET的切换时会令LED恒流驱动电路空载。

使用单片机的两个PWM信号来分别控制两个MOSFET切换还有可能因为两个PWM信号不同步，导致两个MOSFET的切换时会令LED恒流驱动电路空载。

由于LED驱动一般为电流源，而电流源的特性是不能开路的。所以若两个色温调节的MOSFET没有交叠导通的时间，那么在两个MOSFET切换时会造成LED恒流驱动电路开路，从而导致输出电压上升，在切换结束另一个MOSFET导通时造成瞬时电流过大从而产生损坏LED和MOSFET的风险。就如图3的MOSFET切换时序那样，会造成LED和MOSFET损坏。而在切换时两个MOSFET同时导通，可以避免这个问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效防止电流过冲的LED色温调节电路。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种有效防止电流过冲的LED色温调节电路，该电路分别与冷色温LED和暖色温LED连接，所述的调节电路包括LED恒流驱动电路、调光控制单片机、冷色温驱动MOSFET和暖色温驱动MOSFET，所述的LED恒流驱动电路分别与调光控制单片机、冷色温驱动MOSFET和暖色温驱动MOSFET连接，所述的冷色温驱动MOSFET与冷色温LED连接，所述的暖色温驱动MOSFET与暖色温LED连接，所述的调节电路还包括色温调节驱动电路，该色温调节驱动电路分别与调光控制单片机、冷色温驱动MOSFET和暖色温驱动MOSFET连接。

优选地，所述的色温调节驱动电路包括信号反相器U2、R/S触发器U1、升压电路、升压延时电路、第一图腾柱电路和第二图腾柱电路，所述的信号反相器U2分别通过升压电路、升压延时电路与R/S触发器U1连接，所述的R/S触发器U1通过第一图腾柱电路与冷色温LED连接，所述的R/S触发器U1通过第二图腾柱电路与暖色温LED，所述的信号反相器U2与调光控制单片机连接。

优选地，所述的升压电路包括三极管Q9和三极管Q10，用于将3.3V信号升压至15V，并输出至R/S触发器U1。

优选地，所述的三极管Q9的基极通过电阻R16与信号反相器U2连接，发射极与R/S触发器U1的R1管脚连接，集电极接地。

优选地，所述的三极管Q10通过电阻R17与信号反相器U2连接，发射极与R/S触发器U1的R2管脚连接，集电极接地。

优选地，所述的升压延时电路包括三极管Q11和三极管Q12，用于将3.3V信号升压至15V并使输出信号延时，输出至R/S触发器U1。

优选地，所述的三极管Q11的基极通过电阻R18与信号反相器U2连接，同时基极通过电容C3接地，发射极与R/S触发器U1的S1管脚连接，集电极接地。

优选地，所述的三极管Q12的基极通过电阻R19与信号反相器U2连接，同时基极通过电容C4接地，发射极与R/S触发器U1的S2管脚连接，集电极接地。

优选地，所述的第一图腾柱电路包括三极管Q1和三极管Q3，所述的三极管Q1的基极与三极管Q3的基极连接，所述的三极管Q1的发射极与三极管Q3的发射极连接后与冷色温驱动MOSFET Q4连接；

所述的第二图腾柱电路包括三极管Q5和三极管Q7，所述的三极管Q5的基极与三极管Q7的基极连接，所述的三极管Q5的发射极与三极管Q7的发射极连接后与暖色温驱动MOSFET Q8连接。

优选地，所述的冷色温驱动MOSFET Q4通过电感L1和二极管D1输出；

所述的暖色温驱动MOSFET Q8通过电感L2和二极管D2输出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明的技术方案对比用两通道DCDC驱动LED的产品，成本更低，但是效果相当且可靠性能得到保证；

2)本发明的技术方案对比简单的用两个MOSFET驱动LED的产品，成本增加很少，但是不会造成LED损坏；

3)本发明的技术方案能降低成本，保证可靠性，而且能达到较高的调光调色温精度，与市场上同类产品相比将很有竞争力。

附图说明

图1为现有用两通道DCDC驱动LED的示意图；

图2为现有用两个MOSFET驱动LED的示意图；

图3为现有MOSFET切换时序图；

图4为本发明的结构示意图；

图5为本发明的具体电路图；

图6为本发明的切换时序图。

其中100为AC/DC，101为现有调光控制单片机一，102为冷色温驱动DCDC，103为暖色温驱动DCDC，104为现有冷色温LED一，105为现有暖色温LED一；

200为现有LED恒流驱动电路，201为现有调光控制单片机二，202为现有冷色温驱动MOSFET，203为现有暖色温驱动MOSFET，204为现有冷色温LED二，205为现有暖色温LED二，206为信号反向器；

300为LED恒流驱动电路，301为调光控制单片机，302为色温调节驱动电路，303为冷色温驱动MOSFET，304为暖色温驱动MOSFET，305为冷色温LED，306为暖色温LED。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图4所示，一种有效防止电流过冲的LED色温调节电路，该电路分别与冷色温LED305和暖色温LED306连接，所述的调节电路包括LED恒流驱动电路300、调光控制单片机301、冷色温驱动MOSFET303和暖色温驱动MOSFET304，所述的LED恒流驱动电路300分别与调光控制单片机301、冷色温驱动MOSFET303和暖色温驱动MOSFET304连接，所述的冷色温驱动MOSFET303与冷色温LED305连接，所述的暖色温驱动MOSFET304与暖色温LED306连接，所述的调节电路还包括色温调节驱动电路302，该色温调节驱动电路302分别与调光控制单片机301、冷色温驱动MOSFET303和暖色温驱动MOSFET304连接。

所述的色温调节驱动电路302包括信号反相器U2、R/S触发器U1、升压电路、升压延时电路、第一图腾柱电路和第二图腾柱电路，所述的信号反相器U2分别通过升压电路、升压延时电路与R/S触发器U1连接，所述的R/S触发器U1通过第一图腾柱电路与冷色温LED305连接，所述的R/S触发器U1通过第二图腾柱电路与暖色温LED306，所述的信号反相器U2与调光控制单片机301连接。

所述的升压电路包括三极管Q9和三极管Q10，用于将3.3V信号升压至15V，并输出至R/S触发器U1。所述的三极管Q9的基极通过电阻R16与信号反相器U2连接，发射极与R/S触发器U1的R1管脚连接，集电极接地。所述的三极管Q10通过电阻R17与信号反相器U2连接，发射极与R/S触发器U1的R2管脚连接，集电极接地。

所述的升压延时电路包括三极管Q11和三极管Q12，用于将3.3V信号升压至15V并使输出信号延时，输出至R/S触发器U1。所述的三极管Q11的基极通过电阻R18与信号反相器U2连接，同时基极通过电容C3接地，发射极与R/S触发器U1的S1管脚连接，集电极接地。所述的三极管Q12的基极通过电阻R19与信号反相器U2连接，同时基极通过电容C4接地，发射极与R/S触发器U1的S2管脚连接，集电极接地。

所述的第一图腾柱电路包括三极管Q1和三极管Q3，所述的三极管Q1的基极与三极管Q3的基极连接，所述的三极管Q1的发射极与三极管Q3的发射极连接后与冷色温驱动MOSFET Q4连接；所述的第二图腾柱电路包括三极管Q5和三极管Q7，所述的三极管Q5的基极与三极管Q7的基极连接，所述的三极管Q5的发射极与三极管Q7的发射极连接后与暖色温驱动MOSFET Q8连接。

所述的冷色温驱动MOSFET Q4通过电感L1和二极管D1输出；所述的暖色温驱动MOSFET Q8通过电感L2和二极管D2输出。

具体原理如下：

本发明中，使用单个PWM信号和逻辑电路来控制两个MOSFET的切换，使得MOSFET的切换不会受到单片机两个不同的PWM输出导致的PWM信号不同步问题。

调光控制单片机301，接收数字指令后，发送PWM1信号用于调节LED恒流驱动电路300的输出电流；发送PWM2信号用于调节LED恒流驱动电路300输出电流的分配到冷色温LED305和暖色温LED306上的比例，用以调节色温。

本发明中的色温调节驱动电路仅使用一个PWM2信号控制，然后通过信号反相器U2的反向信号。通过Q9和Q10将3.3V信号升压到15V，输出到R/S触发器U1的R1和R2管脚；Q11和Q12可以将3.3V的信号升压到15V并且还可以使输出信号延时，输出到R/S触发器U1的S1和S2管脚。这样设计可以使R/S触发器U1的Q1和Q2管脚的两个输出信号的下降沿延时产生。Q1和Q2管脚输出的信号，经过两组图腾柱电路Q1、Q3和Q5、Q7的电流增益，驱动着冷色温驱动MOSFET Q4和暖色温驱动MOSFET Q8。最终冷色温驱动MOSFET Q4和暖色温驱动MOSFET Q8的导通切换时序如图6所示。两个MOSFET切换时会有交叠，交叠导通可能会带来色温调节的稍许偏差，可以通过校正。两个MOSFET切换时的交叠时间△t，可以通过调整R18，C3和R19，C4参数调整。

L1，D1和L2，D2可以消除Q4和Q8切换时的电流尖峰，保护LED。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。