一种带保护装置的led驱动电路

文档序号:1850193 发布日期:2021-11-16 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种带保护装置的led驱动电路 (LED drive circuit with protection device ) 是由 龙凤英 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种带保护装置的LED驱动电路,包括:主控模块、电源模块、RS485模块、温度检测模块、风扇驱动模块、显示模块和保护驱动模块,所述主控模块包括芯片U1和外围电路,所述电源模块为整个系统提供稳定的12V和3.3V电源,所述RS485模块与所述主控模块的通讯口相连,可外接DMX控制器,所述温度检测模块与所述主控模块的输入口相连,可检测LED的温度状况,所述风扇驱动模块由所述主控模块控制,可驱动风扇,所述显示模块与所述主控的输出口相连,所述保护驱动模块可驱动LED照明工作;本发明具有过压过流保护,并可通过检测温度来调控风扇的散热强度,保证LED不会因为温度过高而损坏,具有良好的市场应用价值。(The invention discloses an LED drive circuit with a protection device, which comprises: the LED lighting system comprises a main control module, a power supply module, an RS485 module, a temperature detection module, a fan driving module, a display module and a protection driving module, wherein the main control module comprises a chip U1 and a peripheral circuit, the power supply module provides stable 12V and 3.3V power for the whole system, the RS485 module is connected with a communication port of the main control module and can be externally connected with a DMX controller, the temperature detection module is connected with an input port of the main control module and can detect the temperature condition of an LED, the fan driving module is controlled by the main control module and can drive a fan, the display module is connected with an output port of the main control module, and the protection driving module can drive the LED to work; the LED lamp has overvoltage and overcurrent protection, can regulate and control the heat dissipation strength of the fan by detecting the temperature, ensures that the LED cannot be damaged due to overhigh temperature, and has good market application value.)

一种带保护装置的LED驱动电路

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域,具体的说是一种带保护装置的LED驱动电路。

背景技术

LED即发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光,LED具有环保节能、使用寿命长、运输方便等优点,因此,LED被越来越多的运用到人们的生活中,而LED在使用中会发热,过压过流也会造成LED损坏,现有的LED驱动电路大多不具备散热和保护功能,在使用中易造成LED损坏。

发明内容

本发明针对已有的LED驱动电路的不足,提供一种带保护装置的LED驱动电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

提供一种带保护装置的LED驱动电路,包括:主控模块、电源模块、RS485模块、温度检测模块、风扇驱动模块、显示模块和保护驱动模块,所述主控模块包括芯片U1和外围电路,所述电源模块为整个系统提供稳定的12V和3.3V电源,所述RS485模块与所述主控模块的通讯口相连,可外接DMX控制器,所述温度检测模块与所述主控模块的输入口相连,可检测LED的温度状况,所述风扇驱动模块由所述主控模块控制,可驱动风扇,所述显示模块与所述主控的输出口相连,可显示系统工作模式和LED装置的温度数值,所述保护驱动模块可驱动LED工作,并具有过流和过压保护功能。

进一步的,所述芯片U1的6和7管脚之间接晶振Y1,所述晶振Y1的两端分别经电容C3和C9接地,所述芯片U1的1、9、24、36和48管脚接3.3V电源,所述芯片U1的8、35和47管脚接地,44管脚经电阻R3接地,滤波电容C4、C5、C6和C7设置在3.3V电源和地之间,所述芯片U1的型号为STM32F334C8T6。

进一步的,所述外围电路包括复位电路、接口电路和按键电路,所述复位电路包括复位按键K1,所述复位按键K1的1管脚接地,所述复位按键K1的2管脚的第一引线经电容C1接地,第二引线经电阻R2接3.3V电源,第三引线接所述芯片U1的8管脚,电容C2并联在所述复位按键K1的两端;所述接口电路包括接插件J1,所述接插件J1的1和2管脚分别接所述芯片U1的37和34管脚,所述接插件J1的3管脚接地,4管脚接3.3V电源,所述按键电路包括调节接口K3和按键K2、K4,所述调节接口K3的1管脚的第一引线经电阻R26接3.3V电源,第二引线经C39接地,第三引线接所述芯片U1的31管脚,所述调节接口K3的2和4管脚接地,所述调节接口K3的3管脚的第一引线经电阻R25接3.3V电源,第二引线经电容C38接地,第三引线接所述芯片U1的32管脚,所述调节接口K3的5管脚的第一引线经电容C37接地,第二引线接所述芯片U1的33管脚,所述按键K2的1管脚接地,2管脚接所述芯片U1的15管脚,电容C36并联在所述按键K2的两端,所述按键K4的1管脚接地,2管脚接所述芯片U1的14管脚,电容C41并联在所述按键K4的两端。

进一步的,所述电源模块包括第一电源转换电路和第二电源转换电路,所述第一电源转换电路包括芯片U3,所述芯片U3的1管脚经电容C21接所述芯片U3的10管脚,所述芯片U3的2管脚的第一引线接电阻R16的第一端,第二引线经二极管D2接24V电源,电容C26、C29和C30并联后设置在所述芯片U3的2管脚和地之间,所述电阻R16的第二端经电阻R22接地,所述芯片U3的4管脚的第一引线接所述电阻R16的第二端,第二引线经电容C27接地,所述芯片U3的5管脚经电阻R20接地,9和11管脚接地,6管脚接所述芯片U1的11管脚,所述芯片U3的8管脚的第一引线经电容C28接地,第二引线经电阻R18和电容C31接地,所述芯片U3的10管脚的第一引线经二极管D3接地,第二引线接电感L3的1管脚,所述电感L3的2管脚的第一引线接12电源,第二引线接电阻R17的第一端,所述电阻R17的第二端的第一引线接所述芯片U3的7管脚,第二引线经电阻R21接地,电容C25、C22、C23和C24并联后设置在12V电源和地之间,电阻R19和发光二极管LED1串联后设置在12V电源和地之间,所述芯片U3的型号为TPS54160,所述第二电源转换电路包括芯片U4,所述芯片U4的1管脚接地,5管脚接12V电源,所述芯片U4的3管脚的第一引线接12V电源,第二引线经电容C35接地,所述芯片U4的2管脚的第一引线经电容C32接所述芯片U4的6管脚,第二引线接电感L4的第一端,所述电感L4的第二端的第一引线接3.3V电源,第二引线接电阻R23的第一端,所述电阻R23的第二端的第一引线接所述芯片U4的4管脚,第二引线经电阻R24接地,电容C33和C34并联后设置在3.3V电源和地之间,所述芯片U4的型号为TPS562200。

进一步的,所述RS485模块包括芯片U5、接插件RS1和电感L5,所述电感L5的1管脚接3.3V电源,所述芯片U5的3和2管脚相连,所述芯片U5的1、2和4管脚分别接所述芯片U1的43、42和41管脚,所述芯片U5的5管脚的第一引线接所述接插件RS1的3管脚,第二引线接地,所述芯片U5的6管脚的第一引线经电阻R28接所述接插件RS1的2管脚,第二引线经电阻R27接所述电感L5的2管脚,所述芯片U5的7管脚的第一引线经电阻R29接所述接插件RS1的1管脚,第二引线经电阻R30接地,所述芯片U5的8管脚的第一引线接所述电感L5的2管脚,第二引线经电容C40接地,所述芯片U5的型号为RS485。

进一步的,所述温度检测模块包括接插件J4和热敏电阻R36,所述接插件J4的1管脚的第一引线经电阻R31接3.3V电源,第二引线经电容C47接地,第三引线经电阻R32接所述芯片U1的13管脚,所述接插件J4的2管脚接地,所述热敏电阻R36的第一端的第一引线经电阻R34接3.3V电源,第二引线经电容C49接地,第三引线经电阻R35接所述芯片U1的12管脚,所述热敏电阻R36的第二端接地。

进一步的,所述风扇驱动模块包括MOS管Q3和Q4,所述MOS管Q3的1管脚的第一引线经电阻R33接地,第二引线接所述芯片U1的26管脚,所述MOS管Q3的2管脚接地,3管脚接接插件J3的1管脚,所述接插件J3的2管脚接12V电源,电容C46设置在所述接插件J3的1和2管脚之间,所述MOS管Q4的1管脚的第一引线经电阻R37接地,第二引线接所述芯片U1的27管脚,所述MOS管Q4的2管脚接地,3管脚接接插件J5的1管脚,所述接插件J5的2管脚接12V电源,电容C48设置在所述接插件J5的1和2管脚之间。

进一步的,所述显示模块包括显示接口LCD1,所述显示接口LCD1的1和7管脚接3.3V电源,电容C43和C45分别设置在3.3V电源和地之间,所述显示接口LCD1的2和6管脚接地,3管脚经电容C42接地,所述显示接口LCD1的8、9、10、11和12管脚分别接所述芯片U1的46、45、22、21和20管脚。

进一步的,所述保护驱动模块包括芯片U2,所述芯片U2的8管脚的第一引线经电阻R1接所述芯片U1的25管脚,第二引线经电阻R13接地,所述芯片U2的6和7管脚相连,5管脚经电阻R10和电容C19接地,11管脚经电阻R9接地,10管脚经电容C18接地,所述芯片U2的12管脚的第一引线经电阻R6接地,第二引线经电阻R4接保险丝F1的第一端,所述保险丝F1的第二端接24V电源,所述芯片U2的14管脚的第一引线接所述保险丝F1的第一端,第二引线接电感L2的第一端,电容C10、C11、C12和C13并联后设置在所述芯片U2的14管脚和地之间,所述电感L2的第二端的第一引线接二极管D1的第一端,第二引线接MOS管Q1的漏极,所述二极管D1的第二端接电阻R5的第一端,电容C14、C15、C16和C17并联后设置在所述二极管D1的第二端和地之间,所述MOS管Q1的栅极接所述芯片U2的16管脚,所述MOS管Q1的源极的第一引线接所述芯片U2的15管脚,第二引线经电阻R8接地,所述芯片U2的2管脚的第一引线经电阻R7接所述二极管D1的第二端,第二引线经电阻R12接地,所述芯片U2的4管脚接所述电阻R5的第一端,所述芯片U2的3管脚的第一引线接所述电阻R5的第二端,第二引线接接插件J2的1管脚,所述芯片U2的1管脚经电阻R15接MOS管Q2的栅极,所述MOS管Q2的源极的第一引线接地,第二引线经电阻R14接所述MOS管Q2的栅极,所述MOS管Q2的漏极接所述接插件J2的2管脚,所述芯片U2的9管脚经电阻R11接所述芯片U2的13管脚,所述芯片U2的13管脚经电容C20接地,所述芯片U2的型号为LT3756。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1. 通过温度检测模块,可实时检测LED和保护驱动模块的温度状况,来调节风扇的散热强度,从而达到很好的散热效果,使LED和保护驱动模块的工作在合适的温度;

2. 保护驱动模块拥有过压过流保护功能,可以实时保护LED稳定运行;

3. 通过RS485模块可外接DMX控制器,通过DMX控制器可实现联网控制,方便LED装置的大规模部署和集中控制;

4. 设备可通过多种方式来控制,既可以通过电路内部按键模块控制,也可以使用外部设备控制;

5. 具有显示模块,显示屏可显示系统的工作模式和灯具的温度数值,方便用户了解LED的工作状态。

附图说明

附图1为本发明主控模块的原理结构示意图;

附图2为本发明复位电路的原理结构示意图;

附图3为本发明接口电路的原理结构示意图;

附图4为本发明按键电路的原理结构示意图;

附图5为本发明电源模块的原理结构示意图;

附图6为本发明RS485模块的原理结构示意图;

附图7为本发明显示模块的原理结构示意图;

附图8为本发明温度检测模块的原理结构示意图;

附图9为本发明风扇驱动模块的原理结构示意图;

附图10为本发明保护驱动模块的原理结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例,但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。

下面结合附图对本发明作以下详细地说明。

实施例1,如图1-10所示,提供一种带保护装置的LED驱动电路,包括:主控模块、电源模块、RS485模块、温度检测模块、风扇驱动模块、显示模块和保护驱动模块,所述主控模块包括芯片U1和外围电路,所述电源模块为整个系统提供稳定的12V和3.3V电源,所述RS485模块与所述主控模块的通讯口相连,可外接DMX控制器,所述温度检测模块与所述主控模块的输入口相连,可检测LED的温度状况,所述风扇驱动模块由所述主控模块控制,可驱动风扇,所述显示模块与所述主控的输出口相连,可显示系统工作模式和LED灯具的温度数值,所述保护驱动模块可驱动LED照明工作,并具有过流和过压保护功能。

实施例2,如图1所示,所述芯片U1的6和7管脚之间接晶振Y1,所述晶振Y1的两端分别经电容C3和C9接地,所述芯片U1的1、9、24、36和48管脚接3.3V电源,所述芯片U1的8、35和47管脚接地,44管脚经电阻R3接地,滤波电容C4、C5、C6和C7设置在3.3V电源和地之间,所述芯片U1的型号为STM32F334C8T6。

实施例3,如图2-4所示,所述外围电路包括复位电路、接口电路和按键电路,所述复位电路包括复位按键K1,所述复位按键K1的1管脚接地,所述复位按键K1的2管脚的第一引线经电容C1接地,第二引线经电阻R2接3.3V电源,第三引线接所述芯片U1的8管脚,电容C2并联在所述复位按键K1的两端;所述接口电路包括接插件J1,所述接插件J1的1和2管脚分别接所述芯片U1的37和34管脚,所述接插件J1的3管脚接地,4管脚接3.3V电源,所述按键电路包括调节接口K3和按键K2、K4,所述调节接口K3的1管脚的第一引线经电阻R26接3.3V电源,第二引线经C39接地,第三引线接所述芯片U1的31管脚,所述调节接口K3的2和4管脚接地,所述调节接口K3的3管脚的第一引线经电阻R25接3.3V电源,第二引线经电容C38接地,第三引线接所述芯片U1的32管脚,所述调节接口K3的5管脚的第一引线经电容C37接地,第二引线接所述芯片U1的33管脚,所述按键K2的1管脚接地,2管脚接所述芯片U1的15管脚,电容C36并联在所述按键K2的两端,所述按键K4的1管脚接地,2管脚接所述芯片U1的14管脚,电容C41并联在所述按键K4的两端。

本实施例中,复位电路用于芯片U1的复位,接插件J1为调试接口,通过接插件J1可对芯片U1的程序进行烧录,按键K2、K4为选择按键,可选择显示屏显示信息和LED工作模式,调节接口K3可外接旋转编码器,通过旋转编码器可调节LED亮度。

实施例4,如图5所示,所述电源模块包括第一电源转换电路和第二电源转换电路,所述第一电源转换电路包括芯片U3,所述芯片U3的1管脚经电容C21接所述芯片U3的10管脚,所述芯片U3的2管脚的第一引线接电阻R16的第一端,第二引线经二极管D2接24V电源,电容C26、C29和C30并联后设置在所述芯片U3的2管脚和地之间,所述电阻R16的第二端经电阻R22接地,所述芯片U3的4管脚的第一引线接所述电阻R16的第二端,第二引线经电容C27接地,所述芯片U3的5管脚经电阻R20接地,9和11管脚接地,6管脚接所述芯片U1的11管脚,所述芯片U3的8管脚的第一引线经电容C28接地,第二引线经电阻R18和电容C31接地,所述芯片U3的10管脚的第一引线经二极管D3接地,第二引线接电感L3的1管脚,所述电感L3的2管脚的第一引线接12电源,第二引线接电阻R17的第一端,所述电阻R17的第二端的第一引线接所述芯片U3的7管脚,第二引线经电阻R21接地,电容C25、C22、C23和C24并联后设置在12V电源和地之间,电阻R19和发光二极管LED1串联后设置在12V电源和地之间,所述芯片U3的型号为TPS54160,所述第二电源转换电路包括芯片U4,所述芯片U4的1管脚接地,5管脚接12V电源,所述芯片U4的3管脚的第一引线接12V电源,第二引线经电容C35接地,所述芯片U4的2管脚的第一引线经电容C32接所述芯片U4的6管脚,第二引线接电感L4的第一端,所述电感L4的第二端的第一引线接3.3V电源,第二引线接电阻R23的第一端,所述电阻R23的第二端的第一引线接所述芯片U4的4管脚,第二引线经电阻R24接地,电容C33和C34并联后设置在3.3V电源和地之间,所述芯片U4的型号为TPS562200。

本实施例中,第一电源转换电路可将24V供电转换为12V电源供风扇使用,第二电源转换电路将12V电源转换为3.3V供芯片使用。

实施例5,如图6所示,所述RS485模块包括芯片U5、接插件RS1和电感L5,所述电感L5的1管脚接3.3V电源,所述芯片U5的3和2管脚相连,所述芯片U5的1、2和4管脚分别接所述芯片U1的43、42和41管脚,所述芯片U5的5管脚的第一引线接所述接插件RS1的3管脚,第二引线接地,所述芯片U5的6管脚的第一引线经电阻R28接所述接插件RS1的2管脚,第二引线经电阻R27接所述电感L5的2管脚,所述芯片U5的7管脚的第一引线经电阻R29接所述接插件RS1的1管脚,第二引线经电阻R30接地,所述芯片U5的8管脚的第一引线接所述电感L5的2管脚,第二引线经电容C40接地,所述芯片U5的型号为RS485。

本实施例中,接插件RS1用于外接DMX控制器,DMX控制器是一种桌面电子系统,用于控制灯光,它允许操作员定制照明效果。通过DMX控制器,可许多不同品牌的照明设备联网,以便将一切照明置于一个主控之下,方便照明系统的大规模部署和集中控制。

实施例6,如图8所示,所述温度检测模块包括接插件J4和热敏电阻R36,所述接插件J4的1管脚的第一引线经电阻R31接3.3V电源,第二引线经电容C47接地,第三引线经电阻R32接所述芯片U1的13管脚,所述接插件J4的2管脚接地,所述热敏电阻R36的第一端的第一引线经电阻R34接3.3V电源,第二引线经电容C49接地,第三引线经电阻R35接所述芯片U1的12管脚,所述热敏电阻R36的第二端接地。

本实施例中,接插件J4可外接温度传感器,温度传感器可检测LED灯具的温度信息,并发送给主控模块,热敏电阻R36用来检测所述保护驱动模块电路板的温度信息。

实施例7,如图9所示,所述风扇驱动模块包括MOS管Q3和Q4,所述MOS管Q3的1管脚的第一引线经电阻R33接地,第二引线接所述芯片U1的26管脚,所述MOS管Q3的2管脚接地,3管脚接接插件J3的1管脚,所述接插件J3的2管脚接12V电源,电容C46设置在所述接插件J3的1和2管脚之间,所述MOS管Q4的1管脚的第一引线经电阻R37接地,第二引线接所述芯片U1的27管脚,所述MOS管Q4的2管脚接地,3管脚接接插件J5的1管脚,所述接插件J5的2管脚接12V电源,电容C48设置在所述接插件J5的1和2管脚之间。

可以理解的,主控模块根据采集到的温度信息和程序设定,温度达到阈值时,主控模块会发出控制信号,控制散热风扇工作,本实施例中,接插件J3、J5为外部散热风扇接口,主控模块通过PWM控制信号调节风扇的散热强度,从而达到保护灯具和驱动模块电路板的效果。

实施例8,如图7所示,所述显示模块包括显示接口LCD1,所述显示接口LCD1的1和7管脚接3.3V电源,电容C43和C45分别设置在3.3V电源和地之间,所述显示接口LCD1的2和6管脚接地,3管脚经电容C42接地,所述显示接口LCD1的8、9、10、11和12管脚分别接所述芯片U1的46、45、22、21和20管脚。

显示模块中,显示屏可显示系统的工作模式和灯具的温度数值,使工作人员实时了解灯具的状况。

实施例9,如图10所示,所述保护驱动模块包括芯片U2,所述芯片U2的8管脚的第一引线经电阻R1接所述芯片U1的25管脚,第二引线经电阻R13接地,所述芯片U2的6和7管脚相连,5管脚经电阻R10和电容C19接地,11管脚经电阻R9接地,10管脚经电容C18接地,所述芯片U2的12管脚的第一引线经电阻R6接地,第二引线经电阻R4接保险丝F1的第一端,所述保险丝F1的第二端接24V电源,所述芯片U2的14管脚的第一引线接所述保险丝F1的第一端,第二引线接电感L2的第一端,电容C10、C11、C12和C13并联后设置在所述芯片U2的14管脚和地之间,所述电感L2的第二端的第一引线接二极管D1的第一端,第二引线接MOS管Q1的漏极,所述二极管D1的第二端接电阻R5的第一端,电容C14、C15、C16和C17并联后设置在所述二极管D1的第二端和地之间,所述MOS管Q1的栅极接所述芯片U2的16管脚,所述MOS管Q1的源极的第一引线接所述芯片U2的15管脚,第二引线经电阻R8接地,所述芯片U2的2管脚的第一引线经电阻R7接所述二极管D1的第二端,第二引线经电阻R12接地,所述芯片U2的4管脚接所述电阻R5的第一端,所述芯片U2的3管脚的第一引线接所述电阻R5的第二端,第二引线接接插件J2的1管脚,所述芯片U2的1管脚经电阻R15接MOS管Q2的栅极,所述MOS管Q2的源极的第一引线接地,第二引线经电阻R14接所述MOS管Q2的栅极,所述MOS管Q2的漏极接所述接插件J2的2管脚,所述芯片U2的9管脚经电阻R11接所述芯片U2的13管脚,所述芯片U2的13管脚经电容C20接地,所述芯片U2的型号为LT3756。

本实施例中,芯片U2接收主控模块的PWM信号,控制LED的工作和调光,保险丝F1可防止过压过流烧坏电路,芯片U2的型号为LT3756,芯片LT3756是一款发光二极管驱动器,可实现LED的恒流调节,PWM输入提供了高达3000:1的LED调光比,芯片LT3756从一个内部已调7.15V电源来驱动一个低端外部N沟道功率MOSFET,保证了输出电压的稳定,并且 LT3756在LED的高端检测输出电流,当输出电流高于设定值时,芯片内部会自动关闭,从而切断回路,保护后级电路。

本发明的工作原理:

系统上电,电源模块进行电源转换供后续电路使用,主控模块输出PWM信号,通过保护驱动模块控制LED亮起,当LED过流时,保护驱动模块会切断输出,温度检测模块实时检测灯具和保护驱动模块的温度,并反馈给主控模块,主控模块根据采集到的温度信息,控制散热风扇的开关和散热强度,为LED装置和保护驱动模块提供保护,显示屏可实时显示温度信息和系统工作模式。

需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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