CN106686832B - 一种二极管控制电路及开关电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二极管控制电路及开关电源电路，本发明的二极管控制电路包括第一、第二、第三和第四二极管；第一二极管的阳极连接到第一节点，阴极连接到地；第二二极管的阳极连接到第二节点，阴极连接到地；第三二极管的阳极连接到第四二极管的阴极，并连接到第二节点；第四二极管的阳极连接到第三二极管的阴极，并连接到第一节点。第一状态为第一节点低；第二节点低；第二状态为第一节点低；第二节点高；第三状态为第一节点高；第二节点低；第四状态为第一节点高；第二节点高；第五状态为第一节点高；第二节点悬空；第六状态为第一节点悬空；第二节点高，本发明只需要两个端口就可以控制4个LED的亮和灭，降低系统成本，且控制方法简单。

Description

一种二极管控制电路及开关电源电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及具体涉及一种二极管控制电路及开关电源电路。

背景技术

发光二极管(LED)在电路中经常用于指示电路状态，方便用户得知设备的工作情况。参考图1所示，为一种现有的四个发光二极管组成的显示电路，发光二极管LED1的阳极连接到发光二极管LED2的阴极，发光二极管LED2的阳极连接到发光二极管LED1的阴极，发光二极管LED1的阳极连接到COM端，发光二极管LED1的阴极连接到LED12端；发光二极管LED3的阳极连接到发光二极管LED4的阴极，发光二极管LED4的阳极连接到发光二极管LED3的阴极，发光二极管LED3的阳极连接到COM端，发光二极管LED3的阴极连接到LED34端。参考图2所示，通过控制COM端、LED12端和LED34端的电压，可以分别控制LED1至LED4亮和灭。参考图2(a)所示，COM端为方波电压，LED12端为零电压，当COM端电压为高、LED12端电压为低时，则LED1亮，LED2灭；当COM端电压为低、LED12端电压为低时，则LED1灭，LED2灭；控制COM端的方波频率高于人眼可以识别的频率，如300Hz，则人眼看到的效果是LED1亮，LED2灭。参考图2(b)所示，COM端为方波电压，LED12端为和COM端一样的方波电压，则LED1和LED2都灭。参考图2(c)所示，COM端为方波电压，LED12端为和COM端相反的方波电压，即COM端电压为高时，则LED12端电压为低，COM端电压为低时，则LED12端电压为高，则LED2和LED2都亮。LED3和LED4的控制方法和LED1和LED2的控制方法相同。该方法可以通过三个端口来控制4个LED的亮和灭。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二极管控制电路及开关电源电路，用以解决现有技术控制端口多、控制复杂的问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种二极管控制电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；第一二极管的阳极连接到第一节点，第一二极管的阴极连接到地；第二二极管的阳极连接到第二节点，第二二极管的阴极连接到地；第三二极管的阳极连接到第四二极管的阴极，并且连接到第二节点；第四二极管的阳极连接到第三二极管的阴极，并且连接到第一节点；

第一状态为第一节点逻辑为低；第二节点逻辑为低；

或/且第二状态为第一节点逻辑为低；第二节点逻辑为高；

或/且第三状态为第一节点逻辑为高；第二节点逻辑为低；

或/且第四状态为第一节点逻辑为高；第二节点逻辑为高；

或/且第五状态为第一节点逻辑为高；第二节点悬空；

或/且第六状态为第一节点悬空；第二节点逻辑为高；

所述逻辑为高表示电压或电流使得二极管导通，所述逻辑为低为电压或电流不能使二极管导通。

作为可选，所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管为发光二极管。

作为可选，在所述第一状态到所述第六状态中，任意多个状态之间切换。

作为可选，控制所述状态在每个周期中所占的时间比例或/且调节所述逻辑为高时的电压或电流大小，从而调节流过二极管的平均电流。

作为可选，第一模式为所述第一二极管导通；

或/且第二模式为所述第一二极管和所述第二二极管导通；

或/且第三模式为所述第一二极管、所述第二二极管和所述第三二极管导通；

或/且第四模式为所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管导通。

作为可选，所述第一模式为所述第五状态；或者为所述第五状态和所述第一状态切换；

或/且所述第二模式为所述第四状态；或者为所述第四状态和所述第一状态切换；或者为所述第五状态和所述第六状态切换；或者为所述第一状态和所述第五状态和第六状态切换；

或/且所述第三模式为所述第二状态和所述第五状态切换；或者为所述第一状态、所述第二状态和所述第五状态切换；

或/且所述第四模式为所述第二状态和所述第三状态切换；或者为所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态切换。

作为可选，在所述第一模式到所述第四模式中，任意多个模式之间进行组合。

作为可选，所述第一模式和所述第二模式组合；

或/且所述第二模式和所述第三模式组合；

或/且所述第三模式和所述第四模式组合。

作为可选，组合的两种模式在每个周期中的时间比例可调。

作为可选，从所述第一模式到所述第四模式依次切换。

作为可选，所述第一节点和所述第二节点为芯片的引脚。

本发明的又一技术解决方案是，提供一种开关电源电路。

采用本发明的电路结构和方法，与现有技术相比，具有以下优点：只需要两个端口就可以控制4个LED的亮和灭，降低系统成本，且控制方法简单。

附图说明

图1为现有技术的电路原理图；

图2(a)为现有技术中，LED1亮，LED2灭的波形图；

图2(b)为现有技术中，LED1灭，LED2灭的波形图；

图2(c)为现有技术中，LED1亮，LED2亮的波形图；

图3为本发明的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参考图3所示，为本发明的电路原理图。图1中的D1为第一二极管，D2为第二二极管，D3为第三二极管，D4为第四二极管。第一二极管D1的阳极连接到第一节点A，第一二极管D1的阴极连接到地；第二二极管D2的阳极连接到第二节点B，第二二极管D2的阴极连接到地；第三二极管D3的阳极连接到第四二极管D4的阴极，并且连接到第二节点B；第四二极管D4的阳极连接到第三二极管D3的阴极，并且连接到第一节点A；

如表1所示，第一状态为第一节点A逻辑为低；第二节点B逻辑为低；第二状态为第一节点A逻辑为低；第二节点B逻辑为高；第三状态为第一节点A逻辑为高；第二节点B逻辑为低；第四状态为第一节点A逻辑为高；第二节点B逻辑为高；第五状态为第一节点A逻辑为高；第二节点B悬空；第六状态为第一节点A悬空；第二节点B逻辑为高；所述逻辑为高表示电压或电流使得二极管导通，在表1中用“1”表示；所述逻辑为低为电压或电流不能使二极管导通，在表1中用“0”表示；悬空在表1中用“X”表示。

需要说明的是，在第五状态和第六状态中，逻辑为高的电压或电流，只能使一个二极管导通，而不能使两个串联的二极管导通。以第五状态为例，第一节点A为高，第二节点B悬空，则A点的电压或电流只能使D1导通，而不足以让串联的两个二极管D2和D4导通。

表1

状态	A	B	D1	D2	D3	D4
							1	0	0	0	0	0	0
2	0	1	0	1	1	0
							3	1	0	1	0	0	1
4	1	1	1	1	0	0
							5	1	X	1	0	0	0
6	X	1	0	1	0	0

当第一二极管到第四二极管都为发光二极管LED时，则可以通过上述的A、B点的控制，实现不同的发光二极管亮和灭。通过调节流过发光二极管LED的电流，可以调节LED的亮度，即可以通过控制A、B点的电流，来调节LED的亮度。A、B点还可以采用电压源串联电阻的形式，通过调节电压源或电阻的大小，来控制流过LED的电流。

以下实施例以第一二极管到第四二极管都为发光二极管LED来说明。通过对表1中的六种状态进行切换，从而实现不同的LED亮和灭的组合。

比如，如表2所示的四种模式，是LED指示灯在电路中常用的模式：模式1，D1亮，D2-D4灭；模式2，D1、D2亮，D3、D4灭；模式3，D1-D3亮，D4灭；模式4，D1-D4都亮。其中，模式1可以直接由所述第五状态实现，模式2可以直接由所述第四状态实现。模式3和模式4就需要对表1中的状态进行切换来实现了。模式3可以通过第二状态和第五状态的切换来实现，当切换的频率足够高，比如大于100Hz，则人眼看不出是第二状态和第五状态在切换，即看是由D2、D3亮这个状态和D1亮这个状态在切换，人眼看到的是D1-D3都在亮。当第二状态和第五状态在每个周期中所占的时间比例相等，则D1-D3显示的亮度也是一样的。如果调节第二状态的时间比第五状态长，那么D2和D3显示的亮度会比D1更加亮。也可以通过不同状态下A点和B点的电流，来控制LED的显示亮度。同理，模式1还可以由第五状态和第一状态进行切换，以实现D1亮，D2-D3灭；模式2还可以由第四状态和第一状态进行切换，或者第五状态和第六状态切换；或者第一状态、第五状态和第六状态切换，以实现D1、D2亮，D3、D4灭；模式3还可以由第一状态、第二状态和第五状态切换，以实现D1-D3亮，D4灭；模式4可以由第二状态和第三状态进行切换，或者第一状态、第二状态和第三状态切换，以实现D1-D4都亮。

表2

模式	D1	D2	D3	D4
					1	1	0	0	0
2	1	1	0	0
					3	1	1	1	0
4	1	1	1	1

在带有指示灯的电路中，从模式1到模式4，希望每个指示灯亮的时候，其亮度都是一样的，也就是在模式1的时候，D1的亮度为L1，那么在模式2下，D1和D2的亮度都为L1。

模式1通过第五状态来实现，且A点的电流为I1，D1的亮度为L1；模式1还可以通过第五状态和第一状态进行切换，第五状态在每个周期中所占的时间为n，A点的电流大小为I1/n，其中，n为小于1的数值，同样可以实现D1的亮度为L1。比如，第五状态和第一状态在每个周期中所占的时间相等，A点的电流大小为2*I1，可以实现D1的亮度为L1。

模式2通过第四状态来实现，且A、B点的电流都为I1，D1和D2的亮度都为L1；模式2还可以通过第一状态和第四状态进行切换，第四状态在每个周期中所占的时间为n，A、B点的电流大小为I1/n，其中，n为小于1的数值，同样可以实现D1和D2的亮度都为L1。比如，第四状态和第一状态在每个周期中所占的时间相等，A、B点的电流大小为2*I1，可以实现D1和D2的亮度都为L1；模式2还可以通过第五状态和第六状态进行切换，第五状态和第六状态在每个周期中所占的时间各为一半，A、B点的电流大小为2*I1，同样可以实现D1和D2的亮度都为L1；模式2还可以通过第一状态、第五状态和第六状态进行切换，第五状态和第六状态在每个周期中所占的时间各为m，其中，m为小于0.5的正数，A、B点的电流大小为I1/m，同样可以实现D1和D2的亮度都为L1。

模式3可以通过第五状态和第二状态进行切换，第五状态和第二状态在每个周期中所占的时间各为一半，A、B点的电流大小为2*I1，同样可以实现D1-D3的亮度都为L1；模式3还可以通过第一状态、第五状态和第二状态进行切换，第五状态和第二状态在每个周期中所占的时间各为m，其中，m为小于0.5的正数，A、B点的电流大小为I1/m，同样可以实现D1-D3的亮度都为L1。

模式4可以通过第二状态和第三状态进行切换，第二状态和第三状态在每个周期中所占的时间各为一半，A、B点的电流大小为2*I1，同样可以实现D1-D4的亮度都为L1；模式4还可以通过第一状态、第二状态和第三状态进行切换，第二状态和第三状态在每个周期中所占的时间各为m，其中，m为小于0.5的正数，A、B点的电流大小为I1/m，同样可以实现D1-D4的亮度都为L1。

在所述的四个模式之间组合，则可以实现更多显示效果，比如实现D1和D2亮，D3闪烁，则可以用模式2和模式3进行组合来实现。比如，模式2是通过第五状态和第六状态切换来实现的，模式3通过是第五状态和第二状态切换来实现的，那么，第五状态、第六状态和第二状态这几种状态的先后顺序是可以是任意的，只要时间比例不变就可以，并不一定是一种模式的状态完成之后，再进入下一种模式。比如，可以是第六状态，第二状态，第五状态这种实现方式。

通过设置组合的两种模式在每个周期中的时间比例，来调节显示效果。比如实现D1和D2亮，D3闪烁，比如希望D3是一秒一闪，闪的时间是10ms，那么周期就设置为1秒，模式3所占的时间为10ms，其余时间为模式2的时间。以此类推，通过上述方法，可以实现D1亮，D2闪；D1-D2亮，D3闪；D1-D3亮，D4闪的效果。这些效果经常被用于显示电池在充放电时的电量。

还有一种常用的显示效果是D1亮，D2呼吸(即暗变亮再变暗)；D1-D2亮，D3呼吸；D1-D3亮，D4呼吸。以D1亮，D2呼吸为例进行说明。可以通过模式1和模式2的组合来实现。一种实现方式是调节每个周期中，模式1和模式2所占的时间比例，来调节D2的亮度。也就是，模式2所占的时间比例越高，则D2越亮，模式2所占的时间比例越低，则D2越暗。另一种方法是可以调节模式1和模式2时，A点和B点的电流，来调节D2的亮度。或者同时调节时间和电流来调节亮度。

另一种常用的显示效果为跑马灯，即从D1亮切换为D1、D2都亮再切换为D1-D3都亮，再切换为D1-D4都亮，再切换为D1亮或者不切换。这种显示效果可以直接由模式1切换到模式2，再切换到模式3，最后切换到模式4，然后切换到模式1或者不切换即可实现。

上述显示方案可以应用于各种需要LED指示的系统中。以电池管理系统为例，上述显示方案可以用于指示电量以及电池管理系统的工作状态。电池管理系统通常由电源管理芯片来控制系统工作，则该方案可以在电源管理芯片中实现，第一节点A和第二节点B即为芯片的两个引脚，LED灯在芯片之外，该方案比现有方案可以减少一个引脚，并且控制简单，实现方便，降低了系统成本。

除此之外，虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种二极管控制电路，包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；第一二极管的阳极连接到第一节点，第一二极管的阴极连接到地；第二二极管的阳极连接到第二节点，第二二极管的阴极连接到地；第三二极管的阳极连接到第四二极管的阴极，并且连接到第二节点；第四二极管的阳极连接到第三二极管的阴极，并且连接到第一节点；

第一状态为第一节点逻辑为低；第二节点逻辑为低；

或/且第二状态为第一节点逻辑为低；第二节点逻辑为高；

或/且第三状态为第一节点逻辑为高；第二节点逻辑为低；

或/且第四状态为第一节点逻辑为高；第二节点逻辑为高；

或/且第五状态为第一节点逻辑为高；第二节点悬空；

或/且第六状态为第一节点悬空；第二节点逻辑为高；

所述逻辑为高表示电压或电流使得二极管导通，所述逻辑为低为电压或电流不能使二极管导通；

所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管为发光二极管。

2.根据权利要求1所述的二极管控制电路，其特征在于：在所述第一状态到所述第六状态中，任意多个状态之间切换。

3.根据权利要求2所述的二极管控制电路，其特征在于：控制所述第一状态到所述第六状态在每个周期中所占的时间比例或/且调节所述逻辑为高时的电压或电流大小，从而调节流过二极管的平均电流。

4.根据权利要求3所述的二极管控制电路，其特征在于：

所述二极管控制电路处于第一模式时，所述第一二极管发光；

或/且处于第二模式时，所述所述第一二极管和所述第二二极管发光；

或/且处于第三模式时，所述所述第一二极管、所述第二二极管和所述第三二极管发光；

或/且处于第四模式时，所述所述第一二极管、所述第二二极管、所述第三二极管和所述第四二极管发光。

5.根据权利要求4所述的二极管控制电路，其特征在于：

当所述二极管控制电路为所述第一模式时，所述二极管控制电路处于所述第五状态；或者为所述第五状态和所述第一状态切换；

或/且当所述二极管控制电路为所述第二模式时，所述二极管控制电路处于所述第四状态；或者为所述第四状态和所述第一状态切换；或者为所述第五状态和所述第六状态切换；或者为所述第一状态和所述第五状态和第六状态切换；

或/且当所述二极管控制电路为所述第三模式时，所述二极管控制电路处为所述第二状态和所述第五状态切换；或者为所述第一状态、所述第二状态和所述第五状态切换；

或/且当所述二极管控制电路为所述第四模式时，所述二极管控制电路为所述第二状态和所述第三状态切换；或者为所述第一状态、所述第二状态和所述第三状态切换。

6.根据权利要求4所述的二极管控制电路，其特征在于：在一个周期内，所述第一模式到所述第四模式中，任意多个模式之间进行组合。

7.根据权利要求6所述的二极管控制电路，其特征在于：

所述第一模式和所述第二模式组合；

或/且所述第二模式和所述第三模式组合；

或/且所述第三模式和所述第四模式组合。

8.根据权利要求7所述的二极管控制电路，其特征在于：组合的两种模式在每个周期中的时间比例可调。

9.根据权利要求6所述的二极管控制电路，其特征在于：从所述第一模式到所述第四模式依次切换。

10.根据权利要求1所述的二极管控制电路，其特征在于：所述第一节点和所述第二节点为芯片的引脚。

11.一种开关电源电路，其特征在于：包括如权利要求1～10任意一项所述的二极管控制电路。