本發(fā)明涉及LED照明領域，特別涉及一種LED驅動電路和驅動裝置。

背景技術：

圖1所示為常規(guī)線性恒流芯片的應用電路（即常規(guī)的LED驅動電路）。上述電路存在以下缺陷：當輸入電壓升高時，輸入功率會增加，這樣當市電電壓波動時，會有壓閃。

圖2為圖1電路圖中的兩個電壓和一個電流的波形圖，其中，Vac為整流橋的輸出電壓、Vref為恒流模塊60中電源V提供的參考電壓、Iled為LED燈串20的電流；虛線表示輸入的交流電偏高的情況，實線表示交流電正常的情況。從圖2中可以看出當Vac電壓升高時，Vref電壓保持不變，流過LED燈串的電流Iled的最大值保持不變；當電壓升高時，LED燈串導通的時間變長，系統(tǒng)的輸入功率升高。如圖3所示為輸入功率Pin隨整流橋的輸出電壓變化的曲線，市電電壓升高，則整流橋的輸出電壓Vac升高。從圖中可以看出當整流橋的輸出電壓Vac升高時，輸入功率基本隨著電壓的升高線性增長，故而形成壓閃。

因而現(xiàn)有技術還有待改進和提高。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種LED驅動電路和驅動裝置，在交流電升高時，通過減小LED燈串的電流來維持LED功率不變，實現(xiàn)改善壓閃的目的。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案：

一種LED驅動電路，與LED燈串連接，包括整流模塊、均值模塊、壓控分壓模塊和恒流模塊；

所述整流模塊對輸入到整流模塊的交流電進行整流，將整流得到的直流電輸出給LED燈串；所述均值模塊檢測LED燈串負極的電壓，將LED燈串負極的電壓均值輸出給壓控分壓模塊；所述壓控分壓模塊根據所述LED燈串負極的電壓均值產生一個參考電壓，在所述交流電升高時，降低參考電壓；所述恒流模塊對所述LED燈串進行恒流驅動，并在參考電壓降低時減小LED燈串的電流。

所述的LED驅動電路中，所述整流模塊的輸入端輸入交流電，所述整流模塊的輸出端通過LED燈串連接均值模塊的輸入端和恒流模塊，所述均值模塊的輸出端通過壓控分壓模塊連接恒流模塊的控制端。

所述的LED驅動電路中，所述均值模塊包括第一電阻、第二電阻、第一電容和第一MOS管；所述第一電阻的一端為均值模塊的輸入端，連接LED燈串的負極；所述第一電阻的另一端連接第一電容的一端和第二電阻的一端，所述第一電容的另一端接地，所述第二電阻的另一端連接第一MOS管的漏極和第一MOS管的柵極，所述第一MOS管的柵極為均值模塊的輸出端、還連接壓控分壓模塊的輸入端；所述第一MOS管的源極接地。

所述的LED驅動電路中，所述均值模塊包括采樣電阻、第一電阻、第二電阻、第一電容、第一MOS管和運算放大器；所述第一電阻的一端為均值模塊的輸入端，連接LED燈串的負極；所述第一電阻的另一端連接第一電容的一端、第二電阻的一端和運算放大器的同相輸入端，所述第一電容的另一端和第二電阻的另一端均接地，所述運算放大器的反相輸入端連接采樣電阻的一端和第一MOS管的源極，所述采樣電阻的另一端接地；所述運算放大器的輸出端為均值模塊的輸出端，連接壓控分壓模塊的輸入端和第一MOS管的柵極；所述第一MOS管的漏極連接外部供電端。

所述的LED驅動電路中，所述壓控分壓模塊包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一運算放大器和第二MOS管；所述第三電阻的一端連接LED燈串的負極，所述第三電阻的另一端連接第四電阻的一端和第一運算放大器的同相輸入端，所述第四電阻的另一端接地，所述第一運算放大器的反相輸入端連接第一運算放大器的輸出端和第五電阻的一端；所述第五電阻的另一端為壓控分壓模塊的輸出端，連接恒流模塊的控制端、第二MOS管的漏極和第六電阻的一端；所述第六電阻的另一端接地，所述第二MOS管的柵極為壓控分壓模塊的輸入端、連接均值模塊的輸出端，所述第二MOS管的源極接地。

所述的LED驅動電路中，所述恒流模塊包括第七電阻、第二運算放大器和第三MOS管；所述第二運算放大器的同相輸入端為恒流模塊的控制端，連接第五電阻的另一端；所述第二運算放大器的輸出端連接第三MOS管的柵極，所述第三MOS管的漏極連接LED燈串的負極，所述第三MOS管的源極連接第二運算放大器的反相輸入端和第七電阻的一端，所述第七電阻的另一端接地。

所述的LED驅動電路中，所述壓控分壓模塊還包括第一電壓源，所述第一電壓源的正極連接第四電阻的另一端，所述第一電壓源的負極接地。

所述的LED驅動電路中，所述LED驅動電路設置有N個LED燈串；所述恒流模塊，還用于對所有的LED燈串進行恒流驅動，在參考電壓降低時減小所有LED燈串的電流。

一種LED驅動裝置，包括PCB板和如上所述的LED驅動電路，所述LED驅動電路設置在所述PCB板上。

相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的LED驅動電路和驅動裝置中，所述LED驅動電路包括整流模塊、均值模塊、壓控分壓模塊和恒流模塊。所述均值模塊檢測LED燈串負極的電壓，將LED燈串負極的電壓均值輸出給壓控分壓模塊；壓控分壓模塊根據所述LED燈串負極的電壓均值產生一個參考電壓，在所述交流電升高時，降低參考電壓；恒流模塊在參考電壓降低時減小LED燈串的電流。由此，交流電壓升高時，LED燈串的導通時間變長，但是由于LED燈串的電流降低，故LED燈串的功率維持恒定，從而可以有效的改善壓閃。

附圖說明

圖1為常規(guī)的LED驅動電路的電路圖。

圖2為常規(guī)的LED驅動電路中，整流橋的輸出電壓、恒流模塊中的電源提供的參考電壓、LED燈串的電流在交流電升高前后的波形圖。

圖3為常規(guī)的LED驅動電路中，LED燈串的功率隨整流橋的輸出電壓變化的曲線圖。

圖4為本發(fā)明提供的LED驅動電路的結構框圖。

圖5為本發(fā)明提供的LED驅動電路的第一實施例的電路圖。

圖6為本發(fā)明第一實施例中，整流橋的輸出電壓、恒流模塊中的電源提供的參考電壓、LED燈串的電流在交流電升高前后的波形圖。

圖7為本發(fā)明第一實施例中，LED燈串的功率隨整流橋的輸出電壓變化的曲線圖。

圖8為本發(fā)明提供的LED驅動電路的第二實施例的電路圖。

圖9為本發(fā)明第二實施例中，整流橋的輸出電壓、恒流模塊中的電源提供的參考電壓、LED燈串的電流在交流電升高前后的波形圖。

圖10為本發(fā)明提供的LED驅動電路的第三實施例的結構框圖。

圖11為本發(fā)明提供的LED驅動電路的第四實施例的電路圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種LED驅動電路和驅動裝置。為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種LED驅動電路，請參閱圖4，所述LED驅動電路與LED燈串20連接，其包括整流模塊10、均值模塊30、壓控分壓模塊40和恒流模塊50。所述整流模塊10的輸入端輸入交流電，所述整流模塊10的輸出端通過LED燈串20連接均值模塊30的輸入端、壓控分壓模塊40的分壓輸入端和恒流模塊50的輸入端，所述均值模塊30的輸出端通過壓控分壓模塊40連接恒流模塊50的控制端。

所述整流模塊10對輸入到整流模塊10的交流電進行整流，將整流得到的直流電輸出給LED燈串20；所述均值模塊30檢測LED燈串20負極的電壓，將LED燈串20負極的電壓均值輸出給壓控分壓模塊40；所述壓控分壓模塊40根據所述LED燈串20負極的電壓均值產生一個參考電壓Vref，在所述交流電升高時，降低參考電壓Vref；所述恒流模塊50對所述LED燈串20進行恒流驅動，并在參考電壓Vref降低時減小LED燈串20的電流。

換而言之，所述整流模塊10，用于對輸入到整流模塊10的交流電進行整流，將整流得到的直流電輸出給LED燈串20。所述整流模塊10包括整流橋。

所述LED燈串20，由一個或多個LED燈串接而成。

所述均值模塊30，用于檢測LED燈串20負極的電壓，將LED燈串20負極的電壓均值Vledn_avg輸出給壓控分壓模塊40。

所述壓控分壓模塊40，用于根據所述LED燈串20負極的電壓以及LED燈串20負極的電壓均值Vledn_avg，輸出一個跟隨所述交流電變化或者跟隨所述LED燈串20負極的電壓均值Vledn_avg變化的參考電壓Vref，換而言之，用于根據所述LED燈串20負極的電壓Vledn以及LED燈串20負極的電壓均值Vledn_avg，產生一個參考電壓Vref，所述參考電壓Vref跟隨所述交流電變化或者跟隨所述LED燈串20負極的電壓均值Vledn_avg（是一個直流電壓）變化；所述LED燈串20負極的電壓Vledn隨著交流輸入電壓的變化而變化，是類似饅頭波的波形。所述壓控分壓模塊40在所述交流電（或Vledn_avg）升高時，降低參考電壓Vref；在所述交流電（或Vledn_avg）降低時，升高參考電壓Vref。

所述恒流模塊50，用于對所述LED燈串20進行恒流驅動，跟隨參考電壓Vref的升高或降低來升高或降低LED燈串20的電流Iled，使LED燈串20的功率維持不變；具體的，在參考電壓Vref升高時升高LED燈串的電流Iled，在參考電壓Vref降低時減小LED燈串的電流Iled。

由此，交流電升高時，LED燈串導通時間變長，LED燈串負極電壓Vledn升高，參考電壓Vref下降，從而LED燈串的電流下降，最終LED燈串的功率保持不變。交流電降低時，LED燈串導通時間變短，LED燈串負極電壓Vledn降低，參考電壓Vref上升，從而LED燈串的電流升高，最終LED燈串的功率保持不變，本發(fā)明有效的改善了壓閃。

進一步的，請參閱圖5，在本發(fā)明的第一實施例中，所述均值模塊30包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1和第一MOS管M1；所述第一電阻R1的一端為均值模塊30的輸入端，連接LED燈串20的負極；所述第一電阻R1的另一端連接第一電容C1的一端和第二電阻R2的一端，所述第一電容C1的另一端接地，所述第二電阻R2的另一端連接第一MOS管M1的漏極和第一MOS管M1的柵極，所述第一MOS管M1的柵極為均值模塊30的輸出端、還連接壓控分壓模塊40的輸入端；所述第一MOS管M1的源極接地。

LED燈串20下方的電壓經過第一電阻R1、第二電阻R2分壓，第一電容C1對分壓后的電壓進行濾波，得到穩(wěn)定的分壓電壓（LED燈串20負極的電壓均值Vledn_avg）。第二電阻R2中的電流流過二極管連接的第一MOS管M1，產生與整流輸出均值相關的電壓，即，均值模塊30輸出的電壓與整流模塊10輸出的電壓成比例關系。二極管連接的第一MOS管M1，也就是第一MOS管M1的Drain極與Gate極短接在一起。

所述壓控分壓模塊40包括第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第一運算放大器Q1和第二MOS管M2；所述第三電阻R3的一端為壓控分壓模塊40的分壓輸入端，連接LED燈串20的負極；所述第三電阻R3的另一端連接第四電阻R4的一端和第一運算放大器Q1的同相輸入端，所述第四電阻R4的另一端接地，所述第一運算放大器Q1的反相輸入端連接第一運算放大器Q1的輸出端和第五電阻R5的一端；所述第五電阻R5的另一端為壓控分壓模塊40的輸出端，連接恒流模塊50的控制端、第二MOS管M2的漏極和第六電阻R6的一端；所述第六電阻R6的另一端接地，所述第二MOS管M2的柵極為壓控分壓模塊40的輸入端、連接均值模塊30的輸出端，所述第二MOS管M2的源極接地。

第三電阻R3和第四電阻R4構成分壓電路，第一運算放大器Q1接成電壓跟隨器的形式，電壓跟隨器的輸出經過第五電阻R5、第六電阻R6分壓后輸出到恒流模塊50，第五電阻R5、第六電阻R6分壓后的輸出電壓就是參考電壓Vref。第二MOS管M2鏡像第一MOS管M1中的電流，根據市電輸出電壓的均值來調節(jié)參考電壓Vref。

所述第一MOS管M1與第二MOS管M2之間的鏡像比例為1:K，則從上述電路結構可以得出，第一MOS管M1中的電流I1為，第二MOS管M2中的電流I2為，則參考電壓Vref的計算公式如下：

公式（1）；

所述恒流模塊50包括第七電阻R7、第二運算放大器Q2和第三MOS管M3；所述第二運算放大器Q2的同相輸入端為恒流模塊50的控制端，連接第五電阻R5的另一端；所述第二運算放大器Q2的輸出端連接第三MOS管M3的柵極，所述第三MOS管M3的漏極連接LED燈串20的負極，所述第三MOS管M3的源極連接第二運算放大器Q2的反相輸入端和第七電阻R7的一端，所述第七電阻R7的另一端接地。

所述第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管均為NMOS管。

由此可知，所述LED燈串20的電流為Vref/r7，則LED燈串20的瞬時功率為（Vac-Vledn）*（Vref/r7），要使LED燈串20的平均功率維持不變，優(yōu)選的，將LED燈串20的平均功率維持在額定功率W附近即可。換而言之，所述第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6和第七電阻R7的阻值滿足如下公式：

公式（2）；

其中，r1為第一電阻的阻值，r2為第二電阻的阻值，r3為第三電阻的阻值，r4為第四電阻的阻值，r5為第五電阻的阻值，r6為第六電阻的阻值，r7為第七電阻的阻值，W為LED燈串的額定功率，Vac為整流模塊輸出的電壓，Vledn為LED燈串負極的電壓，Vledn_avg為LED燈串負極的電壓均值，T為交流電周期。由此可知，只需調整電路中的幾個電阻的阻值，按本發(fā)明提供的電路圖進行連接，不論輸入的交流電電壓如何高低變化，本發(fā)明均能自動調節(jié)，維持功率穩(wěn)定，極大的改善了壓閃，提高了LED燈串的顯示質量。

采用本發(fā)明提供的第一實施例的LED驅動電路，整流模塊10輸出的電壓Vac、參考電壓Vref和LED燈串20的電流Iled的波形圖如圖6所示，其中，實線波形表示交流電未升高時的情況，虛線波形表示交流電升高時的情況。從圖6中可以看出當Vac電壓升高時，Vref電壓會整體下降，流過LED燈串20中的電流Iled也會下降。當Vac電壓升高時，雖然LED導通的時間變長，但由于Iled減小，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入功率保持不變；同理，當Vac電壓降低時，雖然LED導通的時間變短，但由于Iled升高，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入功率保持不變。如圖7所示為輸入功率（LED燈串的功率Pin）隨輸入市電電壓變化的曲線，市電電壓變化也就相當于整流模塊輸出電壓Vac的變化，當輸入電壓低于AC 200V時，燈串不能充分點亮；當市電電壓升高至AC 200V以后，燈串可以充分點亮，隨著電壓的升高，輸入功率基本保持不變，從而可以實現(xiàn)改善壓閃的目的。

請參閱圖8，本發(fā)明提供的第二實施例中，所述壓控分壓模塊40在第一實施例的基礎上，還包括第一電壓源V1，所述第一電壓源V1的正極連接第四電阻R4的另一端，所述第一電壓源V1的負極接地。將第四電阻R4的下方接到第一電壓源V1（第一電壓源V1的電壓遠遠小于LED燈串20下方的電壓）上，這樣最終補償后的參考電壓Vref的表達式為：

；

同樣的，請參閱圖9，當Vac電壓升高時，Vref電壓會整體下降，流過LED中的電流Iled也會下降。當電壓升高時，雖然LED導通的時間變長，但由于Iled減小，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入功率保持不變。

請參閱圖10，本發(fā)明提供的第三實施例中，所述LED驅動電路設置有N個LED燈串20；對應的，所述恒流模塊50包括N個輸入端，每個輸入端均對應連接一個LED燈串20，即N個LED燈串20的負極連接所述恒流模塊50。所述恒流模塊50，還用于對所有的LED燈串20進行恒流驅動，在參考電壓降低時減小所有LED燈串20的電流。所述N為大于等于2的正整數，本實施例中，所述N為3，如此設置可以提高LED燈珠的利用率。

請參閱圖11，本發(fā)明提供的第四實施例中，所述均值模塊30包括采樣電阻R、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第一MOS管M1和運算放大器Q；所述第一電阻R1的一端為均值模塊20的輸入端，連接LED燈串20的負極；所述第一電阻R1的另一端連接第一電容C1的一端、第二電阻R2的一端和運算放大器Q的同相輸入端，所述第一電容C1的另一端和第二電阻R2的另一端均接地，所述運算放大器Q的反相輸入端連接采樣電阻R的一端和第一MOS管M1的源極，所述采樣電阻R的另一端接地；所述運算放大器Q的輸出端為均值模塊20的輸出端，連接壓控分壓模塊40的輸入端和第一MOS管M1的柵極；所述第一MOS管M1的漏極連接外部供電端VDD。由此可知，本發(fā)明提供的LED驅動電路中，所述均值模塊30可以采用兩種方案，方案一如第一實施例所述，方案二如第四實施例所述。

在本實施例中，所述第一MOS管M1中的電流I1為，其中，r為采樣電阻R的阻值。第二MOS管M2中的電流I2為，則參考電壓Vref的計算公式如下：

，其他部分的原理在前述實施例中已闡述，在此不再贅述。

基于上述實施例提供的LED驅動電路，本發(fā)明還提供一種LED驅動裝置，包括PCB板和如上所述的LED驅動電路，所述LED驅動電路設置在所述PCB板上。所述LED驅動裝置可以是LED驅動芯片，也可以是定制的驅動設備。由于所述LED驅動裝置的具體原理和詳細技術特征在上述實施例中已詳細闡述，在此不再贅述。

可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。