本發(fā)明涉及LED顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種自適應鉗位的LED線性恒流控制電路以及LED發(fā)光裝置。

背景技術(shù)：

目前，LED作為一種新型光源，因其具備亮度強、能耗低且壽命長的優(yōu)點而被廣泛應用于各個領(lǐng)域。由于LED具有固定的正向?qū)妷?，只有達到LED的正向?qū)妷簳r，LED燈才能發(fā)光，LED導通后，為了保證LED燈能夠正常穩(wěn)定地工作，需要對流過LED的電流進行控制，而傳統(tǒng)的LED燈串的控制方法僅是通過將一定數(shù)量的電阻和特定數(shù)量的LED的連接在一起(如圖1所示)，通過電阻限流的方式來控制流過LED的電流，而在市電供電條件下，輸入線網(wǎng)波動無法避免，采用上述方式對LED燈串進行控制時，不僅不能保證LED燈恒流，尤其是在線網(wǎng)向上波動時，流過LED燈的峰值電流會增加，極大可能會達到LED的額定電流從而損壞LED，同時電流的增加也會導致串聯(lián)的電阻的功率超過額定功率從而損壞電阻。在大規(guī)模系統(tǒng)配合使用時，不僅可靠性差，而且會因為個別LED燈串的損壞對整個系統(tǒng)造成視覺上的差異，影響應用。

為了解決上述傳統(tǒng)的LED燈串的控制方法所存在的問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了兩種解決方法。第一種方案是通過在燈珠串中串接一個具有線性恒流控制電路的芯片(如圖2所示)，通過芯片來控制恒流，其工作原理為，當輸入電壓達到芯片啟動電壓及LED串的正向?qū)▔航抵蜁r，LED開始有電流流過，芯片開始工作，系統(tǒng)通過芯片來控制電流，達到恒流的目的。由于LED串總的正向?qū)▔航狄∮谳斎腚妷悍逯?，輸入電壓峰值和LED串總的正向?qū)▔航抵罹┘拥骄€性恒流控制芯片上，這對線性恒流控制芯片的耐壓和功耗都有很大的要求，而且在實際應用中，輸入電源的線網(wǎng)波動無法避免，這就極大的考驗恒流控制芯片的耐壓和功耗，而且在系統(tǒng)應用環(huán)境中對芯片的封裝和外圍器件都要嚴格的要求，這就導致這種方案雖然能恒流，但不能解決輸入電壓波動帶來的恒流控制芯片功耗的問題，尤其是大電流和范圍較大的線網(wǎng)波動應用時。

第二種方案是通過在燈珠串中串聯(lián)一定數(shù)量的具有線性恒流控制電路的芯片，并將相同數(shù)量的鉗位管串聯(lián)到芯片兩端(如圖3所示)，通過芯片內(nèi)部電路和外部鉗位管配合來適應線網(wǎng)的波動，其工作原理為，在實際應用中由于芯片片間偏差，串聯(lián)芯片的輸出驅(qū)動能力大小不一，驅(qū)動能力最弱的芯片，會率先達到鉗位電壓，然后驅(qū)動能力從弱到強依次達到鉗位管電壓，從而適應線網(wǎng)波動，雖然這樣可以保證恒流輸出，并且在線網(wǎng)波動時不會損壞LED，但鉗位管的電壓恒定，在不同輸出電流的情況下，為了保證正常工作對鉗位管的電壓和串接芯片數(shù)量均有要求，這會造成系統(tǒng)成本高，兼容性差，同時由于應用環(huán)境的限制，芯片和外圍器件的增多還會增加布板難度。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)雖然可以解決現(xiàn)有問題，但均存在安全性、兼容性、布板及成本的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述安全性、兼容性及成本的缺陷，提供一種自適應鉗位的LED線性恒流控制電路以及LED發(fā)光裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種LED線性恒流控制電路，用于與LED燈組連接，包括：

基準電壓模塊，用于提供基準電壓；

電流輸出模塊，其輸入端與LED燈組連接、其輸出端作為LED線性恒流控制電路的內(nèi)部地與下一個LED燈組或者與系統(tǒng)地連接，用于在其輸入端的電壓達到啟動電壓時導通，并根據(jù)所述基準電壓確定輸出電流；

鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊，用于采樣所述輸出電流，并生成與所述輸出電流反相關(guān)的第一鉗位參考電壓；

鉗位模塊，用于根據(jù)所述第一鉗位參考電壓產(chǎn)生相應的第一級鉗位電壓。

在本發(fā)明所述的LED線性恒流控制電路中，所述基準電壓模塊還用于提供第二鉗位參考電壓，所述鉗位模塊包括：

電壓采樣模塊，用于采樣電流輸出模塊的與LED連接的輸入端的電壓；

第一級鉗位模塊，用于根據(jù)所述第一鉗位參考電壓產(chǎn)生第一鉗位電壓，當電壓采樣模塊采樣的電壓超過第一鉗位電壓時啟動第一級鉗位工作以使電壓采樣模塊采樣到的電壓鉗位在所述第一鉗位電壓以內(nèi)，否則不工作；

第二級鉗位模塊，用于根據(jù)所述第二鉗位參考電壓產(chǎn)生相應的第二鉗位電壓，當電壓采樣模塊采樣到的電壓超過第二鉗位電壓時啟動第二級鉗位工作以使電壓采樣模塊采樣的電壓鉗位在所述第二鉗位電壓以內(nèi)，否則不工作；

鉗位電流控制模塊，用于控制所述第一級鉗位模塊和第二級鉗位模塊在鉗位工作時的最大電流以確保恒流精度。

在本發(fā)明所述的LED線性恒流控制電路中，所述基準電壓模塊還用于提供第三鉗位參考電壓，所述鉗位模塊還包括：

第三級鉗位模塊，用于根據(jù)所述第三鉗位參考電壓產(chǎn)生相應的第三鉗位電壓，當電壓采樣模塊采樣到的電壓超過第三鉗位電壓時啟動第三級鉗位工作以使電壓采樣模塊采樣的電壓鉗位在所述第三鉗位電壓以內(nèi)，否則不工作，并在第三級鉗位工作時調(diào)控與電流輸出模塊連接的LED燈組的電流。

在本發(fā)明所述的LED線性恒流控制電路中，所述電流輸出模塊包括輸出電流控制模塊和輸出電流控制電阻，其中，所述輸出電流控制模塊包括一個第一運算放大器、N溝道的第一MOS管和第二MOS管、第一電阻，第一運算放大器的同相輸入端與所述基準電壓模塊連接以接收所述基準電壓，異相輸入端與第三級鉗位模塊連接以獲取其輸出的電流，異相輸入端還經(jīng)由第一電阻連接第一MOS管和第二MOS管的源極，第一運算放大器的輸出端連接第一MOS管和第二MOS管的柵極，第一MOS管和第二MOS管的柵極連接在一起后與鉗位電流控制模塊連接，第一MOS管和第二MOS管的源極接在一起后與所述輸出電流控制電阻的一端連接，輸出電流控制電阻的另一端作為所述內(nèi)部地，第一MOS管的漏極作為電流輸出模塊的輸入端，第二MOS管的漏極與所述鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊連接。

在本發(fā)明所述的LED線性恒流控制電路中，所述電壓采樣模塊包括第一采樣電阻和第二采樣電阻，所述第一級鉗位模塊包括第二運算放大器和N溝道的第三MOS管，所述第二級鉗位模塊包括第三運算放大器和N溝道的第四MOS管，所述第三級鉗位模塊包括第四運算放大器和N溝道的第五MOS管，所述鉗位電流控制模塊包括第五運算放大器以及N溝道的第六MOS管和第七MOS管；

所述第一采樣電阻和第二采樣電阻串接在電流輸出模塊的輸入端和內(nèi)部地之間，所述第一采樣電阻和第二采樣電阻的連接節(jié)點同時分別連接至第二運算放大器、第三運算放大器、第四運算放大器的同相輸入端，第二運算放大器的異相輸入端與鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊連接以接收所述第一鉗位參考電壓，第三運算放大器的異相輸入端與基準電壓模塊連接以接收所述第二鉗位參考電壓，第四運算放大器的異相輸入端與基準電壓模塊連接以接收所述第三鉗位參考電壓，第三MOS管、第四MOS管的漏極均連接至電流輸出模塊的輸入端，第三MOS管的柵極連接至第二運算放大器的輸出端、源極連接至第六MOS管的漏極，第四MOS管的柵極連接至第三運算放大器的輸出端、源極連接至第七MOS管的漏極，第六MOS管和第七MOS管的柵極連接在一起后與電流輸出模塊內(nèi)的第一MOS管和第二MOS管的柵極連接，第六MOS管和第七MOS管的源極連接在一起后與第五運算放大器的輸出端連接，第五運算放大器的同相輸入端連接所述基準電壓模塊以接收所述基準電壓、異相輸入端與輸出端連接，第五MOS管的柵極連接至第四運算放大器的輸出端、源極連接至內(nèi)部地、漏極連接電流輸出模塊內(nèi)的第一運算放大器的異相輸入端。

在本發(fā)明所述的LED線性恒流控制電路中，所述鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊包括：

輸出電流采樣模塊，輸入端連接所述電流輸出模塊，用于獲取所述輸出電流并產(chǎn)生一個和輸出電流成比例的采樣電流；

第一鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊，輸入端連接所述輸出電流采樣模塊的輸出端，輸出端連接第一級鉗位模塊，用于將所述采樣電流轉(zhuǎn)換成相應的電壓以作為所述第一鉗位參考電壓。

在本發(fā)明所述的LED線性恒流控制電路中，所述第一鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊包括乘法器，所述輸出電流采樣模塊包括兩個電流鏡，第一個電流鏡的輸入端連接所述電流輸出模塊、輸出端連接第二個電流鏡的輸入端，第二個電流鏡的輸出端連接乘法器的輸入端，乘法器的輸出端連接第一級鉗位模塊。

本發(fā)明還公開了一種LED發(fā)光裝置，包括：用于與市電連接的整流輸入模塊、N個LED燈組以及N個所述的LED線性恒流控制電路，N個LED燈組以及N個LED線性恒流控制電路串接在整流輸入模塊的正輸出端和負輸出端之間，且LED燈組和LED線性恒流控制電路間隔排列。

實施本發(fā)明的自適應鉗位的LED線性恒流控制電路以及LED發(fā)光裝置，具有以下有益效果：本發(fā)明實現(xiàn)了在極少外圍元件的前提下，根據(jù)采樣的輸出電流，產(chǎn)生與其反相關(guān)的鉗位電壓，在輸出電流小的時候，相應地設(shè)置大的鉗位電壓值，在輸出電流大的時候，相應地設(shè)置小的鉗位電壓值，保證芯片功耗滿足要求；進一步地，在輸入線網(wǎng)波動較大的時候，增加了第二級、第三級鉗位，從而提高了系統(tǒng)適應輸入線網(wǎng)波動的能力，保證芯片不會損壞，同時內(nèi)置鉗位電流控制模塊，控制所述第一級鉗位模塊和第二級鉗位模塊在鉗位工作時的最大電流以確保恒流精度，實現(xiàn)恒流輸出的同時解決了安全性、兼容性、布板及成本的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖：

圖1是第一種傳統(tǒng)LED線性恒流控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是第二種傳統(tǒng)LED線性恒流控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是第三種傳統(tǒng)LED線性恒流控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明較佳實施例的LED發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4中的電流輸出模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖4中的鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖4中的鉗位模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的自適應鉗位的LED線性恒流控制電路包括：基準電壓模塊，用于提供基準電壓；電流輸出模塊，其輸入端與LED燈組連接、其輸出端作為LED線性恒流控制電路的內(nèi)部地與下一個LED燈組或者與系統(tǒng)地連接，用于在其輸入端的電壓達到啟動電壓時導通，并根據(jù)所述基準電壓確定輸出電流；鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊，用于采樣所述輸出電流，并生成與所述輸出電流反相關(guān)的第一鉗位參考電壓；鉗位模塊，用于根據(jù)所述第一鉗位參考電壓產(chǎn)生相應的第一級鉗位電壓。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術(shù)方案進行詳細的說明，應當理解本發(fā)明實施例以及實施例中的具體特征是對本申請技術(shù)方案的詳細的說明，而不是對本申請技術(shù)方案的限定，在不沖突的情況下，本發(fā)明實施例以及實施例中的技術(shù)特征可以相互組合。

參考圖4，LED發(fā)光裝置包括：用于與市電連接的整流輸入模塊100、n個LED燈組以及n個LED線性恒流控制電路、n個LED燈組以及n個LED線性恒流控制電路串接在整流輸入模塊的正輸出端和負輸出端之間，且LED燈組和LED線性恒流控制電路間隔排列。整流輸入模塊100的負輸出端作為系統(tǒng)地。n個LED燈組即圖中的LED燈組200₁～200_n，n個LED線性恒流控制電路即圖中的300₁～300_n，整流輸入模塊100為LED燈組200₁～200_n和LED線性恒流控制電路300₁～300_n提供輸入電壓的整流輸入模塊100，n為大于等于1的正整數(shù)。其中，每個LED燈組中的LED個數(shù)可以相等也可以不等。

以圖4中的LED線性恒流控制電路300_n為例，LED線性恒流控制電路300_n包括：

基準電壓模塊310_n，用于提供基準電壓Vref、第二鉗位參考電壓VZ2、第三鉗位參考電壓VZ3；

電流輸出模塊340_n，其輸入端與LED燈組連接、其輸出端作為LED線性恒流控制電路300_n的內(nèi)部地與下一個LED燈組或者與系統(tǒng)地連接，用于在其輸入端的電壓達到啟動電壓時導通，并根據(jù)所述基準電壓Vref確定輸出電流；

鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊320_n，用于采樣所述輸出電流，并生成與所述輸出電流反相關(guān)的第一鉗位參考電壓VZ1；

鉗位模塊330_n，包括電壓采樣模塊335_n、第一級鉗位模塊331_n、第二級鉗位模塊332_n、第三級鉗位模塊333_n、鉗位電流控制模塊334_n，其中：

電壓采樣模塊335_n，用于采樣電流輸出模塊340_n的輸入端的電壓OUT_n，注意，此處的電壓OUT_n指的是相對LED線性恒流控制電路300_n的內(nèi)部地的電壓，而非系統(tǒng)地；

第一級鉗位模塊331_n，用于根據(jù)所述第一鉗位參考電壓VZ1產(chǎn)生第一鉗位電壓Z1，當電壓采樣模塊采樣的電壓OUT_n超過第一鉗位電壓Z1時啟動第一級鉗位工作以使電壓采樣模塊采樣到的電壓OUT_n鉗位在所述第一鉗位電壓Z1以內(nèi)，否則不工作；

第二級鉗位模塊332_n，用于根據(jù)所述第二鉗位參考電壓VZ2產(chǎn)生相應的第二鉗位電壓Z2，當電壓采樣模塊采樣到的電壓OUT_n超過第二鉗位電壓Z2時啟動第二級鉗位工作以使電壓采樣模塊采樣的電壓OUT_n鉗位在所述第二鉗位電壓Z2以內(nèi)，否則不工作；

第三級鉗位模塊333_n，用于根據(jù)所述第三鉗位參考電壓VZ3產(chǎn)生相應的第三鉗位電壓Z3，當電壓采樣模塊采樣到的電壓OUT_n超過第三鉗位電壓Z3時啟動第三級鉗位工作以使電壓采樣模塊采樣的電壓OUT_n鉗位在所述第三鉗位電壓Z3以內(nèi)，否則不工作，并在第三級鉗位工作時調(diào)控與電流輸出模塊連接的LED燈組的電流；

鉗位電流控制模塊334_n，用于控制所述第一級鉗位模塊331_n和第二級鉗位模塊332_n在鉗位工作時的最大電流以確保恒流精度。

其中，每個基準電壓模塊310_n內(nèi)的Vref、VZ1、VZ2的數(shù)值是固定的；第一鉗位電壓Z1的大小和輸出電流有直接的關(guān)系；第二鉗位電壓Z2的大小是確定的，和輸出電流無關(guān)；第三鉗位電壓Z3的大小和輸入電壓峰值有關(guān)。

繼續(xù)參考圖4，結(jié)合圖5，電流輸出模塊340_n包括輸出電流控制模塊CTR_n和輸出電流控制電阻Re，其中，所述輸出電流控制模塊CTR_n包括一個第一運算放大器OP、N溝道的第一MOS管M01和第二MOS管M02、第一電阻R1。

具體的，運算放大器OP的同相輸入端與基準電壓模塊310_n連接以接收所述基準電壓Vref，異相輸入端與第三級鉗位模塊333_n連接以獲取其輸出的電流Icon，異相輸入端還經(jīng)由電阻R1連接MOS管M01和M02的源極，運算放大器OP的輸出端連接MOS管M01和M02的柵極，MOS管M01和M02的柵極連接在一起后與鉗位電流控制模塊334_n連接，MOS管M01和M02的源極接在一起后與電阻Re的一端連接，電阻Re的另一端作為電流輸出模塊340_n的輸出端，也即LED線性恒流控制電路的內(nèi)部地，MOS管M01的漏極作為電流輸出模塊340_n的輸入端，用于連接燈組的輸出端，其電壓表示為OUTn，MOS管M02的漏極與鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊320_n連接以輸出采樣電流I_sample。

繼續(xù)參考圖4，結(jié)合圖6，鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊320_n包括：

輸出電流采樣模塊321_n，輸入端連接電流輸出模塊340_n，用于獲取所述輸出電流I_sample，然后經(jīng)過電流鏡處理輸出一個和輸出電流I_sample成比例的采樣電流I3；

第一鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊322_n，輸入端連接輸出電流采樣模塊321_n的輸出端，輸出端連接第一級鉗位模塊331_n，用于將所述采樣電流I_sample轉(zhuǎn)換成相應的電壓以作為第一鉗位參考電壓VZ1。

參考圖6，第一鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊322_n包括乘法器，輸出電流采樣模塊321_n包括電流鏡4和電流鏡5，電流鏡5的輸入端連接輸出電流控制模塊CTR_n內(nèi)的MOS管M02的漏極、輸出端連接電流鏡4的輸入端，電流鏡4的輸出端連接乘法器的輸入端，乘法器的輸出端連接第一級鉗位模塊331_n以輸出第一鉗位參考電壓VZ1。其中，乘法器的具體結(jié)構(gòu)并不做限制，只要能將電流轉(zhuǎn)換為相應的電壓即可。

假設(shè)圖6中的電路中的NPN管嚴格匹配，具有相同的增益β且足夠大，以至于可以忽略基極電流的影響，根據(jù)乘法器的特性(乘法器的具體工作原理不再敘述)，有以下公式成立：

I₁*I₂＝I₃*I₄

其中I₁及I₂成鏡像關(guān)系，同時也為偏置電流，可以認定為固定不變，I₃等于采樣輸出電流I_sample，從而有以下公式成立：

根據(jù)圖6中的電路又有以下公式成立：

VZ1＝I₅*R2

其中I₄及I₅成鏡像關(guān)系，假定K*I₄＝I₅，又有以下公式成立：

K，R2，I₁，I₂均為乘法器的確定的值，由此可以得到一個和輸出電流成固定關(guān)系的電壓VZ1。

繼續(xù)參考圖4，結(jié)合圖7，電壓采樣模塊335_n包括采樣電阻Ra、Rb，第一級鉗位模塊331_n包括運算放大器OP1和N溝道的MOS管M1，所述第二級鉗位模塊332_n包括運算放大器OP2和N溝道的MOS管M2，所述第三級鉗位模塊333_n包括運算放大器OP3和N溝道的MOS管M3，所述鉗位電流控制模塊334_n包括運算放大器OP4和N溝道的MOS管M4、M5。

采樣電阻Ra、Rb串接在電流輸出模塊340_n的輸入端和內(nèi)部地之間，即串接在上一個LED燈組和下一個LED燈組之間，或者對于最后一個LED燈組來說，串接在LED燈組和系統(tǒng)地之間，采樣電阻Ra、Rb的連接節(jié)點同時分別連接至運算放大器OP1、OP2、OP3的同相輸入端，OP1的異相輸入端與鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊320_n連接以接收所述第一鉗位參考電壓VZ1，OP2的異相輸入端與基準電壓模塊310_n連接以接收所述第二鉗位參考電壓VZ2，OP3的異相輸入端與基準電壓模塊310_n連接以接收所述第三鉗位參考電壓VZ3，MOS管M1、M2的漏極均連接至電流輸出模塊340_n的輸入端，即燈組n的輸出端，MOS管M1的柵極連接至OP1的輸出端、源極連接至MOS管M4的漏極，MOS管M2的柵極連接至OP2的輸出端、源極連接至MOS管M5的漏極，MOS管M4、M5的柵極連接在一起后與電流輸出模塊340_n內(nèi)的MOS管M01、M02的柵極連接，MOS管M4、M5的源極連接在一起后與OP4的輸出端連接，OP4的同相輸入端連接所述基準電壓模塊310_n以接收所述基準電壓Vref、異相輸入端與輸出端連接，MOS管M3的柵極連接至OP3的輸出端、源極連接至內(nèi)部地、漏極連接電流輸出模塊340_n的OP1的異相輸入端。

以下面結(jié)合本發(fā)明實施例，詳細闡述本發(fā)明的工作原理。

如參考圖4所示，n個LED燈組以及n個LED線性恒流控制電路，連接方式采用串聯(lián)接法，LED燈組200₁與LED線性恒流控制電路300₁對應，LED燈組200₂與LED線性恒流控制電路300₂對應，以此類推，LED燈組200_n與LED線性恒流控制電路300_n對應。

在實際應用中，LED線性恒流控制電路300₁～300_n內(nèi)部參數(shù)會不可避免的出現(xiàn)偏差，所以LED線性恒流控制電路300₁～300_n中的基準電壓模塊310₁～310_n的輸出Vref₁～Vref_n必然大小不一，假定Vref₁～Vref_n的大小關(guān)系如下：

Vref₁＜Vref₃＜Vref₃…＜Vref_n-1＜Vref_n

Vref₁～Vref_n與電阻Re共同確定的輸出電流Iout₁～Iout_n必然存在大小差異，假定LED線性恒流控制電路300₁的輸出電流Iout₁如下所示：

LED線性恒流控制電路300₂的輸出電流Iout₂如下所示：

依此類推，LED線性恒流控制電路300_n的輸出電流Iout_n如下所示：

根據(jù)上述假定亦可得出LED線性恒流控制電路300₁～300_n的輸出電流Iout₁～Iout_n的關(guān)系如下所示：

Iout₁＜Iout₂＜Iout₃…＜Iout_n-1＜Iout_n

在整流橋BD接入交流電AC時，輸入電壓從0V開始上升，當輸入電壓達到所有LED燈組200₁～200_n的正向?qū)妷阂约按?lián)的所有LED線性恒流控制電路300₁～300_n的啟動電壓V_s1～V_sn時，對于輸出電流控制模塊CTR₁，由于OP的同相輸入端所輸入的參考電壓Vref₁大于其異相輸入端的電壓，所以O(shè)P的輸出端輸出高電平驅(qū)動M₁及M2導通，此時所有LED燈組中的所有LED發(fā)光，M01及M02的源極電壓與基準電壓Vref₁相等，則電阻Re與M01及M02連接的一端的電壓大小也為基準電壓Vref₁，M01的漏極到源極的電壓差以及電阻Re上的壓降即為LED線性恒流控制電路300₁的啟動電壓V_s1，因此，所有LED燈組此時的導通電流I如下式所示：

跟據(jù)假定Vref₁＜Vref₂＜Vref₃…＜Vref_n-1＜Vref_n，對于串聯(lián)接法的所有LED線性恒流控制電路的電流均為Iout₁，由于輸出電流控制模塊CTR₂電路中的OP的同相輸入端所輸入的參考電壓Vref₂大于其異相輸入端的電壓Vref₁，其中Vref₁＝Iout₁*Re，所以CTR₂中的M01及M02導通，但此時M01及M02工作在線性區(qū)，M01的漏極到源極的電壓差以及電阻Re上的壓降即為LED線性恒流控制電路300₂的啟動電壓V_s2。以此類推，CTR₃～CTR_n中的M01及M02均工作在線性區(qū)，M01及M02漏極到源極的電壓差以及電阻Re上的壓降均為LED線性恒流控制電路300₃到LED線性恒流控制電路300_n的啟動電壓V_s3～V_sn。

同時對于所有LED線性恒流控制電路300₁～300_n來說，其內(nèi)部的鉗位模塊330_n均工作在非鉗位狀態(tài)，300₁～300_n的鉗位參考電壓產(chǎn)生模塊320₁～320_n均產(chǎn)生相同的且跟Iout₁大小反相關(guān)的第一鉗位參考電壓VZ1，從而300₁～300_n的鉗位電壓均被設(shè)置為Z₁，此時CTR₁～CTR_n的與LED燈組連接的輸入端的電壓OUT₁～OUT_n均為LED線性恒流控制電路的啟動電壓V_s1～V_sn。

結(jié)合圖7，OUT₁～OUT_n對應為V_s1～V_sn，從圖中可以看出運算放大器OP1、運算放大器OP2及運算放大器OP3的同相輸入端均為：

此時VZ1₁>VO₁，VZ1₂>VO₂，以此類推，VZ1_n>VO_n。所以第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n均關(guān)斷，第一級鉗位不工作，為了后續(xù)理解，這里需要強調(diào)的是，M4₁～M4_n及運算放大器OP4₁～OP4_n的功能是為了確定第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n流過的最大電流IM1_{1_max}～IM1_{n_max}，在電路中，Iout₁～Iout_n在實際中的偏差被設(shè)置為小于最大電流IM1_{1_max}～IM1_{n_max}，電路設(shè)計IM1_{1_max}+Iout₁＞Iout_n。對于鉗位電流控制模塊334₁～334_n中的M5₁～M5_n及OP5₁～OP5_n，它們的功能是為了限制第二級鉗位模332₁～332_n中的M2₁～M2_n流過的最大電流IM2_{1_max}～IM2_{n_max}，在電路中，Iout₁～Iout_n的偏差被設(shè)置為小于最大電流IM2_{1_max}～IM2_{n_max}，電路設(shè)計IM2_{1_max}+Iout₁＞Iout_n，同時后續(xù)提到的流過M1₁～M1_n的電流均是小于或者等于IM1_{1_max}～IM1_{n_max}，流過M2₁～M2_n的電流均是小于或者等于IM2_{1_max}～IM2_{n_max}；

隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR₁的與LED燈組200₁連接的輸入端的電壓OUT₁將會上升直到Z₁，此時VZ1₁＝VO₁，VZ1₂>VO₂，VZ1₃>VO₃，以此類推，VZ1_n>VO_n。所以第一級鉗位模塊331₁啟動第一級鉗位工作，其中的M1₁開啟，此時流過LED燈組的電流等于Iout₁加上流過M1₁的電流IM1₁，當Iout₁+IM1₁＝Iout₂時，輸出電流控制模塊CTR₂的電壓OUT₂將會上升，此時LED線性恒流控制電路300₁工作在第一級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于Iout₂；

隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR₂與LED燈組200₂連接的輸入端的電壓OUT₂將會上升直到Z₁，此時VZ1₁＝VO₁，VZ1₂＝VO₂，VZ1₃>VO₃，以此類推，VZ1_n>VO_n。所以第一級鉗位模塊331₂中的M1₂開啟，此時流過LED燈組的電流等于Iout₂加上流過M1₂電流IM1₂，當Iout₂+IM1₂＝Iout₃時，輸出電流控制模塊CTR₃的電壓OUT₃將會上升，此時LED線性恒流控制電路300₁～300₂工作在第一級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于Iout₃；

以此類推，隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR_n-1的與LED燈組200_n-1連接的輸入端的電壓OUT_n-1將會上升直到Z₁，LED線性恒流控制電路300_n-1達到第一級鉗位，此時VZ1₁＝VO₁，VZ1₂＝VO₂，VZ1₃＝VO₃，以此類推，VZ1_n-1＝VO_n-1，VZ1_n>VO_n。所以LED線性恒流控制電路300_n-1的鉗位模塊330_n-1的第一級鉗位模塊331_n-1中的M1_n-1開啟，此時流過LED燈組的電流等于Iout_n-1加上流過LED線性恒流控制電路300_n-1的鉗位模塊330_n-1的第一級鉗位模塊331_n-1中的M1_n-1電流IM1_n-1，當Iout_n-1+IM1_n-1＝Iout_n時，LED線性恒流控制電路300_n的輸出電流控制模塊CTR_n的輸入端電壓OUT_n將會上升，此時LED線性恒流控制電路300₁～300_n-1工作在第一級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于Iout_n；

隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR_n的輸入端電壓OUT_n將會上升直到Z₁，LED線性恒流控制電路300_n達到第一級鉗位，此時VZ1₁＝VO₁，VZ1₂＝VO₂，VZ1₃＝VO₃，以此類推，VZ1_n＝VO_n。所以第一級鉗位模塊331_n中的M1_n開啟，此時流過LED燈組的電流等于Iout_n加上第一級鉗位模塊331_n中的M1_n電流IM1_n，當Iout_n+IM1_n＝Iout₁+IM1_{1_max}時，輸出電流控制模塊CTR₁的電壓OUT₁將會從電壓Z₁的基礎(chǔ)上上升，此時LED線性恒流控制電路300₁～300_n工作在第一級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于(Iout_n+IM1_n)，同時也等于(Iout₁+IM1_{1_max})；

以上，所有LED線性恒流控制電路300₁～300_n均工作在第一級鉗位，此時如果輸入電壓繼續(xù)上升，輸出電流控制模塊CTR₁的輸入端電壓OUT₁將會上升直到Z₂，同時鉗位模塊330₁中的第二級鉗位電路332₁開始工作。

同樣參考圖7，從圖中可以看出運算放大器OP1、運算放大器OP2及運算放大器OP3的同相輸入端均為：

此時VZ2₁＝VO₁，VZ2₂>VO₂，以此類推，VZ2_n>VO_n。所以第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n均開啟，鉗位模塊330₁中的第二級鉗位模塊332₁中的M2₁開啟，鉗位模塊330₂～330_n的第二級鉗位模塊332₂～332_n中的M2₂～M2_n關(guān)閉，此時LED線性恒流控制電路300₂～300_n均工作在第一級鉗位，LED線性恒流控制電路300₁工作在第二級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于Iout₁+IM1_{1_max}加上流過鉗位模塊330₁的第二級鉗位模塊332₁中的M2₁電流IM2₁，當Iout₁+IM1_{1_max}+IM2₁＝Iout₂+IM1_{2_max}時，輸出電流控制模塊CTR₂的輸入端電壓OUT₂將會在Z₁基礎(chǔ)上上升，此時流過LED燈組的電流等于

隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR₂的輸入端電壓OUT₂將會上升直到Z₂，LED線性恒流控制電路300₂達到第二級鉗位，此時VZ2₁＝VO₁，VZ2₂＝VO₂，VZ2₃>VO₃，以此類推，VZ2_n>VO_n。所以鉗位模塊330₁～330_n的第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n均開啟，鉗位模塊330₂中的第二級鉗位模塊332₂中的M2₂開啟，鉗位模塊330₃～330_n的第二級鉗位模塊332₃～332_n中的M2₃～M2_n關(guān)閉，此時LED線性恒流控制電路300₃～300_n均工作在第一級鉗位，LED線性恒流控制電路300₁～300₂工作在第二級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于Iout₂+IM1_{2_max}加上流過鉗位模塊330₂的第二級鉗位模塊332₂中的M2₂電流IM2₂，當Iout₂+IM1_{2_max}+IM2₂＝Iout₃+IM1_{3_max}時，LED線性恒流控制電路300₃的輸出電流控制模塊CTR₃的輸入端電壓OUT₃將會在第一級鉗位電壓Z₁基礎(chǔ)上上升，此時流過LED燈組的電流等于

以此類推，隨著輸入電壓的上升，LED線性恒流控制電路300_n-1的輸出電流控制模塊CTR_n-1的輸入端電壓OUT_n-1將會上升直到Z₂，LED線性恒流控制電路300_n-1達到第二級鉗位，此時VZ2₁＝VO₁，VZ2₂＝VO₂，VZ2₃＝VO₃，以此類推，VZ2_n-1＝VO_n-1，VZ2_n>VO_n。所以所有鉗位模塊330₁～330_n的第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n均開啟，鉗位模塊330_n-1中的第二級鉗位模塊332_n-1中的M2_n-1開啟，鉗位模塊330_n的第二級鉗位模塊332_n中的M2_n關(guān)閉，此時LED線性恒流控制電路300_n工作在第一級鉗位，LED線性恒流控制電路300₁～300_n-1工作在第二級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于(Iout_n-1+IM1_{n-1_max})加上流過鉗位模塊330_n-1的第二級鉗位模塊332_n-1中的M2_n-1電流IM2_n-1，當Iout_n-1+IM1_{n-1_max}+IM2_n-1＝Iout_n+IM1_{n_max}時，LED線性恒流控制電路300_n的輸出電流控制模塊CTR_n的輸入端電壓OUT_n將會在第一級鉗位電壓Z₁基礎(chǔ)上上升，此時流過LED燈組的電流等于(Iout_n+IM1_{n_max})；

隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR_n的輸入端電壓OUT_n將會上升直到Z₂，LED線性恒流控制電路300_n達到第二級鉗位，此時對于VZ2₁＝VO₁，VZ2₂＝VO₂，VZ2₃＝VO₃，以此類推，VZ2_n＝VO_n。鉗位模塊330_n的第二級鉗位模塊332_n中的M2_n開啟，此時流過LED燈組的電流等于(Iout_n+IM1_{n_max})加上流過LED線性恒流控制電路300_n的鉗位模塊330_n的第二級鉗位模塊332_n中的M2_n電流IM2_n，當Iout_n+IM1_{n_max}+IM2_n＝Iout₁+IM1_{1_max}+IM2_{1_max}時，LED線性恒流控制電路300₁的輸出電流控制模塊CTR₁的輸入端電壓OUT₁將會從第二級鉗位電壓Z₂的基礎(chǔ)上升，此時LED線性恒流控制電路300₁～300_n工作在第二級鉗位，此時流過LED燈組的電流等于同時也等(Iout₁+IM1_{1_max}+IM2_{1_max})；

參考圖5和圖7，圖5中運算放大器OP正常工作時同相輸入端和異相輸入端電壓相等，如果沒有電流流過R1，那么R1的第一端和R1的第二端電壓相等，即電阻Re的第一端和運算放大器OP的異相輸入端電壓相等，如果電流Icon從R1的第二端流過R1的第一端，那么R1的第二端到R1的第一端電勢為正電勢，電勢大小為(I_con*R₁)，由于在運算放大器OP正常工作時同相輸入端和異相輸入端電壓相等，那么Re的第一端到地的電勢為正電勢，電勢大小為(I_con*R₁+Vref)，那么輸出電流為：

以上，所有LED線性恒流控制電路300₁～300_n均工作在第二級鉗位，此時如果輸入電壓繼續(xù)上升，所述輸出電流控制模塊CTR₁的輸入端電壓OUT₁將會上升直到Z₃，同時對于LED線性恒流控制電路300₁的鉗位模塊330₁的第三級鉗位332₁開始工作。

參考圖7，從圖中可以看出運算放大器OP1、運算放大器OP2及運算放大器OP3的同相輸入端均為：

此時VZ3₁＝VO₁，VZ3₂>VO₂，以此類推，VZ3_n>VO_n。所以所有鉗位模塊330₁～330_n的第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n均開啟，第二級鉗位模塊332₁～332_n中M2₁～M2_n均開啟，鉗位模塊330₁中的第三級鉗位電路333₁中的M3₁開啟，鉗位模塊330₂～330_n的第三級鉗位332₂～332_n中的M3₂～M3_n關(guān)閉，此時LED線性恒流控制電路300₂～300_n均工作在第二級鉗位，LED線性恒流控制電路300₁工作在第三級鉗位，鉗位模塊330₁的第三級鉗位模塊333₁中的M3₁電流為Icon₁，此時流過LED燈組的電流等于當時，LED線性恒流控制電路300₂的輸出電流控制模塊CTR₂的輸入端電壓OUT₂將會在第二級鉗位電壓Z₂基礎(chǔ)上上升，此時流過LED燈組的電流等于(Iout₂+IM1_{2_max}+IM2_{2_max})；

隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR₂的輸入端電壓OUT₂將會上升直到Z₃，LED線性恒流控制電路300₂達到第三級鉗位，此時VZ3₁＝VO₁，VZ3₂＝VO₂，VZ3₃>VO₃，以此類推，VZ3_n>VO_n。鉗位模塊330₁～330_n的第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n均開啟，第二級鉗位模塊332₁～332_n中M2₁～M2_n均開啟，鉗位模塊330₁中的第三級鉗位電路333₂中的M3₂開啟，鉗位模塊330₃～330_n的第三級鉗位332₃～332_n中的M3₃～M3_n關(guān)閉，此時LED線性恒流控制電路300₃～300_n均工作在第二級鉗位，LED線性恒流控制電路300₁～300₂工作在第三級鉗位，LED線性恒流控制電路300₂的鉗位模塊330₂的第三級鉗位332₂中的M3₂電流為Icon₂，此時流過LED燈組的電流等于當時，輸出電流控制模塊CTR₃的輸入端電壓OUT₃將會在第二級鉗位電壓Z₂基礎(chǔ)上上升，此時流過LED燈組的電流等于(Iout₃+IM1_{3_max}+IM2_{3_max})；

以此類推，隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR_n-1的輸入端電壓OUT_n-1將會上升直到Z₃，LED線性恒流控制電路300_n-1達到第三級鉗位，此時VZ3₁＝VO₁，VZ3₂＝VO₂，以此類推，VZ3_n-1＝VO_n-1，VZ3_n>VO_n。鉗位模塊330₁～330_n的第一級鉗位模塊331₁～331_n中的M1₁～M1_n均開啟，第二級鉗位模塊332₁～332_n中M2₁～M2_n均開啟，鉗位模塊330_n-1中的第三級鉗位電路333_n-1中的M3_n-1開啟，鉗位模塊330_n的第三級鉗位332_n中的M3_n關(guān)閉，此時LED線性恒流控制電路300_n工作在第二級鉗位，LED線性恒流控制電路300₁～300_n-1工作在第三級鉗位，鉗位模塊330_n-1的第三級鉗位332_n-1中的M3_n-1電流為Icon_n-1，此時流過LED燈組的電流等于當時，輸出電流控制模塊CTR_n的輸入端電壓OUT_n將會在Z₂基礎(chǔ)上上升，此時流過LED燈組的電流等于(Iout_n+IM1_{n_max}+IM2_{n_max})；

隨著輸入電壓的上升，輸出電流控制模塊CTR_n的輸入端電壓OUT_n將會上升直到Z₃，LED線性恒流控制電路300_n達到第三級鉗位，此時VZ3₁＝VO₁，VZ3₂＝VO₂，以此類推，VZ3_n-1＝VO_n-1，VZ3_n＝VO_n。LED線性恒流控制電路300₁～300_n均工作在第三級鉗位，如果輸入電壓繼續(xù)上升，鉗位模塊330_n的第三級鉗位電路333_n中的M3_n將會開啟，此時將會有電流流過M3_n。如果此時輸入電壓繼續(xù)上漲，將會對LED線性恒流控制電路300₁～300_n的耐壓、功耗以及恒流精度都將提出嚴峻的考驗。在LED線性恒流控制電路300₁～300_n剛好工作在第三級鉗位時，此時的輸入電壓等于n*Z₃加上所有LED燈組的開啟電壓，此輸入電壓值已經(jīng)足夠的大，足以達到實際應用中的線網(wǎng)波動。所以應用建議所串接的LED線性恒流控制電路300₁～300_n的鉗位不能超過第三級鉗位，而且此時流過LED燈組的電流等于(Iout_n+IM1_{n_max}+IM2_{n_max})也能滿足恒流精度的要求。

綜上所述，在實際應用中，應對不同的輸入電壓波動范圍要求，可以通過增減串聯(lián)的LED線性恒流控制電路300的個數(shù)來適應不同的需求。為了更好的滿足可靠性，每個所述LED線性恒流控制電路的最大鉗位電壓不宜超過第三級鉗位電壓Z₃。極端情況也只能是所有串聯(lián)的LED線性恒流控制電路均工作在第三級鉗位，即在應用過程中，為了保證恒流精度和可靠性，輸入電壓波動的最大峰值VP應小于或等于(n*Z₃)及所有LED燈組的正向?qū)▔航抵?，其中n為系統(tǒng)應用中串聯(lián)的LED線性恒流控制電路300的個數(shù)。如果所有串聯(lián)的LED線性恒流控制電路在輸入電壓峰值時有其中一個LED線性恒流控制電路的鉗位電壓低于Z₃，那么其他任何一個LED線性恒流控制電路的鉗位電壓均不會超過Z₃。因此本發(fā)明實現(xiàn)了在極少外圍元件的前提下，保證了高精度的恒流輸出、避免燈珠和芯片損壞，極大地提高了系統(tǒng)在實際應用中對線網(wǎng)波動的適應性，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)燈珠在線網(wǎng)波動時發(fā)生毀壞的現(xiàn)象。

詞語“相等”、“相同”“同時”或者其他類似的用語，不限于數(shù)學術(shù)語中的絕對相等或相同，在實施本專利所述權(quán)利時，可以是工程意義上的相近或者在可接受的誤差范圍內(nèi)。

所述“相連”或“連接”，不僅僅包括將兩個實體直接相連，也包括通過具有有益改善效果的其他實體間接相連。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。