一種采用交流市電的led照明驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED照明領(lǐng)域，特別涉及一種采用交流市電的LED照明驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明驅(qū)動(dòng)電路，就是能夠使采用LED作為發(fā)光器件的照明設(shè)備能夠正常工作所需要的電源電路，能夠?yàn)長(zhǎng)ED器件的正常工作提供所需的電壓和電流。
[0003]目前，由于LED比傳統(tǒng)光源在節(jié)能方面具有較高的效率，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，各種LED照明產(chǎn)品中所使用的驅(qū)動(dòng)電源結(jié)構(gòu)也越來(lái)越豐富。早期的LED驅(qū)動(dòng)電源多為AC/DC模式，由于變壓器與開(kāi)關(guān)電源電路的存在，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)效率與LED燈具的壽命。AC(即交流電)LED技術(shù)的出現(xiàn)使其驅(qū)動(dòng)電源可直接采用交流市電驅(qū)動(dòng)。
[0004]AC(即交流電)LED分段式驅(qū)動(dòng)電路無(wú)需電解電容進(jìn)行電壓儲(chǔ)能，功率因素較高，整燈壽命也不會(huì)受制于電容，但此驅(qū)動(dòng)方式也有不足之處。目前所存在的分段式驅(qū)動(dòng)方案分為分段式恒流驅(qū)動(dòng)與分段式可變電流驅(qū)動(dòng)。如圖1，分段式恒流驅(qū)動(dòng)在每個(gè)波段內(nèi)采用恒流處理，將會(huì)有很大的電壓降落在高壓開(kāi)關(guān)管上，這部分將會(huì)以熱能的形式浪費(fèi)在開(kāi)關(guān)管上，嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率。為了提高系統(tǒng)效率，此方案大多采用增加分段段數(shù)的方式，這種方法，將會(huì)集成更多的高壓管在芯片內(nèi)，電路結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，嚴(yán)重增加了成本與開(kāi)發(fā)周期。如圖2，分段式可變電流驅(qū)動(dòng)相較于分段式恒流驅(qū)動(dòng)具有更高的系統(tǒng)效率，但是為了解決電壓波峰波動(dòng)等非理想因素的影響，在高壓區(qū)域關(guān)斷所有的LED負(fù)載，這將影響LED的燈珠利用率，增大閃爍效應(yīng)。為了減小這一效應(yīng)，此方案在LED燈串后接入阻性負(fù)載，增長(zhǎng)了 LED點(diǎn)亮?xí)r間，但是這種方案對(duì)閃爍效應(yīng)的改善有限，并會(huì)有大量電能以熱能的形式浪費(fèi)在阻性負(fù)載上，影響系統(tǒng)效率。
[0005]由LED器件的伏安特性可知，在其正常工作電壓條件下，電壓的細(xì)小差異會(huì)導(dǎo)致電流的明顯波動(dòng)，而LED的光強(qiáng)主要和流過(guò)LED的電流有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，即使同一廠家同一批次生產(chǎn)的LED芯片，其伏安特性曲線也會(huì)存在著差異。因此依據(jù)固定分壓比進(jìn)行分段的驅(qū)動(dòng)方式，由于用于比較的參考電壓精度以及LED芯片伏安特性差異的原因，使得燈串中LED的工作電流不可精確預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)，出現(xiàn)欠流或者過(guò)流的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。欠流會(huì)造成燈串的亮度偏暗，而過(guò)流則會(huì)對(duì)LED芯片造成損害。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種采用交流市電的LED照明驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種采用交流市電的LED照明驅(qū)動(dòng)電路，包括整流橋電路、同相位分壓模塊、上升下降檢測(cè)模塊、上升邏輯控制模塊、采樣保持模塊、下降邏輯控制模塊、邏輯選擇模塊、通道選擇模塊、LED燈串、電流監(jiān)控電路、恒流電路、可變電阻；
[0009]通過(guò)整流橋電路將交流市電全波整流，得到的脈沖電壓VCP直接用于驅(qū)動(dòng)LED燈串；通過(guò)同相位分壓電路將脈沖電壓VCP降為相同相位的波峰大小等于4V的交流電壓VSIN ;通過(guò)上升下降檢測(cè)模塊檢測(cè)電壓VSIN，分辨出脈沖電壓VCP處于上升或者下降階段；在上升階段，邏輯選擇模塊將選擇上升邏輯控制模塊的輸出作為通道選擇模塊的控制信號(hào)；在下降階段，邏輯選擇模塊將選擇下降邏輯控制模塊的輸出作為通道選擇模塊的控制信號(hào)；電流監(jiān)控電路反饋給上升邏輯控制模塊和采樣保持模塊；高壓階段通過(guò)恒流電路控制流過(guò)LED燈串的電流恒定在一預(yù)設(shè)正值；通過(guò)改變可變電阻的大小改變電流預(yù)設(shè)值的大小用于兼容不同特征電流的LED負(fù)載。
[0010]所述的同相位分壓模塊包括電阻Rl、R2，市電經(jīng)整流橋整流后連接電阻Rl的一端，電阻Rl與電阻R2串聯(lián)分壓，電阻R2的一端接地，電阻Rl與電阻R2的連接端作為同相位分壓模塊的輸出端，輸出信號(hào)VSIN。VSIN/VCP = 4/310，所以在正常的市電下，VSIN波峰為4V。
[0011]所述的上升下降檢測(cè)模塊為順時(shí)針雙穩(wěn)態(tài)遲滯比較器，順時(shí)針雙穩(wěn)態(tài)遲滯比較器的負(fù)輸入端口與同相位分壓模塊輸出端相連，通過(guò)檢測(cè)VSIN信號(hào)將周期性脈動(dòng)電壓VCP劃分為上升階段、高壓階段與下降階段。
[0012]所述的上升邏輯控制模塊，由N個(gè)順序連接的D觸發(fā)器組成，其中N由LED燈串中的LED分段個(gè)數(shù)M決定，N = M-1，N為正整數(shù)，每個(gè)D觸發(fā)器的使能端EN連接上升下降檢測(cè)模塊的輸出端，時(shí)鐘端CLC連接電流檢測(cè)電路的輸出端，第一個(gè)D觸發(fā)器的D端口接地，后面的每個(gè)D觸發(fā)器的D端口接前一個(gè)D觸發(fā)器的輸出端Q，每個(gè)D觸發(fā)器的輸出端Q作為上升邏輯控制模塊的輸出。
[0013]所述的采樣保持模塊由L個(gè)這樣的采樣保持電路并列組成，其中，L由LED燈串中的LED分段個(gè)數(shù)M決定，L = M-L L為正整數(shù)；所述的采樣保持電路包括順序相連的與非門(mén)、反相器、開(kāi)關(guān)，與非門(mén)兩個(gè)輸入端分別連接上升邏輯控制模塊的輸出端、上升下降檢測(cè)模塊的輸出端，分別用于接收上升邏輯控制模塊輸出的SU信號(hào)、上升下降檢測(cè)模塊輸出的UD信號(hào)；與非門(mén)的輸出端連接反相器的輸入端，反相器的輸出端連接開(kāi)關(guān)的控制端；開(kāi)關(guān)的輸入端連接同相位分壓模塊的輸出端，用于接收同相位分壓模塊的輸出信號(hào)VSIN，開(kāi)關(guān)的輸出端連接電容的一端，電容另一端接地。所述的采樣保持模塊由CMOS開(kāi)關(guān)與片內(nèi)電容組成的采樣保持電路構(gòu)成，并以電流監(jiān)控電路的輸出作為開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；在上升階段時(shí)，當(dāng)采樣保持模塊檢測(cè)到電流監(jiān)控電路輸出信號(hào)中的脈沖信號(hào)，電路從采樣階段轉(zhuǎn)換為保持階段，保持此刻的VSIN電壓大小，作為下降邏輯控制模塊的分段依據(jù)。
[0014]所述的邏輯選擇模塊由K個(gè)兩個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)組成，其中K由LED燈串中的LED分段個(gè)數(shù)M決定，K = M-1，K為正整數(shù)，所述的兩個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)包括并聯(lián)的開(kāi)關(guān)A、B，開(kāi)關(guān)A的控制端連接上升下降檢測(cè)模塊的輸出端，開(kāi)關(guān)A的輸入端接上升邏輯控制模塊的輸出端；開(kāi)關(guān)B的的控制端連接上升下降檢測(cè)模塊的輸出端反相后的信號(hào)，開(kāi)關(guān)A的輸入端連接下降邏輯控制模塊的輸出端；開(kāi)關(guān)A、開(kāi)關(guān)B的的輸出端連接在一起，作為邏輯選擇模塊的輸出端。
[0015]所述的電流監(jiān)控電路為比較器CMP，比較器CMP的正輸入端連接通道選擇模塊的開(kāi)關(guān)SI?SN的源極，并由可變電阻RCl連接到地，比較器CMP的負(fù)輸入端輸入?yún)⒖茧妷篤REFl ;比較器CMP的輸出端口為I_TEST，當(dāng)電流達(dá)到VREF1/RC1時(shí)，輸出I_TEST中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)脈沖信號(hào)。
[0016]所述的恒流電路為誤差放大器AMP，誤差放大器AMP的負(fù)輸入端連接通道選擇模塊的開(kāi)關(guān)SO的源極，并由可變電阻RC2連接到地，正輸入端輸入?yún)⒖茧妷篤REF2，誤差放大器AMP的輸出端連接開(kāi)關(guān)SO的柵極。
[0017]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0018]本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有分段式恒流LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率低和分段式可變電流驅(qū)動(dòng)燈珠利用率低、閃爍效應(yīng)強(qiáng)的問(wèn)題。并以上升階段檢測(cè)電流，下降階段檢測(cè)電壓、電流可精準(zhǔn)控制，高壓部分恒流的分段方式，很好的解決了實(shí)際應(yīng)用中燈串所使用的LED芯片伏安特性的差異對(duì)驅(qū)動(dòng)電流影響的問(wèn)題。在電流可變的波段與恒流波段內(nèi)，LED燈串9的電流都被控制在特征電流以內(nèi)，避