專利名稱：一種含多級恒流驅(qū)動電路的led照明裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種LED照明及驅(qū)動電路，具體是一種含多級恒流驅(qū)動電路的LED照
明裝置。
背景技術(shù)：
要確保LED使用壽命必須使用恒流驅(qū)動電路，對于LED串的控制需要多級恒流驅(qū)動電路?，F(xiàn)有多級恒流驅(qū)動電路及LED照明裝置技術(shù)主要如下。I、圖I所示的串聯(lián)控制電路，控制η個串聯(lián)在一起的LED串(每個LED串由m個 LED串聯(lián)組成)，包括多個開關單元、反饋單元及控制單元。該技術(shù)方案不足之處在于各個開關單元分別與各個LED串并聯(lián)，開關單元間沒有公共電位，需要電平轉(zhuǎn)移電路，因此開關控制電路比較復雜，芯片成本較高。2、圖2所示的并聯(lián)控制電路，控制η個獨立的LED串海個LED串由mfLED串聯(lián)組成)，包括多個電壓基準單元、開關單元及控制單元。該技術(shù)方案不足之處在于LED串串聯(lián)的LED數(shù)目m在75至90之間，只有當供電電源電壓大于mXV·時(V·是LED正向?qū)妷?，對于照明用LED，Vfled在3V至4V之間。)，LED串才會發(fā)光，因此需要在整流輸出(波形如圖5所示)之后加上電容濾波單元(波形如圖6所示)，使得供電電壓維持在mX VFm)以上。電容濾波單元需要采用高壓電解電容，而LED照明裝置有比較大的溫升。電解電容在高溫環(huán)境下的使用壽命會大大縮短，遠遠短于LED本身的壽命，不利于LED照明產(chǎn)品的大面積推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種含多級恒流驅(qū)動電路的 LED照明裝置，將多級恒流驅(qū)動電路集成在一個芯片且保證芯片的使用壽命。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種含多級恒流驅(qū)動電路的LED照明裝置，包括多級恒流驅(qū)動電路和η個LED串，每個LED串包括一個LED或多個串接的LED，串接的LED中第一 LED的陽極是本LED串的陽極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽極相連，依次類推，最后一個LED的陰極是本LED串的陰極；所述η個LED 串依次串接，整個LED串的陽極與電源相連；所述多級恒流驅(qū)動電路包括I個多級控制單元和η個恒流驅(qū)動單元，n ^ 2，所述多級控制單元具有一個公共極和η個控制極，所述恒流驅(qū)動單元具有一個驅(qū)動極、一個公共極和一個受控極，η個恒流驅(qū)動單元的公共極連在一起并和多級控制單元的公共極相連，所述多級控制單元的η個控制極分別與η個恒流驅(qū)動單元的受控極相連；所述η個恒流驅(qū)動單元的驅(qū)動極分別與η個LED串的陰極相連。所述恒流驅(qū)動單元包括第一晶體管柵極通過第七電阻接受控極，第一晶體管漏極接驅(qū)動極并通過第三電阻接受控極，第一晶體管源極通過電流采樣電阻接公共極，公共極通過二極管接受控極，所述受控極接三極管的集電極，三極管基極通過第六電阻接第一晶體管源極，三極管發(fā)射極通過第四電阻接公共極。所述多級控制單元包括η個控制單元，所述控制單元包括第二晶體管，第二晶體管的柵極和源極之間接一個電阻，第二晶體管柵極為控制信號輸入極，第二晶體管源極為公共極，第二晶體管漏極為控制極。所述η個控制單元的公共極連接在一起，第η級控制單元的控制信號輸入極為整個多級控制單元的控制信號輸入極，上級控制單元的控制極分別通過二極管與每一個下級控制單元的控制信號輸入極相連。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明的LED照明裝置不需要專用直流電源供電，直接使用交流電經(jīng)橋式整流輸出的脈動電壓供電，不需要電解電容濾波，大大降低了 LED照明裝置的實際成本，大大延長了 LED照明裝置的整體壽命。整個LED照明裝置不需要高頻變壓器和聞壓電解電容等儲能兀件，具有很聞的轉(zhuǎn)換效率和功率因素。


圖I是第一種現(xiàn)有技術(shù)恒流驅(qū)動電路。
圖2是第二種現(xiàn)有技術(shù)恒流驅(qū)動電路。
圖3是多級恒流驅(qū)動電路及LED照明裝置圖。
圖4是交流輸入波形。
圖5是整流輸出波形。
圖6是電容濾波輸出波形。
圖7是四級恒流驅(qū)動電路相位圖。
圖8是四級恒流驅(qū)動電路開關狀態(tài)圖。
圖9是恒流驅(qū)動單元電路圖。
圖10是控制單元電路圖。
圖11是多級控制單元電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖3所示，所述多級恒流驅(qū)動電路40包括I個多級控制單元30和η個恒流驅(qū)動
單元10，n ^ 2，所述多級控制單元30具有一個公共極60和η個控制極80，所述恒流驅(qū)動單元10具有一個驅(qū)動極50、一個公共極60和一個受控極70，η個恒流驅(qū)動單元10的公共極60連在一起并和多級控制單元30的公共極60相連，所述多級控制單元30的η個控制極80分別與η個恒流驅(qū)動單元10的受控極70相連。含多級恒流驅(qū)動電路的LED照明裝置包括多級恒流驅(qū)動電路40和η個LED串，每個LED串包括一個LED或多個串接的LED，串接的LED中第一 LED的陽極是本LED串的陽極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽極相連，依次類推，最后一個LED的陰極是本LED串的陰極; 所述η個LED串依次串接；所述η個恒流驅(qū)動單元10的驅(qū)動極50分別與η個LED串的陰極相連。所述多級控制單元30包括η個控制單元20。如圖9所示，所述恒流驅(qū)動單元10有一個驅(qū)動極A 50、一個公共極COM 60和一個受控極G 70。所述恒流驅(qū)動單元10包括第一晶體管Ml柵極通過第七電阻R7接受控極70，第一晶體管Ml漏極接驅(qū)動極50并通過第三電阻R3接受控極70，第一晶體管Ml源極通過電流采樣電阻R5接公共極60，公共極60通過二極管ZDl接受控極70，所述受控極70接三極管Tl的集電極，三極管Tl基極通過第六電阻R6接第一晶體管Ml源極，三極管Tl發(fā)射極通過第四電阻R4接公共極60。由Tl、R4和R6組成反饋電路并根據(jù)電流采樣電阻R5 上的電流自動調(diào)整Ml的柵極電位，使得流過驅(qū)動端的電流保持恒定。如圖10所示，所述控制單元20有一個控制信號輸入極VS、一個公共極COM 60和一個控制極CG 80。所述控制單元20包括第二晶體管Q1，第二晶體管Ql的柵極和源極之間接一個電阻R1，第二晶體管Ql柵極為控制信號輸入極，第二晶體管Ql源極為公共極60， 第二晶體管Ql漏極為控制極80。當控制信號輸入極的電壓大于等于晶體管Ql的開啟電壓時，Ql導通，使得恒流驅(qū)動單元的晶體管Ml關斷。當控制信號輸入極的電壓小于晶體管 Ql的開啟電壓時，Ql關斷，使得恒流驅(qū)動單元的晶體管Ml導通。如圖11所示，η-l個二極管Dl_2、…、Dl_n的陰極與第一控制單元的控制信號輸入極VSl相連，二極管Dl_2、…、Dl_n的陽極分別與第二控制單元的控制極CG2、…、第η 控制單元的控制極CGn相連；η-2個二極管D2_3、《"、D2_n的陰極與第二控制單元的控制信號輸入極VS2相連，二極管D2_3、."、D2_n的陽極分別與第三控制單元的控制極CG3、…、 第η控制單元的控制極CGn相連；以此類推，Dn-l_n的陰極與第n_l控制單元的控制信號輸入極VSn-I相連，Dn-l_n的陽極與第η控制單元的控制極CGn相連。所述η個控制單元 20的公共極60連接在一起。第η控制單元的控制信號輸入極為整個多級控制單元30的控制信號輸入極。如圖3所示，所述多級控制單元30的第一控制極CGl與第一恒流驅(qū)動單元的受控極Gl相連；第二控制極CG2與第二恒流驅(qū)動單元的受控極G2相連；以此類推，第η控制極 CGn與第η恒流驅(qū)動單元的受控極Gn相連。所述多級恒流驅(qū)動電路40驅(qū)動η個LED串。每個LED串串接的LED數(shù)目可以相同也可以不相同。每個LED串中的第一 LED的陽極是本LED串的陽極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽極相連，以次類推。最后一個LED的陰極是本LED串的陰極。第一 LED串LEDl的陽極是整個LED串的陽極，第一 LED串的陰極與第二 LED串的陽極相連，第二 LED串的陰極與第三LED串的陽極相連，以次類推。整個LED 串的陽極與電源VCC相連。所述第一恒流驅(qū)動單元的驅(qū)動極與第一 LED串的陰極相連，第二恒流驅(qū)動單元的驅(qū)動極與第二 LED串的陰極相連，以此類推。所述多級恒流驅(qū)動電路40和外部LED串的供電電源由交流輸入電源經(jīng)橋式整流獲得，不經(jīng)過電解電容濾波。交流輸入波形如圖4所示，整流輸出波形如圖5所示。所述多級恒流驅(qū)動電路及LED照明裝置的工作相位(PHASE)如圖7所示。外部 LED串的通斷過程如圖8所示。在相位1，電源電壓小于VI，所有LED串都不導通；在相位 2，電源電壓大于等于VI，第一 LED串LEDl導通，其它LED串不導通；在相位3，電源電壓大于等于V2，多級控制單元30關閉第一恒流驅(qū)動單元，開啟第二恒流驅(qū)動單元，第一 LED串 LEDl和第二 LED串LED2導通，其它LED串不導通；以此類推，當電源電壓大于等于Vn時， 多級控制單元30關閉第一恒流驅(qū)動單元、第二恒流驅(qū)動單元直至第η-l恒流驅(qū)動單元，開啟第η恒流驅(qū)動單元，整個LED串全部導通。當電源電壓超過過壓保護設定值時，多級控制
5單元30關閉所有恒流驅(qū)動單元，整個LED串關斷。
權(quán)利要求
1.一種含多級恒流驅(qū)動電路的LED照明裝置，其特征是包括多級恒流驅(qū)動電路(40) 和η個LED串，每個LED串包括一個LED或多個串接的LED，串接的LED中第一 LED的陽極是本LED串的陽極，第一 LED的陰極與第二 LED的陽極相連，第二 LED的陰極與第三LED的陽極相連，依次類推，最后一個LED的陰極是本LED串的陰極；所述η個LED串依次串接， 整個LED串的陽極與電源(VCC)相連；所述多級恒流驅(qū)動電路(40)包括I個多級控制單元(30)和η個恒流驅(qū)動單元(10)，n ^ 2，所述多級控制單元(30)具有一個公共極(60)和η 個控制極(80 )，所述恒流驅(qū)動單元(10 )具有一個驅(qū)動極(50 )、一個公共極(60 )和一個受控極(70)，η個恒流驅(qū)動單元(10)的公共極(60)連在一起并和多級控制單元(30)的公共極 (60)相連，所述多級控制單元(30)的η個控制極(80)分別與η個恒流驅(qū)動單元(10)的受控極(70)相連；所述η個恒流驅(qū)動單元(10)的驅(qū)動極(50)分別與η個LED串的陰極相連。
2.如權(quán)利要求I所述的含多級恒流驅(qū)動電路的LED照明裝置，其特征是，所述恒流驅(qū)動單元(10)包括第一晶體管(Ml)柵極通過第七電阻(R7)接受控極(70)，第一晶體管(Ml) 漏極接驅(qū)動極(50)并通過第三電阻(R3)接受控極(70)，第一晶體管(Ml)源極通過電流采樣電阻(R5)接公共極(60)，公共極(60)通過二極管(ZDl)接受控極(70)，所述受控極(70) 接三極管(Tl)的集電極，三極管(Tl)基極通過第六電阻(R6)接第一晶體管(Ml)源極，三極管(TI)發(fā)射極通過第四電阻(R4 )接公共極(60 )。
3.如權(quán)利要求I所述的含多級恒流驅(qū)動電路的LED照明裝置，其特征是，所述多級控制單元(30)包括η個控制單元(20)，所述控制單元(20)包括第二晶體管(Q1)，第二晶體管 (Ql)的柵極和源極之間接一個電阻，第二晶體管(Ql)柵極為控制信號輸入極，第二晶體管 (Ql)源極為公共極(60)，第二晶體管(Ql)漏極為控制極(80)。
4.如權(quán)利要求3所述的含多級恒流驅(qū)動電路的LED照明裝置，其特征是，所述η個控制單元(20)的公共極(60)連接在一起，第η級控制單元的控制信號輸入極為整個多級控制單元(30)的控制信號輸入極，上級控制單元的控制極(80)分別通過二極管與每一個下級控制單元的控制信號輸入極相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含多級恒流驅(qū)動電路的LED照明裝置。所述多級恒流驅(qū)動電路包括1個多級控制單元和n個恒流驅(qū)動單元。所述恒流驅(qū)動單元有一個驅(qū)動極、一個公共極和一個受控極。n個恒流驅(qū)動單元的公共極連在一起。所述多級控制單元有一個公共極和n個控制極CG。多級控制單元的n個控制極分別與所述n個恒流驅(qū)動單元的n個受控極相連。所述LED照明裝置包括多級恒流驅(qū)動電路和n個LED串。本發(fā)明直接使用交流電經(jīng)橋式整流輸出的脈動電壓供電，不需要電解電容濾波，大大降低了LED照明裝置的成本，延長了LED照明裝置的整體壽命。整個LED照明裝置不需要高頻變壓器和高壓電解電容等儲能元件，具有很高的轉(zhuǎn)換效率和功率因素。
文檔編號H05B37/02GK102612235SQ20121009976
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月7日
發(fā)明者李桂宏 申請人:李桂宏