專利名稱：一種無(wú)過(guò)沖led線性恒流驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其可以通過(guò)改變輸入可控硅調(diào)節(jié)器切相角 度的大小來(lái)調(diào)節(jié)LED亮度。
背景技術(shù)：
圖I是普通的高壓LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路。圖中整流二極管101，102，103，104組成AC輸入整流橋。LED1，LED2, LED3為L(zhǎng)ED燈串，由多顆LED組成。LED燈串LED1，LED2,LED3進(jìn)行串聯(lián)，LEDl的陽(yáng)極連接整流橋的輸出。電阻111為高精度LED電流檢測(cè)電阻，REFcs為內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，運(yùn)算放大器120，功率MOS管121和電流檢測(cè)電阻共同組成LED線性恒流驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。由于LEDl燈串由很多個(gè)單顆LED串聯(lián)而成，因此正向?qū)妷汉芨摺８鶕?jù)LED導(dǎo)通的原理，只有在輸入電壓112高于LED I，LED2，LED3進(jìn)行串聯(lián)的正向?qū)妷簳r(shí)，LEDI，LED2，LED3才會(huì)點(diǎn)亮。在市電供電的系統(tǒng)中，AC輸入為50Hz正弦波，經(jīng)過(guò)101，102，103，104組成的整流橋，LEDf LED3在輸入電壓較高時(shí)才會(huì)被同時(shí)點(diǎn)亮，所以LED的利用率很低。如果減少LED燈數(shù)量，雖然可以增加利用率，但會(huì)使線電路的功耗大大增加，從而降低整個(gè)LED驅(qū)動(dòng)方案的整體工作效率。如果增大LED燈點(diǎn)亮?xí)r的電流，雖然可以提高LED的亮度，則需要采用更大功率的LED，從而增加了系統(tǒng)的成本，系統(tǒng)功耗也會(huì)隨之大大增加。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，可以看出普通的LED線性驅(qū)動(dòng)電路在實(shí)際工程應(yīng)用中有諸多的缺點(diǎn)，大大限制了 LED光源的應(yīng)用，本實(shí)用新型的目的是提出了一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其可以消除普通LED線性驅(qū)動(dòng)電路中的種種缺點(diǎn)，有效的提高LED的使用效率，同時(shí)兼顧低成本，高功率因數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，工程適用性很高。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括一輸入整流橋，用于對(duì)輸入電源進(jìn)行整流；一輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其一端連接所述輸入整流橋，另一端接地；一電源網(wǎng)絡(luò)，其由一電阻和一電容串聯(lián)而成，所述電源網(wǎng)絡(luò)一端連接所述輸入整流橋，另一端接地；一 LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元，其輸入端分別連接所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)和所述電源網(wǎng)絡(luò)；一 LED控制開(kāi)關(guān)，其輸入端分別連接所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出端，所述LED控制開(kāi)關(guān)的輸出端連接至LED燈串；以及一 LED燈串，所述LED燈串由3組LED燈依次串聯(lián)而成，且每組LED燈的陰極連接所述LED控制開(kāi)關(guān)，第一組LED燈的陽(yáng)極與所述輸入整流橋的輸出端連接。[0014]所述輸入整流橋是由4個(gè)二極管組成的整流電路。所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)依次由3個(gè)電阻串聯(lián)而成。所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸入部分，包括2個(gè)輸入端VSl和VS2、1個(gè)電源端VCC及I個(gè)接地端GND，其中電源端VCC連接至所述電源網(wǎng)絡(luò)的電阻與電容的連接處，輸入端VSl連接至所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的第一電阻和第二電阻的連接處，輸入端VS2連接至所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的第二電阻和第三電阻的連接處，接地端GND接地；所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出部分，包括4個(gè)輸出端G1、G2、G3和CS。所述LED控制開(kāi)關(guān)由3個(gè)功率MOS管組成，其中3個(gè)功率MOS管的柵極分別連接所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的3個(gè)輸出端Gl、G2、G3，3個(gè)功率MOS管的源極連接至所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出端CS，3個(gè)功率MOS管的漏極分別連接至3組LED燈的陰極?！0018]所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出端CS還連接一電流檢測(cè)電阻Rcs，所述電流檢測(cè)電阻Rcs的另一端接地。本實(shí)用新型的有益效果是與普通的LED線性驅(qū)動(dòng)技術(shù)相比較，本實(shí)用新型采用電壓檢測(cè)控制技術(shù)，當(dāng)輸入電壓較高時(shí)，LEDl，LED2，LED3將全部打開(kāi)，在輸入電壓較低時(shí)，打開(kāi)部分LED (LEDl)光源，可以實(shí)現(xiàn)在不減少LED數(shù)量或者不增大LED電流的前提下提高LED的利用率。同時(shí)在Dimming時(shí)刻采用特有的采樣保持技術(shù)，來(lái)消除LED驅(qū)動(dòng)電流的毛刺，從而有效的延長(zhǎng)LED光源的使用壽命。同時(shí)本實(shí)用新型還提高了驅(qū)動(dòng)電路的效率，同時(shí)降低了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成本。

圖I是一個(gè)典型的LED線性驅(qū)動(dòng)電路；圖2是本實(shí)用新型所展現(xiàn)的一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路；圖3是集成LED驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的無(wú)過(guò)沖LED線性驅(qū)動(dòng)電路；圖4是無(wú)過(guò)沖LED線性驅(qū)動(dòng)電路的核心控制模塊；圖5是為說(shuō)明圖4所示的實(shí)施電路的波形圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖2所示，一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路。圖中整流二極管101，102，103，104組成AC輸入整流橋；LED燈串包括LED1、LED2和LED3三組，且每組LED由多顆LED組成，LED1、LED2和LED3依次串聯(lián)，且LEDl的陽(yáng)極連接整流橋的輸出。電阻205、206和207串聯(lián)形成輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元采用的是控制IC 110，為高壓LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路的核心模塊，用于產(chǎn)生LED控制開(kāi)關(guān)212，213，214的控制信號(hào)。電阻208和電容209組成的電源網(wǎng)絡(luò)，為驅(qū)動(dòng)電路核心模塊210提供電源。電流檢測(cè)電阻111為高精度LED電流檢測(cè)電阻，且與所述LED燈串進(jìn)行串聯(lián)。功率MOS管212，213，214作為L(zhǎng)ED的控制開(kāi)關(guān)，212的源極連接LEDl的陰極和LED2的陽(yáng)極。213的漏極連接LED2的陰極和LED3陽(yáng)極。214的漏極連接LED3的陰極。212，213，214的源極都與高精度電流檢測(cè)電阻111進(jìn)行連接。[0027]輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)用來(lái)檢測(cè)母線112的電壓，當(dāng)輸入電壓非常低，VSl低于內(nèi)部設(shè)定的參考電壓，核心控制模塊210打開(kāi)LED控制開(kāi)關(guān)212，213和214。LED的輸出電流主要由212進(jìn)行控制，213，214此時(shí)無(wú)效；隨著輸入電壓不斷的升高，VSl高壓內(nèi)部設(shè)定參考電壓，而VS2依然低于內(nèi)部設(shè)定參考電壓，核心控制模塊210控制212關(guān)閉，213和214保持導(dǎo)通，此時(shí)LED的輸出電流主要由213進(jìn)行控制，214此時(shí)無(wú)效；如果輸入電壓繼續(xù)升高，VSl高于內(nèi)部參考電壓，而VS2此時(shí)高于內(nèi)部參考電壓，核心控制模塊210會(huì)關(guān)閉212和213，此時(shí)LED的輸出電流主要由214控制。同時(shí)本實(shí)用新型采用特殊的采樣保持模塊，在輸入電壓由高變低時(shí)，對(duì)運(yùn)算放大器的輸出電壓值進(jìn)行采樣保持，有效防止LED驅(qū)動(dòng)電流的過(guò)沖。如果IC的設(shè)計(jì)工藝支持，LED的控制開(kāi)關(guān)212，213，214可以有效的集成在控制電路210內(nèi)部,進(jìn)一步減少外圍元器件的數(shù)量，圖3所示,進(jìn)一步降低LED驅(qū)動(dòng)方案的成本。圖4為恒流控制電路的核心控制模塊210的實(shí)施電路。在本實(shí)施電路中，402，404為電壓比較器。電壓比較器402的反相輸入端連接電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸出VS1，同相輸入端連接內(nèi)部基準(zhǔn)電壓REF，402的輸出作為控制電路404的輸入之一。電壓比較器404的反相輸入端連接電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的輸出VS2，同相輸入端連接內(nèi)部基準(zhǔn)電壓REF，404的輸入作為控制電路405的輸入之一。404為運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的同相輸入端連接用于控制LED電流的高精度的基準(zhǔn)電壓REFcs，反相輸入端連接LED電流檢測(cè)電阻111，同時(shí)連接LED開(kāi)關(guān)212，213和213的漏極。運(yùn)算放大的401的輸出連接采樣保持模塊406，作為406的輸入。采樣保持電路的兩路輸出分別作為控制電路403和控制電路404的輸入，另外一輸出連接LED控制開(kāi)關(guān)214的柵極。LED控制開(kāi)關(guān)212的漏極連接LEDl的陰極和LED2的陽(yáng)極，LED控制開(kāi)關(guān)213的漏極連接LED2的陰極和LED3的陽(yáng)極，LED控制開(kāi)關(guān)214的漏極連接LED2陰極。當(dāng)輸入電壓非常低時(shí)，VSl低于內(nèi)部設(shè)定的參考電壓REF，比較器電路402輸出為高電平，控制電路403打開(kāi)LED控制開(kāi)關(guān)212，當(dāng)然此時(shí)VS2也同樣低于參考電壓REF，控制電路404打開(kāi)LED控制開(kāi)關(guān)213，此時(shí)采樣電路406開(kāi)始工作，把運(yùn)算放大器的輸出進(jìn)行采樣，使用采樣保持的輸出去控制LED開(kāi)關(guān)212，213，214的柵極；隨著輸入電壓不斷的升高，VSl高于內(nèi)部設(shè)定參考電壓REF，而VS2依然低于內(nèi)部設(shè)定參考電壓，比較器電路402輸出為低電平，控制電路403關(guān)閉LED控制開(kāi)關(guān)212。而此時(shí)比較器電路404輸出為高電平，控制電路404保持LED控制開(kāi)關(guān)213為打開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)LED的輸出電流由213控制；如果輸入電壓繼續(xù)升高，VSl高于內(nèi)部參考電壓,而VS2此時(shí)也高于內(nèi)部參考電壓，比較器電路402，403的輸出均為低電平，控制電路403和控制電路405關(guān)閉LED控制開(kāi)關(guān)212和213，此時(shí)LED的輸出電流由214控制。圖5為采樣保持時(shí)刻示意波形圖，112為整流橋的輸出波形，為了更加清晰的描述此無(wú)過(guò)沖LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)點(diǎn)，此處的波形圖是以經(jīng)過(guò)可控硅調(diào)光。502為圖4中比較器電路402的輸出波形圖，當(dāng)輸入電壓VLIN低于設(shè)定的基準(zhǔn)電壓是，比較器輸出Ul變?yōu)楦唠娖健?03為圖4中運(yùn)算放大器401的輸出，如果不采用采樣保持電路，LED的輸出電流為504所示，由于LED的功率開(kāi)關(guān)212的柵極很大的寄生電容，在運(yùn)算放大器對(duì)212進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)間內(nèi)(可以叫穩(wěn)定時(shí)間)，即tl、2，會(huì)看到LED的輸出電流會(huì)有明顯的過(guò)沖現(xiàn)象，如504所示。本實(shí)用新型采用了獨(dú)特的采樣保持電路，在t3時(shí)刻對(duì)運(yùn)算放大器401的輸出進(jìn)行采樣保持，505為采樣保持模塊的輸出，用采樣保持的輸出作為圖4中控制電路403的輸入，由于采樣保持的輸出相對(duì)比較恒定，不存在如503所示的充電放電的情況，所以可以看到加入采樣保持電路后的LED電流在t2沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象。比較LED電流504和506可以看出帶有采樣保持模塊的無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，消除了 LED的過(guò)沖現(xiàn)象，有效的延長(zhǎng)了 LED的使用壽命。本說(shuō)明書(shū)中所述的只是本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本 實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括 一輸入整流橋，用于對(duì)輸入電源進(jìn)行整流； 一輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其一端連接所述輸入整流橋，另一端接地； 一電源網(wǎng)絡(luò)，其由一電阻和一電容串聯(lián)而成，所述電源網(wǎng)絡(luò)一端連接所述輸入整流橋，另一端接地； 一 LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元，其輸入端分別連接所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)和所述電源網(wǎng)絡(luò)； 一 LED燈串，所述LED燈串由若干組LED燈依次串聯(lián)而成，且第一組LED燈的陽(yáng)極與所述輸入整流橋的輸出端連接； 以及 一 LED控制開(kāi)關(guān)，由與LED燈數(shù)目相對(duì)應(yīng)的若干組功率MOS管組成，分別控制所述LED燈，且每組功率MOS管的柵極和源極都分別連接至所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元與之對(duì)應(yīng)的輸出端，每組功率MOS管的漏極分別連接至與之對(duì)應(yīng)的LED燈的陰極。
2.如權(quán)利要求I所述的一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述輸入整流橋是由4個(gè)二極管組成的整流電路。
3.如權(quán)利要求I所述的一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)依次由3個(gè)電阻串聯(lián)而成。
4.如權(quán)利要求3所述的一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸入部分，包括2個(gè)輸入端VSl和VS2、1個(gè)電源端VCC及I個(gè)接地端GND，其中電源端VCC連接至所述電源網(wǎng)絡(luò)的電阻與電容的連接處，輸入端VSl連接至所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的第一電阻和第二電阻的連接處，輸入端VS2連接至所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的第二電阻和第三電阻的連接處，接地端GND接地；所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出部分，包括4個(gè)輸出端Gl、G2、G3和CS。
5.如權(quán)利要求4所述的一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述LED控制開(kāi)關(guān)由3個(gè)功率MOS管組成，其中3個(gè)功率MOS管的柵極分別連接所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的3個(gè)輸出端Gl、G2、G3，3個(gè)功率MOS管的源極連接至所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出端CS，3個(gè)功率MOS管的漏極分別連接至所述3組LED燈的陰極。
6.如權(quán)利要求5所述的一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出端CS還連接一電流檢測(cè)電阻Rcs，所述電流檢測(cè)電阻Rcs的另一端接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)過(guò)沖LED線性恒流驅(qū)動(dòng)電路，包括輸入整流橋；輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其一端連接所述輸入整流橋，另一端接地；電源網(wǎng)絡(luò)，其由一電阻和一電容串聯(lián)而成，所述電源網(wǎng)絡(luò)一端連接所述輸入整流橋，另一端接地；LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元，其輸入端分別連接所述輸入電壓檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)和所述電源網(wǎng)絡(luò)；LED控制開(kāi)關(guān)，其輸入端分別連接所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路核心控制單元的輸出端，所述LED控制開(kāi)關(guān)的輸出端連接至LED燈串。采用本實(shí)用新型可以消除普通LED線性驅(qū)動(dòng)電路中的種種缺點(diǎn)，有效的提高LED的使用效率，同時(shí)兼顧低成本，高功率因數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，工程適用性很高。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202799315SQ20122048117
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者張翌, 張義 申請(qǐng)人:張翌, 張義