Led照明驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】一種用于對N組LED負載供電的LED照明驅(qū)動電路，包括N路電流通路、N組LED、以及恒流部，所述N路電流通路包括：分壓部，其連接到半正弦波電源，用于將電源電壓降低到所在電流通路可用的電壓值；比較器部，其包括N個比較器，用于在電壓變化時輸出相應的控制信號；邏輯控制部，用于根據(jù)從所述比較器部輸出的所述控制信號分別輸出N個使能信號；功率驅(qū)動部，用于根據(jù)所述N個使能信號提供N個電壓；開關部，用于根據(jù)從所述功率驅(qū)動部提供的N個電壓截止或?qū)ǎ瑥亩刂扑鯪組LED的通電或斷電，其中所述邏輯控制部通過邏輯控制使得所述N路電流通路的開關部依次開啟和依次關斷。通過本發(fā)明，LED燈上的電流隨市電輸入呈正弦半波變化且有效值保持恒定。
【專利說明】LED照明驅(qū)動電路

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)模混合集成電路領域，特別的，涉及一種LED照明驅(qū)動電路。

【背景技術】
[0002] 大功率LED以其高效、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、可靠性高等優(yōu)點正在逐漸取代傳統(tǒng)的 白熾燈、熒光燈等，成為新一代照明光源。隨著大功率照明LED性能的提高及生產(chǎn)成本的降 低，其應用領域正由屏幕背光源以及一些對亮度要求不高的景觀照明領域向普通白光照明 領域擴展。與此同時，與功率型LED配套的驅(qū)動集成電路的也由于功率LED應用的逐漸普 及得到了長足發(fā)展。因此，設計高效、可靠的LED照明驅(qū)動電路顯得尤為關鍵。
[0003] 為了提高電網(wǎng)的工作效率，照明設備的功率因素越來越受到重視，當照明設備的 輸入電流隨輸入市電電壓呈正弦波變化時，照明設備的功率因素達到最佳值。同時，LED的 發(fā)光強度和流過LED的電流大小在一定范圍內(nèi)成正比，為了保證LED燈的壽命和照明效果， 流過LED的電流需要滿足在一定范圍內(nèi)且有效值恒定。
[0004] 傳統(tǒng)的LED照明驅(qū)動電路，往往使用大體積的變壓器轉(zhuǎn)能，占用相當多的空間，并 且使用有極性的高壓電解電容，長時間使用后元件壽命急速縮短，容易造成產(chǎn)品可靠性變 差等問題。
[0005] 針對上述傳統(tǒng)LED照明驅(qū)動電路的缺點，需要開發(fā)出一種無需使用高壓電解電 容，不需要變壓器轉(zhuǎn)能，具有高功率因子的LED驅(qū)動電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)電路中的不足之處，提出了一種新型LED照明驅(qū)動電路，無 需變壓器轉(zhuǎn)能，無需高壓電解電容，高功率因子，并且能夠以定電流有效值方式驅(qū)動高壓 LED的新型電路結(jié)構(gòu)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種用于對N組LED負載供電的LED照明驅(qū)動電路，包 括N路電流通路、N組LED、以及恒流部，N為不小于2的整數(shù)，所述N路電流通路包括：分壓 部，其連接到半正弦波電源，用于將所述N路電流通路的每個的電源電壓降低到所在電流 通路可用的電壓值；比較器部，其包括分別用于所述N路電流通路的N個比較器，所述每個 比較器的一個輸入端連接到所述分壓部的輸出端，另一個輸入端與參考電壓連接，用于在 電壓變化時輸出相應的控制信號；邏輯控制部，其N個輸入端連接到所述比較器部的N個輸 出端，用于根據(jù)從所述比較器部輸出的所述控制信號分別輸出N個使能信號；功率驅(qū)動部， 其N個輸入端連接到所述邏輯控制部的N個輸出端，用于根據(jù)所述N個使能信號提供N個 電壓；開關部，其包括N個開關元件，所述N個開關元件的N個輸入端連接到所述功率驅(qū)動 部的N個輸出端，用于根據(jù)從所述功率驅(qū)動部提供的N個電壓截止或?qū)?，從而控制所?N組LED的通電或斷電，其中所述邏輯控制部通過邏輯控制使得所述N路電流通路的所述 N個開關元件依次截止和依次導通，所述N組LED的第一組LED的一端連接到電源，另一端 與第一電流通路和第二組LED的一端連接；第i組LED的一端與第i-Ι組LED和第i-Ι電 流通路連接，第i組LED的另一端與第i+1組LED和第i電流通路連接，第N組LED的一端 與第N-I組LED和第N-I電流通路連接，第N組LED的另一端與第N電流通路連接，其中 2 < i < N-1，所述恒流部連接在所述電源與所述開關部之間，使得流過所述N組LED的電 流隨輸入電源呈正弦半波變化且有效值保持恒定。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述分壓部包括在所述電源與接地之間串聯(lián)的N個 分壓電阻，除第一電阻Rl僅在其靠近接地端的負端連接第1電流通路的比較器之外，第i 分壓電阻Ri在其靠近電源端的正端還與第i-Ι電流通路的比較器連接、并在其負端還與第 i電流通路的比較器連接，其中i彡N。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述比較器部的每個比較器的正相端連接到所在電 流通路的分壓電阻的負端，每個比較器的反相端連接到恒定參考電壓，當電源電壓上升時， 所述N個比較器的正相端電壓依次高于所述參考電壓，使得所述N個比較器依次輸出高電 平，當電源電壓下降時，所述N個比較器的正相端電壓依次低于所述參考電壓，使得所述N 個比較器依次輸出低電平。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述邏輯控制部在第一電流通路中包括一個或非門， 在第i電流通路的每個中順序包括一個或非門和兩個反相器，其中2彡i彡N-1，在第N電 流通路中順序包括三個反相器，每個所述或非門的一個輸入端與所在電流通路中的比較器 的輸出端連接、其另一個輸入端連接在靠近所述邏輯控制部的輸出端的兩個反相器之間。 [0011] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述開關元件為功率MOS管，所述功率MOS管的柵極 與所述驅(qū)動部的輸出端連接，以根據(jù)所述使能信號控制所述功率MOS管的導通和截止，所 述功率MOS管的漏極分別與所述N組LED連接，以及所述功率MOS管的源極與所述恒流部 的輸出端連接。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述恒流部包括：在電源和接地之間串聯(lián)的分壓電阻 Ra和Rb、誤差放大器、功率MOS管、以及采樣電阻，所述誤差放大器的正相端連接在電阻Ra 與Rb之間、其反相端與功率MOS管的源極和采樣電阻的一端連接、以及其輸出端與功率MOS 管的柵極連接，所述采樣電阻的另一端接地，以及所述功率MOS管的漏極作為輸出端與所 述開關部連接。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，電阻Rl遠大于電阻Ri，其中i彡N，以及電阻Ra遠大 于電阻Rb。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述功率MOS管均為高壓功率管，其耐壓大于各組 LED的最大閾值。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述各比較器的反相端參考電壓由其它供電模塊提 供一個恒定大小的電壓。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明另一方面，其中，所述恒流部的輸出瞬時電流大小為：
[0017]

【權利要求】
1. 一種用于對N組LED負載供電的LED照明驅(qū)動電路，包括N路電流通路、N組LED、 以及恒流部（600)，N為不小于2的整數(shù)，所述N路電流通路包括： 分壓部（100)，其連接到半正弦波電源，用于將所述N路電流通路的每個的電源電壓降 低到所在電流通路可用的電壓值； 比較器部（200)，其包括分別用于所述N路電流通路的N個比較器，所述每個比較器的 一個輸入端連接到所述分壓部（1〇〇)的輸出端，另一個輸入端與參考電壓連接，用于在電壓 變化時輸出相應的控制信號； 邏輯控制部（300 )，其N個輸入端連接到所述比較器部（200 )的N個輸出端，用于根據(jù) 從所述比較器部（200)輸出的所述控制信號分別輸出N個使能信號； 功率驅(qū)動部（400)，其N個輸入端連接到所述邏輯控制部（300)的N個輸出端，用于根 據(jù)所述N個使能信號提供N個電壓； 開關部（500)，其包括N個開關元件，所述N個開關元件的N個輸入端連接到所述功率 驅(qū)動部（400)的N個輸出端，用于根據(jù)從所述功率驅(qū)動部（400)提供的N個電壓截止或?qū)?通,從而控制所述N組LED的通電或斷電， 其中所述邏輯控制部（300)通過邏輯控制使得所述N路電流通路的所述N個開關元件 依次截止和依次導通， 所述N組LED的第一組LED的一端連接到電源，另一端與第一電流通路和第二組LED 的一端連接；第i組LED的一端與第i-1組LED和第i-1電流通路連接，第i組LED的另一 端與第i+1組LED和第i電流通路連接，第N組LED的一端與第N-I組LED和第N-I電流 通路連接，第N組LED的另一端與第N電流通路連接，其中2彡i彡N-1， 所述恒流部（600 )連接在所述電源與所述開關部（500 )之間，使得流過所述N組LED的 電流隨輸入電源呈正弦半波變化且有效值保持恒定。
2. 根據(jù)權利要求1所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述分壓部（100)包括在所述電源 與接地之間串聯(lián)的N個分壓電阻，除第一電阻Rl僅在其靠近接地端的負端連接第1電流通 路的比較器之外，第i分壓電阻Ri在其靠近電源端的正端還與第i-1電流通路的比較器連 接、并在其負端還與第i電流通路的比較器連接，其中i < N。
3. 根據(jù)權利要求1所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述比較器部（200)的每個比較 器的正相端連接到所在電流通路的分壓電阻的負端，每個比較器的反相端連接到恒定參考 電壓，當電源電壓上升時，所述N個比較器的正相端電壓依次高于所述參考電壓，使得所述 N個比較器依次輸出高電平，當電源電壓下降時，所述N個比較器的正相端電壓依次低于所 述參考電壓，使得所述N個比較器依次輸出低電平。
4. 根據(jù)權利要求1所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述邏輯控制部（300)在第一電 流通路中包括一個或非門，在第i電流通路的每個中順序包括一個或非門和兩個反相器， 其中2 < i < N-1，在第N電流通路中順序包括三個反相器，每個所述或非門的一個輸入 端與所在電流通路中的比較器的輸出端連接、其另一個輸入端連接在靠近所述邏輯控制部 (300)的輸出端的兩個反相器之間。
5. 根據(jù)權利要求1所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述開關元件為功率MOS管，所述 功率MOS管的柵極與所述驅(qū)動部（400)的輸出端連接，以根據(jù)所述使能信號控制所述功率 MOS管的導通和截止，所述功率MOS管的漏極分別與所述N組LED連接，以及所述功率MOS 管的源極與所述恒流部（600)的輸出端連接。
6. 根據(jù)權利要求1所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述恒流部（600)包括：在電源 和接地之間串聯(lián)的分壓電阻Ra和Rb、誤差放大器、功率MOS管、以及采樣電阻，所述誤差放 大器的正相端連接在電阻Ra與Rb之間、其反相端與功率MOS管的源極和采樣電阻的一端 連接、以及其輸出端與功率MOS管的柵極連接，所述采樣電阻的另一端接地，以及所述功率 MOS管的漏極作為輸出端與所述開關部（500)連接。
7. 根據(jù)權利要求6所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，電阻Rl遠大于電阻Ri，其中i<N， 以及電阻Ra遠大于電阻Rb。
8. 根據(jù)權利要求5所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述功率MOS管均為高壓功率管， 其耐壓大于各組LED的最大閾值。
9. 根據(jù)權利要求3所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述各比較器的反相端參考電壓由 其它供電模塊提供一個恒定大小的電壓。
10. 根據(jù)權利要求6所述的LED照明驅(qū)動電路，其中，所述恒流部（600)的輸出瞬時電 流大小為：
其中Vmp為誤差放大器的正相端瞬時電壓，Rsa為采樣電阻的電阻值。
【文檔編號】H05B37/02GK104333934SQ201310309316
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權日:2013年7月22日
【發(fā)明者】李東明, 楊冕, 封正勇, 龍文濤, 寧寧, 俞德軍, 馮純益, 賈永明 申請人:四川新力光源股份有限公司, 電子科技大學