專利名稱：適用于可控硅調(diào)光器的led線性驅(qū)動電路及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性LED驅(qū)動電路，尤其涉及一種適用于可控硅調(diào)光器調(diào)光的LED照明驅(qū)動電路及控制方法。
背景技術(shù)：
圖I是傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路。圖中LED燈串101連接到輸入整流橋100的正端，通過ー連接到輸入整流橋100地端的LED驅(qū)動電路102來設(shè)定流過LED的電流。LED燈串101與線性恒流源102的位置可以相互交換。由于LED燈串101由很多LED串聯(lián)而成，只有在輸入電壓高于LED燈串101正向?qū)妷簳r(shí)，LED燈串101才會被點(diǎn)亮。在交流市電供電的系統(tǒng)中，LED燈串101僅在輸入電壓達(dá)到峰值附近才會被點(diǎn)亮，所以LED的利用率很低，功率因數(shù)也不高。如果減少串聯(lián)的 LED燈數(shù)量，雖然可以增加LED的利用率，但會使LED驅(qū)動電路102的功耗大大増加，從而降低整個驅(qū)動電路的效率，增加驅(qū)動電路的溫升。如果增大LED燈串101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)功耗也會隨著LED驅(qū)動電流的增大而增加。常見的可控硅調(diào)光器是將交流市電進(jìn)行前切相或者后切相，改變輸出電壓有效值來實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，可控硅調(diào)光器需要一定的維持電流才能保持穩(wěn)定導(dǎo)通。在傳統(tǒng)白熾燈應(yīng)用中，因?yàn)榘谉霟羰亲栊载?fù)載，所以在任意的切相角度時(shí)，可控硅調(diào)光器都可以流過一定的電流。而當(dāng)可控硅調(diào)光器應(yīng)用在LED驅(qū)動電路中吋，因?yàn)長ED負(fù)載的非線性，負(fù)載電流不會在任意切相角度都存在，所以調(diào)光器經(jīng)常工作于非正常狀態(tài)，使燈出現(xiàn)閃爍甚至無法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提出一種適用于可控硅調(diào)光器的線性LED驅(qū)動電路及控制方法，一方面可以根據(jù)實(shí)際流經(jīng)LED電流的大小點(diǎn)亮部分或全部LED，提高LED的利用率，燈的發(fā)光效率和功率因數(shù)；另一方面也設(shè)計(jì)了電流吸收電路，使可控硅調(diào)光器可以在任意切相角度穩(wěn)定工作，達(dá)到穩(wěn)定調(diào)光的效果。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開ー種適用于可控硅調(diào)光器的LED線性驅(qū)動電路，該可控硅調(diào)光器通過一整流橋與該LED線性驅(qū)動電路的輸入端連接，其特征在干，該LED線性驅(qū)動電路包括一 LED燈串，該LED燈串由至少ー個LED串聯(lián)而成；一 LED驅(qū)動器，所述LED驅(qū)動器由N個LED驅(qū)動電路構(gòu)成，每個LED驅(qū)動電路連接ー組LED負(fù)載的陰極，以控制單一或全部LED組工作或關(guān)閉；一電壓采樣網(wǎng)絡(luò)，用于檢測該整流橋的輸出電壓并輸出一信號；一吸收控制電路，根據(jù)該電壓米樣網(wǎng)絡(luò)的輸出信號控制電流吸收電路；ー電流吸收電路，該電流吸收電路用于提供該可控硅調(diào)光器ー穩(wěn)定維持電流。更進(jìn)一歩地，該整流橋的ー個輸入端與交流輸入電壓連接，另ー輸入端與該可控硅調(diào)光器連接，該整流橋輸出正端與該LED驅(qū)動電路的輸入端連接，該整流橋輸出負(fù)端接地。更進(jìn)一歩地，該LED驅(qū)動電路包括至少ー個電流采樣電阻，所述電流采樣電阻一端接地，另一端與一運(yùn)算放大器及一多路選擇開關(guān)連接；一運(yùn)算放大器，將所述每個LED的電流采樣電阻上的電壓分別與一基準(zhǔn)電壓比較；輸出端與所述多路選擇開關(guān)連接；ー多路選擇開關(guān)，所述多路選擇開關(guān)分別連接所述LED，所述多路選擇開關(guān)根據(jù)所述比較結(jié)果改變其導(dǎo)通阻杭，以控制部分或全部LED導(dǎo)通。更進(jìn)一歩地，該基準(zhǔn)電壓為一相同值，或者為不同值。更進(jìn)一歩地，該電壓采樣網(wǎng)絡(luò)包括上下串接的電阻或者電阻與電容組合，該上分壓電阻或者電阻與電容組合與該整流橋輸出正極連接，該上分壓電阻或者電阻與電容組合的另一端與下分壓電阻或者電阻與電容組合的一端和該吸收控制電路的輸入端連接，該下分壓電阻或者電阻與電容組合的另一端接地。 更進(jìn)一歩地，該吸收控制電路包括一比較器或者運(yùn)算放大器，該比較器或者運(yùn)算 放大器的同相輸入端與一比較基準(zhǔn)電壓連接，該比較器或者運(yùn)算放大器的反向輸入端連接該吸收控制電路的輸入端，該比較器或者運(yùn)算放大器的輸出端連接該吸收控制電路的輸出端。更進(jìn)一歩地，該電流吸收電路包括一控制開關(guān)與ー吸收網(wǎng)絡(luò)，該吸收網(wǎng)絡(luò)為電阻或者電阻與電容組合，該吸收網(wǎng)絡(luò)一端連接該整流橋輸出正扱，該吸收網(wǎng)絡(luò)另一端連接該控制開關(guān)輸入端，該控制開關(guān)輸出端連接電路地，該控制開關(guān)控制端連接該吸收控制電路的輸出端。更進(jìn)ー步地，該每ー LED驅(qū)動電路與其他LED驅(qū)動電路交替工作，或者同時(shí)工作。本發(fā)明同時(shí)公開一種適用于可控硅調(diào)光器的LED線性驅(qū)動電路控制方法，其特征在于，包括將一可控娃調(diào)光器通過一整流橋與一 LED線性驅(qū)動電路的輸入端連接，該的LED線性驅(qū)動電路的電壓采樣網(wǎng)絡(luò)檢測該整流橋的輸出電壓并輸出一信號，該的LED線性驅(qū)動電路的吸收控制電路根據(jù)該輸出信號控制ー電流吸收電路，該電流吸收電路根據(jù)該吸收控制電路的控制提供一穩(wěn)定維持電流使該可控硅調(diào)光器導(dǎo)通，該LED線性驅(qū)動電路的LED驅(qū)動電路根據(jù)該整流橋正端電壓決定該各個LED驅(qū)動電路交替或者同時(shí)工作，提供一LED燈串的驅(qū)動電流。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使用N個LED驅(qū)動電路，根據(jù)輸入電壓瞬時(shí)值的大小，使LED負(fù)載分組被點(diǎn)亮，從而提高LED的利用率和總輸出流明數(shù)。本發(fā)明提高了驅(qū)動電路的效率，増加了輸入電源的功率因數(shù)，降低了系統(tǒng)的成本。而且可以通過改變可控硅調(diào)光器切相角度大小調(diào)節(jié)LED亮度。


圖I是傳統(tǒng)的LED線性恒流控制電路示意 圖2是根據(jù)本發(fā)明所示出的兼容可控硅調(diào)光器的線性LED驅(qū)動電路的示意 圖3是根據(jù)本發(fā)明所示出的LED驅(qū)動電路的ー種實(shí)現(xiàn)方法；
圖4是根據(jù)本發(fā)明所示出的電壓采樣網(wǎng)絡(luò)的一種實(shí)現(xiàn)方法；
圖5是根據(jù)本發(fā)明所示出的吸收控制電路的一種實(shí)現(xiàn)方法；
圖6是根據(jù)本發(fā)明所示出的電流吸收電路的一種實(shí)現(xiàn)方法。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
傳統(tǒng)的LED線性恒流電路，LED燈串僅在輸入電壓達(dá)到峰值附近才會被點(diǎn)亮。本發(fā)明提供ー種LED線性電流驅(qū)動電路，在輸入電壓較低時(shí)，就可以點(diǎn)亮部分LED,從而提高LED的利用率，同時(shí)根據(jù)整流橋輸出電壓信號開啟或關(guān)斷電流吸收電路，達(dá)到兼容可控硅調(diào)光器的目的。本發(fā)明特征在于，包括一 LED燈負(fù)載，該LED燈負(fù)載由N組LED串聯(lián)而成；一 LED驅(qū)動器，該LED驅(qū)動器由N個LED驅(qū)動電路構(gòu)成，以控制単一或全部LED組工作或關(guān)閉；一電壓采樣網(wǎng)絡(luò)，用于檢測整流橋輸出電壓；一吸收控制電路，用于控制電流吸收電路；一電流吸收電路，用于提供使可控硅調(diào)光器穩(wěn)定工作的維持電流。本發(fā)明可提高LED燈使用壽命，提高LED燈功率因數(shù)值，提高L E D燈發(fā)光效率，縮小LED燈體積，兼容可控娃調(diào)光器。
以下將結(jié)合圖2至圖6詳細(xì)說明本發(fā)明。圖2是本發(fā)明所示出的兼容可控硅調(diào)光器的線性LED驅(qū)動電路的實(shí)施電路，包括可控硅調(diào)光器201、整流橋202、電流吸收電路203、電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204、吸收控制電路205、LED驅(qū)動器206、LED負(fù)載207。其中LED驅(qū)動器206中包括LED驅(qū)動電路I、LED驅(qū)動電路2…LED驅(qū)動電路n。LED負(fù)載207中包括燈珠串LED1、LED2…LEDn。LED1、LED2、LEDn均為ー個或若干個LED串聯(lián)或者并聯(lián)而成。由交流市電供電的系統(tǒng)中，輸入電壓為交流正弦波。經(jīng)過整流橋整流后，整流橋輸出電壓為輸入交流電壓的絕對值。在輸入電壓瞬時(shí)值較低，且不能使LED負(fù)載207中的燈珠串LEDl導(dǎo)通時(shí)，本發(fā)明中所有的LED負(fù)載全部處于關(guān)閉狀態(tài)。隨著輸入電壓瞬時(shí)值逐漸上升，燈珠串LEDl先流過電流，LED驅(qū)動電路I開始工作。當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值進(jìn)一歩上升至可以使燈珠串LEDl與燈珠串LED2串同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，燈珠串LED2開始流過電流，LED驅(qū)動電路2開始工作，同時(shí)LED驅(qū)動電路I進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。以此類推，當(dāng)輸入電壓達(dá)到可以使全部LED負(fù)載同時(shí)導(dǎo)通吋，LED驅(qū)動電路N進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)其他LED驅(qū)動電路全部進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)輸入電壓瞬時(shí)值開始下降至不能使全部LED負(fù)載同時(shí)導(dǎo)通吋，LED驅(qū)動電路N進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)LED驅(qū)動電路N-I進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，以此類推，當(dāng)輸入電壓下降至不能使燈珠串LEDl導(dǎo)通時(shí)，所有的LED負(fù)載全部進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，以此完成ー個周期的工作循環(huán)。電流吸收電路203、電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204和吸收控制電路205可以提供使可控硅調(diào)光器穩(wěn)定工作的維持電流。具體方法如下電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204檢測整流橋的輸出電壓，當(dāng)電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204的輸出信號高于吸收控制電路205中的比較基準(zhǔn)電壓吋，電流吸收電路203關(guān)閉。當(dāng)電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204的輸出信號低于吸收控制電路205中的比較基準(zhǔn)電壓時(shí)，電流吸收電路203開通。圖3是LED驅(qū)動器206中的LED驅(qū)動電路的ー個實(shí)施例，包括運(yùn)算放大器301、多路選擇開關(guān)302、電流采樣電阻303。LED驅(qū)動電路的輸入電流流過電流采樣電阻303，運(yùn)算放大器301將電流采樣電阻303上的電壓與電流基準(zhǔn)電壓相比較，產(chǎn)生的誤差信號驅(qū)動多路選擇開關(guān)302的控制端，多路選擇開關(guān)302的輸入端與輸出端間的阻抗受到控制端電壓的控制，從而實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動電路電流的閉環(huán)調(diào)節(jié)。圖4是電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204的一個實(shí)施例，包括上分壓電阻401、下分壓電容402、下分壓電阻403。上分壓電阻401連接整流橋的輸出端，上分壓電阻401與下分壓電容402、下分壓電阻403組成電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204。電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204的輸出端連接吸收控制電路205的輸入端。圖5是吸收控制電路205的一個實(shí)施例，包括比較器501。比較器501將電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204的輸出信號與比較基準(zhǔn)電壓相比較，當(dāng)電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204的輸出信號大于比較基準(zhǔn)電壓時(shí)，關(guān)閉電流吸收電路203 ;當(dāng)電壓采樣網(wǎng)絡(luò)204的輸出信號小于比較基準(zhǔn)電壓時(shí)，開通電流吸收電路203。比較器501應(yīng)設(shè)計(jì)有一定的回差。圖6是電流吸收電路的一個實(shí)施例，包括吸收電阻601、控制開關(guān)602?？刂崎_關(guān)602根據(jù)比較器501的輸出信號來開通或者關(guān)閉，吸收電阻601決定了吸收電流的大小。本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于可控硅調(diào)光器的LED線性驅(qū)動電路，所述可控硅調(diào)光器通過一整流橋與所述LED線性驅(qū)動電路的輸入端連接，其特征在于，所述LED線性驅(qū)動電路包括 一 LED燈串，所述LED燈串由至少一個LED串聯(lián)而成；一 LED驅(qū)動器，所述LED驅(qū)動器由N個LED驅(qū)動電路構(gòu)成，每個LED驅(qū)動電路連接一組LED負(fù)載的陰極，以控制單一或全部LED組工作或關(guān)閉； 一電壓米樣網(wǎng)絡(luò)，用于檢測所述整流橋的輸出電壓并輸出一信號； 一吸收控制電路，根據(jù)所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出信號控制電流吸收電路； 一電流吸收電路，所述電流吸收電路用于提供所述可控硅調(diào)光器一穩(wěn)定維持電流。
2.如權(quán)利要求I所述的LED線性驅(qū)動電路，其特征在于，所述整流橋的一個輸入端與交流輸入電壓連接，另一輸入端與所述可控硅調(diào)光器連接，所述整流橋輸出正端與所述LED驅(qū)動電路的輸入端連接，所述整流橋輸出負(fù)端接地。
3.如權(quán)利要求I所述的LED線性驅(qū)動電路，其特征在于，所述LED驅(qū)動電路包括 至少一個電流采樣電阻，所述電流采樣電阻一端接地，另一端與一運(yùn)算放大器及一多路選擇開關(guān)連接； 一運(yùn)算放大器，將所述每個LED的電流采樣電阻上的電壓分別與一基準(zhǔn)電壓比較；輸出端與所述多路選擇開關(guān)連接； 一多路選擇開關(guān)，所述多路選擇開關(guān)分別連接所述LED，所述多路選擇開關(guān)根據(jù)所述比較結(jié)果改變其導(dǎo)通阻抗，以控制部分或全部LED導(dǎo)通。
4.如權(quán)利要求3所述的LED線性驅(qū)動電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓為一相同值，或者為不同值。
5.如權(quán)利要求I所述的LED線性驅(qū)動電路，其特征在于，所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)包括上下串接的電阻或者電阻與電容組合，所述上分壓電阻或者電阻與電容組合與所述整流橋輸出正極連接，所述上分壓電阻或者電阻與電容組合的另一端與下分壓電阻或者電阻與電容組合的一端和所述吸收控制電路的輸入端連接，所述下分壓電阻或者電阻與電容組合的另一端接地。
6.如權(quán)利要求I所述的LED線性驅(qū)動電路，其特征在于，所述吸收控制電路包括一比較器或者運(yùn)算放大器，所述比較器或者運(yùn)算放大器的同相輸入端與一比較基準(zhǔn)電壓連接，所述比較器或者運(yùn)算放大器的反向輸入端連接所述吸收控制電路的輸入端，所述比較器或者運(yùn)算放大器的輸出端連接所述吸收控制電路的輸出端。
7.如權(quán)利要求I所述的LED線性驅(qū)動電路，其特征在于，所述電流吸收電路包括一控制開關(guān)與一吸收網(wǎng)絡(luò)，所述吸收網(wǎng)絡(luò)為電阻或者電阻與電容組合，所述吸收網(wǎng)絡(luò)一端連接所述整流橋輸出正極，所述吸收網(wǎng)絡(luò)另一端連接所述控制開關(guān)輸入端，所述控制開關(guān)輸出端連接電路地，所述控制開關(guān)控制端連接所述吸收控制電路的輸出端。
8.如權(quán)利要求I所述的LED線性驅(qū)動電路，其特征在于，所述每一LED驅(qū)動電路與其他LED驅(qū)動電路交替工作，或者同時(shí)工作。
9.一種適用于可控硅調(diào)光器的LED線性驅(qū)動電路控制方法，其特征在于，包括將一可控硅調(diào)光器通過一整流橋與一 LED線性驅(qū)動電路的輸入端連接，所述的LED線性驅(qū)動電路的電壓采樣網(wǎng)絡(luò)檢測所述整流橋的輸出電壓并輸出一信號，所述的LED線性驅(qū)動電路的吸收控制電路根據(jù)該輸出信號控制一電流吸收電路，所述電流吸收電路根據(jù)所述吸收控制電路的控制提供一穩(wěn)定維持電流使所述可控硅調(diào)光器導(dǎo)通，所述LED線性驅(qū)動電路的LED 驅(qū)動電路根據(jù)所述整流橋正端電壓決定所述各個LED驅(qū)動電路交替或者同時(shí)工作，提供一LED燈串的驅(qū)動電流。
全文摘要
本發(fā)明公開一種適用于可控硅調(diào)光器的LED線性驅(qū)動電路，該可控硅調(diào)光器通過一整流橋與該LED線性驅(qū)動電路的輸入端連接，其特征在于，該LED線性驅(qū)動電路包括:一LED燈串，該LED燈串由至少一個LED串聯(lián)而成；一LED驅(qū)動器，所述LED驅(qū)動器由N個LED驅(qū)動電路構(gòu)成，每個LED驅(qū)動電路連接一組LED負(fù)載的陰極，以控制單一或全部LED組工作或關(guān)閉；一電壓采樣網(wǎng)絡(luò)，用于檢測該整流橋的輸出電壓并輸出一信號；一吸收控制電路，根據(jù)該電壓采樣網(wǎng)絡(luò)的輸出信號控制電流吸收電路；一電流吸收電路，該電流吸收電路用于提供該可控硅調(diào)光器一穩(wěn)定維持電流。
文檔編號H05B37/02GK102665324SQ20121010612
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者于得水, 胡黎強(qiáng) 申請人:上海晶豐明源半導(dǎo)體有限公司