一种电压可调的LED控制电路及其控制方法技术

本发明专利技术一种电压可调的LED控制电路及其控制方法属于LED控制领域，特别是一种能够电压自动调节的LED控制电路。包括桥式整流电路、恒流电流控制电路、可调升压电路和过电压保护电路；桥式整流电路设置在电压可调的LED控制电路与电源相连的最前端，用于将交流电压整流得到直流电。本发明专利技术控制的电路与现在的LED灯泡相比更节能；节约成本；采用恒定电流供电方式，可以消除闪烁现象，有利于保护眼睛；设有过电压保护电路，避免出现安全事故，消除安全隐患；能自动调节LED灯珠的总压差；如果有灯珠短路，可以不影响整个灯泡的正常使用。

Voltage adjustable LED control circuit and control method thereof

The invention relates to an adjustable voltage LED control circuit and a control method thereof, belonging to the LED control field, in particular to a LED control circuit capable of automatically regulating voltage. Including the bridge rectifier circuit, constant current control circuit, adjustable step-up circuit and overvoltage protection circuit; the bridge rectifier circuit is arranged in the LED adjustable voltage control circuit is connected with the power of the front for AC voltage is rectified to dc. The control circuit of the invention and now LED bulbs compared to more energy saving; saving cost; the power supply mode of constant current, can eliminate the flicker phenomenon, is conducive to the protection of the eyes; an overvoltage protection circuit, to avoid accidents, eliminate safety hazards; can automatically adjust the total pressure of LED beads; if there is a normal lamp circuit can not affect the whole lamp.

【技术实现步骤摘要】
一种电压可调的LED控制电路及其控制方法
本专利技术一种电压可调的LED控制电路及其控制方法属于LED控制领域，特别是一种能够电压自动调节的LED控制电路。
技术介绍
LED灯作为一种价格便宜，发光效率高，稳定性强的光源，受到人们的普遍使用，但随之而来的控制问题成为人们长期研究的主题，尤其是如何控制调节电路电压的问题。目前已有的一种负载控制电路及装置（中国申请CN104049559）公开了一种负载控制电路及装置，通过整流滤波模块将市电去杂后转换为负载所需的直流电，然后通过升压模块将整流滤波模块输出的直流电进行升压，减少电能在电路中的损耗，通过DC-DC变换电路将升压后的电压转换为负载所需的电压，最后通过反馈调节模块根据负载的输入电压控制DC-DC变换电路对输出的电压进行调节使负载的输入电压维持稳定。但其存在的不足是：1）输出电压固定，而这将导致LED的亮度会变化；2）该专利技术未公开如何控制LED电流。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足之处提供一种电压可调的LED控制电路及其控制方法，能有效提高电源转换效率，节约用电，并自动调节LED灯珠的总压差，延长了LED灯的使用寿命。本专利技术是采取以下技术方案实现的：一种电压可调的LED控制电路，包括桥式整流电路、恒流电流控制电路、可调升压电路和过电压保护电路；桥式整流电路设置在电压可调的LED控制电路与电源相连的最前端，用于将交流电压整流得到直流电；恒流电流控制电路包括第一比较器CMP1、第一MOS管M1和可变电阻R1，第一比较器CMP1的输出端与第一MOS管M1的栅极相连；第一比较器CMP1的反相输入端与第一MOS管M1的源极相连后再与可变电阻R1相串联；第一比较器CMP1用来比较与其同相输入端相连的基准电压REF1电位和第一MOS管M1的源极端的B点电位VB,并将VB电压值固定，且与REF1电压相同，通常设定在0.1V～0.3V；调节电阻R1的阻值，从而控制灯珠的电流，此电流不受电源电压、温度和LED灯珠个数的影响；可调升压电路包括第二比较器CMP2、脉冲宽度调制电路PWM、第二MOS管M2、电感L1和高压二极管D1，第二比较器CMP2的输出端与脉冲宽度调节电路PWM相连；第二比较器CMP2的输出端与第二MOS管M2的栅极相连；第二MOS管M2的漏极与高压二极管D1相连；第二比较器CMP2用来比较与其同相输入端相连的基准电压REF2电位和第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA，利用比较后的结果控制脉冲宽度调制电路PWM，脉冲宽度调制电路PWM控制第二MOS管M2；过电压保护电路由第三比较器CMP3、第一MOS管M1、脉冲宽度调制电路PWM和第二MOS管M2组成，第三比较器CMP3的输出端接到第一MOS管M1的栅极，同时比较器CMP3的输出端接到第一MOS管M1的栅极，且与脉冲宽度调制电路PWM连接；第三比较器CMP3用来比较与其同相输入端相连的基准电压REF3电位和第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA，利用比较后的结果控制第一MOS管M1和第二MOS管M2的关闭；当电源电压异常偏高，或者LED灯珠短路的个数过多时，导致A点电压VA超过基准电压REF3时，第三比较器CMP3输出低电位信号，此信号将关闭第一MOS管M1和第二MOS管M2，从而关断LED灯珠的电流，保护LED灯泡，避免出现安全事故。家用220V交流电源经过桥式整流得到300V左右的直流电源。LED灯珠在常温下的点亮电压约为2V～3V。本专利技术电路将整流后的直流电压升到一定电压给串联的LED灯珠供电。由于家用220V交流电源通常有±20%的变化幅度，LED灯珠在不同温度下，其点亮电压也不同，升压倍数1.2～2倍即可满足一般家庭应用。基准电压REF1的电压约为0.1V～0.2V，通常基准电压REF1，基准电压REF2和基准电压REF3的电位较高，且基准电压REF3的电压为基准电压REF2电位的2～3倍。一种电压可调的LED控制电路的控制方法，包括如下步骤：1）家用220V电源通电后，通过桥式整流电路将交流电整为直流电压VF；2）通过电感L1和高压二极管D1将LED灯珠的输入电压VC电位提高到LED灯珠工作电压；3）第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA电压小于参考电压REF2，启动脉冲宽度调制电路PWM，通过第二MOS管M2、电感L1和高压二极管D1提升LED灯珠的VC的电位；4）当LED灯珠的输入电压VC的电位超过LED灯珠工作的最小电压后（如前文所述单颗LED导通电压为2V～3V，此电压为2V*LED总数目），LED灯珠开始有电流流过，此电流在电阻R1上形成压降，该压降小于0.1V，LED灯珠电流随着LED灯珠的输入电压VC的电位的升高而升高；当LED灯珠的输入电压VC电位继续升高，直到可变电阻R1上的电压等于参考电压REF1，LED灯珠的电流将恒定，不再随着LED灯珠的VC的升高而升高；此时第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA尚未超过参考电压REF2的电位，LED灯珠的输入电压VC电压还将继续升高，直到第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA电压超过参考电压REF2后，脉冲宽度调制电路PWM将关闭第二MOS管M2，LED灯珠的输入电压VC电压将不再升高；5）LED灯珠电流由与其并联的电容C1提供，因此LED灯珠的输入电压VC将逐渐变低，直到第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA电压小于参考电压REF2后，脉冲宽度调制电路PWM将重新开启，控制第二MOS管M2，将通过电感L1、第二MOS管M2和高压二极管D1来提升LED灯珠的VC的电压，直到第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA超过参考电压REF2的电位，关闭第二MOS管M2，LED灯珠的输入电压VC将停止上升；如此循环下去，直到220V电源关闭，或者LED灯珠出现异常，或者220V电源出现异常高。在步骤5）中，如果交流电源出现异常，通过桥式整流电路后，电源电压VF电位和LED灯珠的输入电压VC电压均远超过LED灯珠工作电压，第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA高于参考电压REF3的电压，比较器CMP1输出低电压信号，将关闭第一MOS管M1和第二MOS管M2，从而切断了LED灯珠上的电流，有效避免出现安全事故。本专利技术的优点：1、与现在的LED灯泡相比更节能；现在的LED灯泡主要通过降压的方式供电，其降压幅度较大；而采用升压的方式，其电压升高的幅度比正常市电高一点即可，可以提高电源转换效率，节约用电；2、可以节约成本；升压型LED灯泡只需要串联即可达到较大的功率，不需要并联，因此对LED灯珠的一致性要求不高，可以节约成本；3、本方法采用恒定电流供电方式，可以消除闪烁现象，有利于保护眼睛；4、本方法设有过电压保护电路；当电源电压异常偏高或者LED灯珠短路的个数过多时，将关闭LED灯珠电流，保护LED灯泡，避免出现安全事故，消除安全隐患；5、能自动调节LED灯珠的总压差；LED灯珠对温度比较敏感，随着温度的升高，LED两端的电压会降低，控制电路会降低LED灯珠的总压降；6、在本方法中，如果有灯珠短路，可以不影响整个灯泡的正常使用。附图说明以下将结合附图对本专利技术作进一步说明：图1是本专利技术的LED控制电路原理图；图2是本专利技术电路的LED电位和频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压可调的LED控制电路，其特征在于：包括桥式整流电路、恒流电流控制电路、可调升压电路和过电压保护电路；桥式整流电路设置在电压可调的LED控制电路与电源相连的最前端，用于将交流电压整流得到直流电；恒流电流控制电路包括第一比较器CMP1、第一MOS管M1和可变电阻R1，第一比较器CMP1的输出端与第一MOS管M1的栅极相连；第一比较器CMP1的反相输入端与第一MOS管M1的源极相连后再与可变电阻R1相串联；可调升压电路包括第二比较器CMP2、脉冲宽度调制电路PWM、第二MOS管M2、电感L1和高压二极管D1，第二比较器CMP2的输出端与脉冲宽度调节电路PWM相连；第二比较器CMP2的输出端与第二MOS管M2的栅极相连；第二MOS管M2的漏极与高压二极管D1相连；过电压保护电路由第三比较器CMP3、第一MOS管M1、脉冲宽度调制电路PWM和第二MOS管M2组成，第三比较器CMP3的输出端接到第一MOS管M1的栅极，同时比较器CMP3的输出端接到第一MOS管M1的栅极，且与脉冲宽度调制电路PWM连接。

【技术特征摘要】
1.一种电压可调的LED控制电路，其特征在于：包括桥式整流电路、恒流电流控制电路、可调升压电路和过电压保护电路；桥式整流电路设置在电压可调的LED控制电路与电源相连的最前端，用于将交流电压整流得到直流电；恒流电流控制电路包括第一比较器CMP1、第一MOS管M1和可变电阻R1，第一比较器CMP1的输出端与第一MOS管M1的栅极相连；第一比较器CMP1的反相输入端与第一MOS管M1的源极相连后再与可变电阻R1相串联；可调升压电路包括第二比较器CMP2、脉冲宽度调制电路PWM、第二MOS管M2、电感L1和高压二极管D1，第二比较器CMP2的输出端与脉冲宽度调节电路PWM相连；第二比较器CMP2的输出端与第二MOS管M2的栅极相连；第二MOS管M2的漏极与高压二极管D1相连；过电压保护电路由第三比较器CMP3、第一MOS管M1、脉冲宽度调制电路PWM和第二MOS管M2组成，第三比较器CMP3的输出端接到第一MOS管M1的栅极，同时比较器CMP3的输出端接到第一MOS管M1的栅极，且与脉冲宽度调制电路PWM连接。2.根据权利要求1所述的电压可调的LED控制电路，其特征在于：家用220V交流电源经过桥式整流电路整流后得到300V的直流电源。3.权利要求1所述的电压可调的LED控制电路的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1）家用220V电源通电后，通过桥式整流电路将交流电整为直流电压VF；2）通过电感L1和高压二极管D1将LED灯珠的输入电压VC电位提高到LED灯珠工作电压；3）第一MOS管M1的漏极端的A点电位VA电压小于参考电压REF2，启动脉冲宽度调制电路PWM，通过第二MOS管M2、电感L1和高压二极管D1提升LED灯珠的VC的电位；4）当LED灯珠的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪菊琴，史荧中，李萍，郭巍，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32