一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路和驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路和驱动方法，包括整桥输入电路和LED串，还包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第一放大器、第二放大器、电容和积分器，该具有功率因数校正功能的LED线性恒流驱动电路通过MOS电阻采样整流电路输出的电压，通过积分器采样输出电流的平均值，经过计算后对LED电流进行控制，使LED输出瞬时电流跟随输入交流电压线性变化，该电路结构简单，且成本低，且LED输出平均电流不随输入交流电压和LED负载电压变化，具有较高的电流精度。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路和驱动方法
本专利技术涉及LED驱动电路领域，特别涉及一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路和驱动方法。
技术介绍
LED灯具因为耗能低，使用寿命长和光效高等优点在照明和装饰等领域得到了广泛应用。为了减少对电网的谐波污染，提高输入侧功率因数，功率因数校正技术在LED灯具中的应用也逐渐普及。一般带有功率因数校正功能的LED驱动电路采用开关电源驱动技术或者分段线性恒流技术，电流精度不高，结构较复杂并且成本较高，不适用于低成本小功率LED驱动电源，目前的LED电路具有以下两种形式：第一种是由整流桥输入电路、led串、放大器、MOS管和采样电阻组成的现有线性恒流LED驱动电路。该电路不具有功率因数校正功能，LED瞬时电流恒定等于参考电压Vref/采样电阻RS。第二种是现有的一种具有功率因数校正功能的分段线性恒流LED驱动电路，该电路包括整流桥输入电路、led串、恒流控制电路、MOS管和采样电阻组成，该电路实现功率因数校正的方式为：LED灯串随着输入电压变化而分段导通，当输入电压较低时，只有部分LED灯串导通；当输入电压较高时，所有LED灯串导通，从而实现输入功率随输入交流电压改变，该电路的缺点是结构较复杂，需要使用较多LED灯珠，LED灯珠利用率不高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种电路结构简单，且成本低的一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路，包括整流桥输入电路和LED串，还包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第一放大器、第二放大器、电容和积分器，所述整流桥输入电路与LED串正极连接，所述第一MOS管的漏极与LED串负极连接，所述第一电阻的一端分别与第一MOS管的源极和积分器的输入端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述积分器的输出端与第一放大器的同向输入端连接，所述第一放大器的反向输入端与参考电压连接，所述第一放大器的输出端与第二MOS管的栅极连接，第二MOS管的漏极分别与第二放大器的同向输入端和第二电阻的一端连接，第二MOS管的源极接地，所述第二电阻的另一端与LED串的输出端连接，所述第二放大器的反向输入端与积分器的输入端连接，所述电容的一端与第一放大器的输出端连接，所述电容的另一端接地。本专利技术还公开了一种高功率因数的线性恒流LED驱动方法，包括上述的一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路，设参考电压为Vref，第一电阻电阻值为RS，第二MOS管的等效电阻值为RON_N2，当LED串输出平均电流大于Vref/RS时，积分器采集平均电流后输出的电压值大于Vref，使得第一放大器的输出电压增大，使得第二MOS管的等效电阻值RON_N2减小，第二MOS管与第二电阻分压后输入第二放大器同相输入端的电压平均值减小，使得第二放大器输入第一MOS管栅极电压平均值减小，从而使得第一MOS管导通电阻平均值增大，使得LED串输出平均电流减小，当系统通过反馈达到稳定时，LED平均电流维持在进一步的是：第二MOS管(4)工作在线性区，并与第二电阻(9)构成分压电阻串，使第二放大器(7)的同相输入端电压跟随整流桥输出电压变化，LED瞬时电流跟随输入交流电压变化，LED灯串瞬时电流与整流桥后的正弦电压信号同相位，即输入功率与正弦电压信号同相位。本专利技术的有益效果是：本专利技术的LED驱动电路通过闭环反馈调节，使第一电阻上的第一电压的平均值与参考电压值相等，使得LED平均电流维持在同时LED瞬时电流跟随交流输入电压变化，LED灯串瞬时电流与整流桥后的正弦电压信号同相位，即输入功率与正弦电压信号同相位，使驱动电路具有较高的功率因数。附图说明图1为一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路示意图。图2为一种高功率因数的线性恒流LED驱动时序图。图3为现有的线性恒流LED驱动电路图。图4为现有的分段线性恒流LED驱动电路图。图中标记为：整流桥输入电路1、LED串2、第一MOS管3、第二MOS管4、积分器5、第一放大器6、第二放大器7、第一电阻8、第二电阻9、电容10。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1所示的、一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路，包括整流桥输入电路1和LED串2，还包括第一MOS管3、第二MOS管4、第一电阻8、第二电阻9、第一放大器6、第二放大器7、电容10和积分器5，所述整流桥输入电路1与LED串2正极连接，所述第一MOS管3的漏极与LED串2负极连接，所述第一电阻8的一端分别与第一MOS管3的源极和积分器5的输入端连接，所述第一电阻8的另一端接地，所述积分器5的输出端与第一放大器6的同向输入端连接，所述第一放大器6的反向输入端与参考电压连接，所述第一放大器6的输出端与第二MOS管4的栅极连接，第二MOS管4的漏极分别与第二放大器7的同向输入端和第二电阻9的一端连接，第二MOS管4的源极接地，所述第二电阻9的另一端与LED串2的输出端连接，所述第二放大器7的反向输入端与积分器5的输入端连接，所述电容10的一端与第一放大器6的输出端连接，所述电容10的另一端接地。其工作原理如下所述：上述电路的第一电阻8为采样电阻，流过LED灯串的平均电流在采样电阻RS上产生的电压经过积分器5计算得到平均值再输入到第一放大器6的正向输入端并与第一放大器6反向端输入的参考电压比较并运算，当第一放大器6的正向输入端电压大于参考电压时，第一放大器6输出电压增大，当第一放大器6的正向输入端电压小于参考电压时，第一放大器6输出电压减小，第一放大器6的输出电压用于控制第二MOS管4，第二MOS管4工作在线性区，相当于一个可变电阻，其等效阻值由第一放大器6的输出电压控制，即当第一放大器6输出电压高时，第二MOS管4的等效电阻小，当第一放大器6输出电压低时，第二MOS管4的等效电阻大，第二MOS管4与其串联的第二电阻9构成分压电阻结构，当第二MOS管4的等效电阻小时，第二放大器7的同向输入端电压小，从而使得第一MOS管3的栅极电压值减小，第一MOS管3的导通电阻值增大，从而使得LED平均电流逐渐减小至(参考电压/第一电阻8)，并稳定至(参考电压/第一电阻8)，因此上述电路的设置，则LED输出平均电流稳定为Vref为参考电压值，RS为第一电阻8值；根据放大器的特性，因为负反馈原理，使得第一放大器6同相输入端和反相输入端电压相等使得LED平均电流不随交流输出电压和LED电压而变化，LED输出平均电流具有较高的精度。电容10用于稳定第二MOS管4的栅极电压，在系统稳定工作后，MOS管4的栅极电压基本维持不变，第二MOS管4的等效电阻基本维持不变，第二电阻9和第二MOS管4构成分压电阻，使第二放大器7的同相输入端电压跟随整流桥输出电压变化，流过LED灯串的瞬时电流在第一电阻8上产生的瞬时电压跟随第二放大器7的同相输入端电压变化，即跟随整流桥输出电压变换，从而实现LED灯串的瞬时电流随输入交流电压改变、输入功率随输入交流电压改变，即实现功率因数校正功能。进一步解释为：设参考电压为Vref，第一电阻8电压为RS，第二MOS管4的等效电阻值为RON_N2，当LED串2输出平均电流大于Vref/RS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路，包括整流桥输入电路(1)和LED串(2)，其特征在于：还包括第一MOS管(3)、第二MOS管(4)、第一电阻(8)、第二电阻(9)、第一放大器(6)、第二放大器(7)、电容(10)和积分器(5)，所述整流桥输入电路(1)与LED串(2)正极连接，所述第一MOS管(3)的漏极与LED串(2)负极连接，所述第一电阻(8)的一端分别与第一MOS管(3)的源极和积分器(5)的输入端连接，所述第一电阻(8)的另一端接地，所述积分器(5)的输出端与第一放大器(6)的同向输入端连接，所述第一放大器(6)的反向输入端与参考电压连接，所述第一放大器(6)的输出端与第二MOS管(4)的栅极连接，第二MOS管(4)的漏极分别与第二放大器(7)的同向输入端和第二电阻(9)的一端连接，第二MOS管(4)的源极接地，所述第二电阻(9)的另一端与LED串(2)的输出端连接，所述第二放大器(7)的反向输入端与积分器(5)的输入端连接，所述电容(10)的一端与第一放大器(6)的输出端连接，所述电容(10)的另一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种高功率因数的线性恒流LED驱动电路，包括整流桥输入电路(1)和LED串(2)，其特征在于：还包括第一MOS管(3)、第二MOS管(4)、第一电阻(8)、第二电阻(9)、第一放大器(6)、第二放大器(7)、电容(10)和积分器(5)，所述整流桥输入电路(1)与LED串(2)正极连接，所述第一MOS管(3)的漏极与LED串(2)负极连接，所述第一电阻(8)的一端分别与第一MOS管(3)的源极和积分器(5)的输入端连接，所述第一电阻(8)的另一端接地，所述积分器(5)的输出端与第一放大器(6)的同向输入端连接，所述第一放大器(6)的反向输入端与参考电压连接，所述第一放大器(6)的输出端与第二MOS管(4)的栅极连接，第二MOS管(4)的漏极分别与第二放大器(7)的同向输入端和第二电阻(9)的一端连接，第二MOS管(4)的源极接地，所述第二电阻(9)的另一端与LED串(2)的输出端连接，所述第二放大器(7)的反向输入端与积分器(5)的输入端连接，所述电容(10)的一端与第一放大器(6)的输出端连接，所述电容(10)的另一端接地。2.一种高功...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏虎，刘桂芝，吴国平，赵寿全，
申请(专利权)人：无锡麟力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32