一种四通道交流驱动芯片电路制造技术

本发明专利技术公开了一种四通道交流驱动芯片电路，将市电全波整流后的脉动电压直接同时驱动WLED(白光LED)、RLED(红光LED)、GLED(绿光LED)及BLED(蓝光LED)灯串,并通过逻辑控制电路实现分段式导通,同时通过不同颜色通道的恒流电路来设置不同的电流值以实现彩色驱动。与原有直流驱动RGB LED方式相比，本发明专利技术无须进行AC‑DC转换，减小了系统体积，降低了制造成本，提高了系统可靠性；相比现有的单一色光交流LED驱动，本发明专利技术可以对不同颜色的灯串设置不同的电流值以实现彩色驱动，调节光谱分布，进一步提高照明效率，从而应用于多样化的照明用途；同时灯串WLED的加入可提高LED灯串的显色指数，使得系统整体显色性能更好；本发明专利技术还可以提供过温和过压保护功能。

A Four-Channel AC Driver Chip Circuit

The invention discloses a four-channel AC driver chip circuit, which directly and simultaneously drives WLED (white light LED), RLED (red light LED), GLED (green light LED) and BLED (blue light LED) lamp strings by pulsating voltage after full-wave rectification of municipal electric power, and realizes piecewise conduction by logic control circuit, at the same time, different current values are set by constant current circuit of different color channels to realize color drive. Compared with the original DC-driven RGB LED mode, the invention does not need AC_DC conversion, reduces the system volume, reduces the manufacturing cost and improves the system reliability; Compared with the existing single-color AC LED drive, the invention can set different current values for different color lamp strings to achieve color drive, adjust the spectral distribution, and further improve the lighting efficiency. It can be used for diversified lighting purposes. At the same time, the addition of WLED can improve the color rendering index of the LED lamp string and make the overall color rendering performance of the system better. The invention also provides the function of over-temperature and over-voltage protection.

【技术实现步骤摘要】
一种四通道交流驱动芯片电路
本专利技术涉及驱动电路领域，尤其涉及一种四通道交流驱动芯片电路。
技术介绍
LED作为一种新型固态半导体光源，与发光效率低、使用寿命短的白炽灯以及耗电大、污染严重的荧光灯相比，具有使用寿命长、响应速度快、体积小、重量轻、能效高、结构简单、光谱全等优点。目前被广泛应用在智慧照明、可见光通信、生物医疗、农业等各个方面，受到各国的大力研究。传统的LED驱动电路多采用直流电流驱动LED(DCLED)方式，即采用变压器或开关电源将高压交流电源滤波、稳压后，输出直流电流驱动LED。但由于在应用过程中存在AC-DC转换，增加了LED灯泡的体积和成本，同时也存在着较大的能量损失，使得LED系统效率很难达到90％。另一方面，AC-DC转换器老化比较严重，寿命远低于LED的寿命，严重影响驱动电路的可靠性和寿命。随着技术的发展，高压交流电压直接驱动LED(ACLED)的方式应运而生。相比刚开始的利用LED的单向导通特性，将LED灯珠排列成类似整流桥结构并直接接入到市电中的方案，采用了分段控制和恒流处理的交流驱动LED技术，提高了系统的效率。然而，技术的进步、生活质量的提高以及节能的需要使得彩色RGB驱动的应用范围也越来越广，如照明和装潢等领域。应用于照明等领域的LED除了色温和显色指数等重要参数外，业界对光谱的S/P比值(S表示暗光亮度，P表示强光亮度)也越来越重视。但目前交流直接驱动LED方案多为单一色光LED驱动，而原有的直流RGB驱动则存在电路体积大、成本高、低效以及显色性能差等缺陷。因此，研究多通道的彩色交流驱动芯片电路，实现光谱可调，对优化LED光谱分布、增强照明效果和进一步提高照明效率有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中直流RGB驱动电路体积大、成本高、效率低以及显色性能差等问题，并且克服交流驱动LED为单一色光的缺陷，提供一种四通道交流驱动芯片电路。本专利技术具有效率高、集成度高以及显色性能好等优点，并且具有过温和过压保护。本专利技术的目的能够通过以下技术方案实现：一种四通道交流驱动芯片电路，包括整流桥、分压电路、电流检测电路、逻辑控制电路、通道电流产生电路、WRGB恒流电路、WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串、BLED灯串以及保护电路；所述WLED(白光LED)灯串、RLED(红光LED)灯串、GLED(绿光LED)灯串及BLED(蓝光LED)灯串均包含多级LED；其中，第一级LED由第一串LED灯串组成，第二级LED由相邻的前两串LED灯串组成，第三级LED由前三串LED灯串组成，以此类推构成多级LED。所述整流桥，其输出端与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串以及BLED灯串中第一级LED的输入端相连接；用于对市电进行全波整流；所述分压电路，一端与整流桥相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于将整流输出的高压脉动电压进行降压，将得到的幅值小于芯片电源电压的低压脉动电压供芯片内部处理；所述电流检测电路，一端分别和与WLED灯串相连接的控制通道上的高压开关管的源极相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于检测流经WLED通道的电流的大小，当检测的电流达到电流阈值时，输出一个脉冲信号，作为逻辑控制电路通道切换的信号；所述逻辑控制电路，与开关选通模块中MOS管的栅极相连接；用于在输入电压上升阶段，电流检测电路输出一个脉冲信号作用逻辑控制电路时，控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外其余各级开关组依次关断，使WLED、RLED、GLED以及BLED灯串的各级LED依次点亮直至全部点亮；在输入电压下降阶段，控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组依次打开，使WLED、RLED、GLED以及BLED灯串的子单元依次熄灭直至全部熄灭；所述通道电流产生电路，与开关选通模块中MOS管的源极相连接；用于当RLED、GLED及BLED灯串的各自通道开启时，由通道电流产生电流为其提供电流；所述WRGB恒流电路，与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串中最后一级LED的输出端相连接；当WLED、RLED、GLED及BLED灯串全部点亮时，WRGB恒流电路保持最后一级LED输出端通道上的电流恒定；所述保护电路，用于提供过压保护和过温保护。所述整流桥为全波整流桥，将220V/50Hz的交流电转换为0-311V的直流脉动电压。所述电流检测电路包括误差放大器和电阻R1。在所述电流检测电路中，当WLED灯串中除最后一级LED外的其余各级LED输出端对应的控制通道的高压开关管打开时，电流流过采样电阻R1产生压降，该电压值作为反馈信号连接到误差放大器的同相端，误差放大器的反相端接参考电压VREF1，误差放大器输出端接逻辑控制电路。所述通道电流产生电路包括误差放大器、MOS管和电阻R2。在所述通道电流产生电路中，误差放大器、与误差放大器输出端相连接的一个MOS管以及电阻R2组成恒流电路，为由其他MOS管所构成的电流镜提供偏置电流，然后给RLED灯串中除最后一级LED外的其余各级LED输出端对应通道、GLED灯串中除最后一级LED外的其余各级LED输出端对应通道、BLED灯串中除最后一级LED外的其余各级LED输出端对应通道提供电流。所述WRGB恒流电路包括误差放大器、MOS管和电阻。进一步地，所述WRGB恒流电路中误差放大器数目、电阻数目以及MOS管数目与灯串类型数目相同。在所述WRGB恒流电路中，当WLED、RLED、GLED和BLED灯串全部点亮时，电流经高压MOS管流向采样电阻，并在采样电压上产生压降，所述电压值作为反馈信号接到误差放大器的反相输入端，误差放大器的同相输入端接参考电压VREF1，误差放大器的输出端接高压MOS管的栅极，通过调节电阻的阻值可以改变WLED、RLED、GLED和BLED灯串的恒流值，实现彩色驱动。进一步地，本专利技术的灯串类型及数目不限于WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串、BLED灯串这四种。本专利技术相较于现有技术，具有以下的有益效果：1、本专利技术无需进行AC-DC转换，减小了系统体积，降低了制造成本，提高了系统可靠性。2、本专利技术加入了WLED灯串，能够提高灯串的显色指数，使系统整体显色性能更好。3、本专利技术中WLED灯串的子通道电流由电流检测电路控制，RLED、GLED及BLED灯串在导通但未达到恒流之前是通过MOS管组成的电流镜为其提供电流，相比利用电阻提供电流大大降低了系统的功耗，同时各个波段中的电流随脉动电压变化而变化，降低了高压MOS管的功耗，实现了系统的高效率。4、本专利技术中保护电路能够在芯片超过一定温度或市电波动超过一定范围时，令芯片停止工作从而保护芯片。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种四通道交流驱动芯片电路的结构示意图。图2为本专利技术实施例中通道电流产生电路的原理图。图3为本专利技术实施例中WRGB恒流电路的原理图。图4为本专利技术实施例中一种四通道交流驱动芯片电路中WRGB灯串的工作波形图。图5为本专利技术实施例中WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串的电流工作波形图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四通道交流驱动芯片电路，其特征在于，包括整流桥、分压电路、电流检测电路、逻辑控制电路、通道电流产生电路、WRGB恒流电路、WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串、BLED灯串以及保护电路；所述WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串均包含多级LED；其中，第一级LED由第一串LED灯串组成，第二级LED由相邻的前两串LED灯串组成，第三级LED由前三串LED灯串组成，以此类推构成多级LED；所述整流桥，其输出端与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串以及BLED灯串中第一级LED的输入端相连接；用于对市电进行全波整流；所述分压电路，一端与整流桥相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于将整流输出的高压脉动电压进行降压，将得到的幅值小于芯片电源电压的低压脉动电压供芯片内部处理；所述电流检测电路，一端分别和与WLED灯串相连接的控制通道上的高压开关管的源极相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于检测流经WLED通道的电流的大小，当检测的电流达到电流阈值时，输出一个脉冲信号，作为逻辑控制电路通道切换的信号；所述逻辑控制电路，与开关选通模块中MOS管的栅极相连接；用于在输入电压上升阶段，电流检测电路输出一个脉冲信号作用逻辑控制电路时，控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组依次关断，使WLED、RLED、GLED以及BLED灯串的各级LED依次点亮直至全部点亮；在输入电压下降阶段，控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组依次打开，使WLED、RLED、GLED以及BLED灯串的子单元依次熄灭直至全部熄灭；所述通道电流产生电路，与开关选通模块中MOS管的源极相连接；用于当RLED、GLED及BLED灯串的各自通道开启时，由通道电流产生电路为其提供电流；所述WRGB恒流电路，与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串中最后一级LED的输出端相连接；当WLED、RLED、GLED及BLED灯串全部点亮时，WRGB恒流电路保持最后一级LED输出端通道上的电流恒定；所述保护电路，用于提供过压保护和过温保护。...

【技术特征摘要】
1.一种四通道交流驱动芯片电路，其特征在于，包括整流桥、分压电路、电流检测电路、逻辑控制电路、通道电流产生电路、WRGB恒流电路、WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串、BLED灯串以及保护电路；所述WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串均包含多级LED；其中，第一级LED由第一串LED灯串组成，第二级LED由相邻的前两串LED灯串组成，第三级LED由前三串LED灯串组成，以此类推构成多级LED；所述整流桥，其输出端与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串以及BLED灯串中第一级LED的输入端相连接；用于对市电进行全波整流；所述分压电路，一端与整流桥相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于将整流输出的高压脉动电压进行降压，将得到的幅值小于芯片电源电压的低压脉动电压供芯片内部处理；所述电流检测电路，一端分别和与WLED灯串相连接的控制通道上的高压开关管的源极相连接，另一端与逻辑控制电路相连接；用于检测流经WLED通道的电流的大小，当检测的电流达到电流阈值时，输出一个脉冲信号，作为逻辑控制电路通道切换的信号；所述逻辑控制电路，与开关选通模块中MOS管的栅极相连接；用于在输入电压上升阶段，电流检测电路输出一个脉冲信号作用逻辑控制电路时，控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组依次关断，使WLED、RLED、GLED以及BLED灯串的各级LED依次点亮直至全部点亮；在输入电压下降阶段，控制WLED、RLED、GLED及BLED灯串上除最后一级LED外的其余各级开关组依次打开，使WLED、RLED、GLED以及BLED灯串的子单元依次熄灭直至全部熄灭；所述通道电流产生电路，与开关选通模块中MOS管的源极相连接；用于当RLED、GLED及BLED灯串的各自通道开启时，由通道电流产生电路为其提供电流；所述WRGB恒流电路，与WLED灯串、RLED灯串、GLED灯串及BLED灯串中最后一级LED的输出端相连接；当WLED、RLED、GLED及BLED灯串全部点亮时，WRGB恒流电路保持最后一级LED输出端通道上的电流恒定；所述保护电路，用于提供过压保护和过温保护。2.根据权利要求1所述的一种四通道交流驱动芯片电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国元，殷文杰，吴朝晖，梁志明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44