LED照明驱动电路制造技术

一种用于对N组LED负载供电的LED照明驱动电路，包括N路电流通路、N组LED、以及恒流部，所述N路电流通路包括：分压部，其连接到半正弦波电源，用于将电源电压降低到所在电流通路可用的电压值；比较器部，其包括N个比较器，用于在电压变化时输出相应的控制信号；逻辑控制部，用于根据从所述比较器部输出的所述控制信号分别输出N个使能信号；功率驱动部，用于根据所述N个使能信号提供N个电压；开关部，用于根据从所述功率驱动部提供的N个电压截止或导通，从而控制所述N组LED的通电或断电，其中所述逻辑控制部通过逻辑控制使得所述N路电流通路的开关部依次开启和依次关断。通过本发明专利技术，LED灯上的电流随市电输入呈正弦半波变化且有效值保持恒定。

【技术实现步骤摘要】
LED照明驱动电路
本专利技术属于数模混合集成电路领域，特别的，涉及一种LED照明驱动电路。
技术介绍
大功率LED以其高效、节能、环保、寿命长、可靠性高等优点正在逐渐取代传统的白炽灯、荧光灯等，成为新一代照明光源。随着大功率照明LED性能的提高及生产成本的降低，其应用领域正由屏幕背光源以及一些对亮度要求不高的景观照明领域向普通白光照明领域扩展。与此同时，与功率型LED配套的驱动集成电路的也由于功率LED应用的逐渐普及得到了长足发展。因此，设计高效、可靠的LED照明驱动电路显得尤为关键。为了提高电网的工作效率，照明设备的功率因素越来越受到重视，当照明设备的输入电流随输入市电电压呈正弦波变化时，照明设备的功率因素达到最佳值。同时，LED的发光强度和流过LED的电流大小在一定范围内成正比，为了保证LED灯的寿命和照明效果，流过LED的电流需要满足在一定范围内且有效值恒定。传统的LED照明驱动电路，往往使用大体积的变压器转能，占用相当多的空间，并且使用有极性的高压电解电容，长时间使用后元件寿命急速缩短，容易造成产品可靠性变差等问题。针对上述传统LED照明驱动电路的缺点，需要开发出一种无需使用高压电解电容，不需要变压器转能，具有高功率因子的LED驱动电路。
技术实现思路
本专利技术为了克服传统电路中的不足之处，提出了一种新型LED照明驱动电路，无需变压器转能，无需高压电解电容，高功率因子，并且能够以定电流有效值方式驱动高压LED的新型电路结构。根据本专利技术一方面，提供一种用于对N组LED负载供电的LED照明驱动电路，包括N路电流通路、N组LED、以及恒流部，N为不小于2的整数，所述N路电流通路包括：分压部，其连接到半正弦波电源，用于将所述N路电流通路的每个的电源电压降低到所在电流通路可用的电压值；比较器部，其包括分别用于所述N路电流通路的N个比较器，所述每个比较器的一个输入端连接到所述分压部的输出端，另一个输入端与参考电压连接，用于在电压变化时输出相应的控制信号；逻辑控制部，其N个输入端连接到所述比较器部的N个输出端，用于根据从所述比较器部输出的所述控制信号分别输出N个使能信号；功率驱动部，其N个输入端连接到所述逻辑控制部的N个输出端，用于根据所述N个使能信号提供N个电压；开关部，其包括N个开关元件，所述N个开关元件的N个输入端连接到所述功率驱动部的N个输出端，用于根据从所述功率驱动部提供的N个电压截止或导通，从而控制所述N组LED的通电或断电，其中所述逻辑控制部通过逻辑控制使得所述N路电流通路的所述N个开关元件依次截止和依次导通，所述N组LED的第一组LED的一端连接到电源，另一端与第一电流通路和第二组LED的一端连接；第i组LED的一端与第i-1组LED和第i-1电流通路连接，第i组LED的另一端与第i+1组LED和第i电流通路连接，第N组LED的一端与第N-1组LED和第N-1电流通路连接，第N组LED的另一端与第N电流通路连接，其中2≤i≤N-1,所述恒流部连接在所述电源与所述开关部之间，使得流过所述N组LED的电流随输入电源呈正弦半波变化且有效值保持恒定。根据本专利技术另一方面，其中，所述分压部包括在所述电源与接地之间串联的N个分压电阻，除第一电阻R1仅在其靠近接地端的负端连接第1电流通路的比较器之外，第i分压电阻Ri在其靠近电源端的正端还与第i-1电流通路的比较器连接、并在其负端还与第i电流通路的比较器连接，其中i≤N。根据本专利技术另一方面，其中，所述比较器部的每个比较器的正相端连接到所在电流通路的分压电阻的负端，每个比较器的反相端连接到恒定参考电压，当电源电压上升时，所述N个比较器的正相端电压依次高于所述参考电压，使得所述N个比较器依次输出高电平，当电源电压下降时，所述N个比较器的正相端电压依次低于所述参考电压，使得所述N个比较器依次输出低电平。根据本专利技术另一方面，其中，所述逻辑控制部在第一电流通路中包括一个或非门，在第i电流通路的每个中顺序包括一个或非门和两个反相器，其中2≤i≤N-1，在第N电流通路中顺序包括三个反相器，每个所述或非门的一个输入端与所在电流通路中的比较器的输出端连接、其另一个输入端连接在靠近所述逻辑控制部的输出端的两个反相器之间。根据本专利技术另一方面，其中，所述开关元件为功率MOS管，所述功率MOS管的栅极与所述驱动部的输出端连接，以根据所述使能信号控制所述功率MOS管的导通和截止，所述功率MOS管的漏极分别与所述N组LED连接，以及所述功率MOS管的源极与所述恒流部的输出端连接。根据本专利技术另一方面，其中，所述恒流部包括：在电源和接地之间串联的分压电阻Ra和Rb、误差放大器、功率MOS管、以及采样电阻，所述误差放大器的正相端连接在电阻Ra与Rb之间、其反相端与功率MOS管的源极和采样电阻的一端连接、以及其输出端与功率MOS管的栅极连接，所述采样电阻的另一端接地，以及所述功率MOS管的漏极作为输出端与所述开关部连接。根据本专利技术另一方面，其中，电阻R1远大于电阻Ri，其中i≤N，以及电阻Ra远大于电阻Rb。根据本专利技术另一方面，其中，所述功率MOS管均为高压功率管，其耐压大于各组LED的最大阈值。根据本专利技术另一方面，其中，所述各比较器的反相端参考电压由其它供电模块提供一个恒定大小的电压。根据本专利技术另一方面，其中，所述恒流部的输出瞬时电流大小为：其中VAMP为误差放大器的正相端瞬时电压，R设置为采样电阻的电阻值。本专利技术的LED照明驱动电路的主要工作过程是：当电源电压（市电经桥式整流后的半正弦波）为零时，功率MOS管M1～M5全部打开，随着电源电压逐渐上升至第一组高压LED的导通阈值电压时，LED1被点亮，电流经M1管，M6管至地，电压继续上升，当电压达到第二组高压LED的导通阈值电压时，由电阻分压，比较器COMP1的VP1端电压率先增高至大于其VREF端的恒定参考电压，比较器COMP1的输出电平发生跳变，经过逻辑控制，将功率MOS管M1关闭，此时功率管M2，M3，M4，M5仍然保持打开，第一组和第二组高压LED组LED1,LED2被点亮。随后电压继续上升，当电压达到第三组高压LED的导通阈值电压时，由电阻分压，比较器COMP2的VP2端电压增高至大于其VREF端的恒定参考电压，比较器COMP2的输出电平发生跳变，经过逻辑控制，将功率MOS管M2管关断，功率管M3,M4,M5仍然保持打开，第一组、第二组和第三组高压LED组LED1,LED2,LED3被点亮。以此类推，电压继续升高，比较器COMP3，COMP4依次响应，经逻辑控制，MOS管M3，M4被依次关断，第三，第四和第五组高压LED被依次点亮。随后，电压开始下降，功率管M4，M3，M2，M1又被依次打开，高压LED组依次熄灭，如此循环往复，由于电压变化的频率较快，超过人眼的识别时间，整个过程中观察不到闪烁现象。而伴随电压的升高和降低，功率管M5始终保持开通状态。由以上电路分析可以看出，电路中并没有使用电压转换器，随着电压的变化，高压LED组被依次点亮，然后依次熄灭，循环变化。由于变化频率足够快，大于人眼的识别时间，并且过程中电流有效值保持恒定，所以整个LED点阵发光均匀、稳定。附图说明图1显示了本专利技术的LED照明驱动电路的结构示意图；图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对N组LED负载供电的LED照明驱动电路，包括N路电流通路、N组LED、以及恒流部（600），N为不小于2的整数，所述N路电流通路包括：分压部（100），其连接到半正弦波电源，用于将所述N路电流通路的每个的电源电压降低到所在电流通路可用的电压值；比较器部（200），其包括分别用于所述N路电流通路的N个比较器，所述每个比较器的一个输入端连接到所述分压部（100）的输出端，另一个输入端与参考电压连接，用于在电压变化时输出相应的控制信号；逻辑控制部（300），其N个输入端连接到所述比较器部（200）的N个输出端，用于根据从所述比较器部（200）输出的所述控制信号分别输出N个使能信号；功率驱动部（400），其N个输入端连接到所述逻辑控制部（300）的N个输出端，用于根据所述N个使能信号提供N个电压；开关部（500），其包括N个开关元件，所述N个开关元件的N个输入端连接到所述功率驱动部（400）的N个输出端，用于根据从所述功率驱动部（400）提供的N个电压截止或导通，从而控制所述N组LED的通电或断电，其中所述逻辑控制部（300）通过逻辑控制使得所述N路电流通路的所述N个开关元件依次截止和依次导通，所述N组LED的第一组LED的一端连接到电源，另一端与第一电流通路和第二组LED的一端连接；第i组LED的一端与第i‑1组LED和第i‑1电流通路连接，第i组LED的另一端与第i+1组LED和第i电流通路连接，第N组LED的一端与第N‑1组LED和第N‑1电流通路连接，第N组LED的另一端与第N电流通路连接，其中2≤i≤N‑1,所述恒流部（600）连接在所述电源与所述开关部（500）之间，使得流过所述N组LED的电流随输入电源呈正弦半波变化且有效值保持恒定。...

【技术特征摘要】
1.一种用于对N组LED负载供电的LED照明驱动电路，包括N路电流通路、N组LED、以及恒流部(600)，N为不小于2的整数，所述N路电流通路包括：分压部(100)，其连接到半正弦波电源，用于将所述N路电流通路的每个的电源电压降低到所在电流通路可用的电压值；比较器部(200)，其包括分别用于所述N路电流通路的N个比较器，每个比较器的一个输入端连接到所述分压部(100)的输出端，另一个输入端与参考电压连接，用于在电压变化时输出相应的控制信号；逻辑控制部(300)，其N个输入端连接到所述比较器部(200)的N个输出端，用于根据从所述比较器部(200)输出的所述控制信号分别输出N个使能信号；功率驱动部(400)，其N个输入端连接到所述逻辑控制部(300)的N个输出端，用于根据所述N个使能信号提供N个电压；开关部(500)，其包括N个开关元件，所述N个开关元件的N个输入端连接到所述功率驱动部(400)的N个输出端，用于根据从所述功率驱动部(400)提供的N个电压截止或导通，从而控制所述N组LED的通电或断电，所述开关元件为功率MOS管，所述功率MOS管的栅极与所述功率驱动部(400)的输出端连接，以根据所述使能信号控制所述功率MOS管的导通和截止，所述功率MOS管的漏极分别与所述N组LED连接，以及所述功率MOS管的源极与所述恒流部(600)的输出端连接，其中所述逻辑控制部(300)通过逻辑控制使得所述N路电流通路的所述N个开关元件依次截止和依次导通，所述N组LED的第一组LED的一端连接到电源，另一端与第一电流通路和第二组LED的一端连接；第i组LED的一端与第i-1组LED和第i-1电流通路连接，第i组LED的另一端与第i+1组LED和第i电流通路连接，第N组LED的一端与第N-1组LED和第N-1电流通路连接，第N组LED的另一端与第N电流通路连接，其中2≤i≤N-1,所述恒流部(600)连接在所述电源与所述开关部(500)之间，使得流过所述N组LED的电流随输入电源呈正弦半波变化且有效值保持恒定。2.根据权利要求1所述的LED照明驱动电路，其中，所述分压部(100)包括在所述电源与接地之间串联的N个分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东明，杨冕，封正勇，龙文涛，宁宁，俞德军，冯纯益，贾永明，
申请(专利权)人：四川新力光源股份有限公司，电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51