LED驱动电路制造技术

公开了一种LED驱动电路，本公开涉及的LED驱动电路通过设置使得多组LED负载可以在并联状态和串联状态间切换，在输入电压较低时使得LED负载处于并联状态，并通过设置在对应的并联支路上的晶体管工作在线性状态调节流过对应的LED负载的电流，在输入电压升高后使得LED负载或驱动模块处于串联状态，并通过设置于串联路径上的晶体管调节流过所有LED负载的电流。由此，一方面可以使得所有的LED负载的工作时间相同，另一方面可以使得所有的LED负载在整个工作周期中大部分时候都工作。提高电路整体寿命的同时提高了LED负载的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子，具体地，涉及一种LED驱动电路。
技术介绍
为了实现LED驱动电路的小型化，通常会将线性电源(LDO)与LED负载集成在一起，直接接收整流后的半波信号驱动LED负载工作。图1示出了现有技术中的LED驱动电路的电路图。如图1所示，多组LED负载串联连接在输入端口的高压端和低压端(图中为接地端)之间。多个晶体管S1-S4分别连接在对应的LED负载的负极和接地端之间，输入电压为经过整流后的半波信号。当输入电压较低时，晶体管S1工作在线性状态，使得LED负载D2、D3、D4被短路，同时晶体管S1可以根据需要调节流过LED负载的电流。在输入电压升高时晶体管S2工作于线性状态，使得LED负载D3、D4被短路，晶体管S2调节流过由LED负载D1、D2组成的串联负载的电流，以此类推。图2示出了输入电压变化与晶体管的状态工作波形图。在图1所示的技术方案中，在每个工作周期内，LED负载D1的工作时间最长，而最靠近接地端的LED负载D4的工作时间最短。一方面LED的使用程度不均，这会降低整个电路的使用寿命，另一方面，LED负载的绝对使用时间较短，对于LED的利用率不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种LED驱动电路，以使得多组LED负载的使用时间平均化，提高整个电路的使用寿命。第一方面，提供一种LED驱动电路，包括：N+1个LED负载和N个隔离元件，连接在输入端口的高压端和低压端之间，所述N个隔离元件连接在相邻的LED负载之间；N个第一晶体管和N个第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态、导通状态或同时处于关断状态以控制所述N+1个LED负载处于并联状态或串联状态；以及第三晶体管，在第一晶体管和所述第二晶体管处于关断状态时受控工作于线性状态以调节流过所述N+1个LED负载的电流；其中，N大于等于1。优选地，所述第三晶体管在所述第一晶体管和第二晶体管工作于线性状态时受控处于导通状态。优选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态时使得流过每个所述LED负载的电流相等。优选地，在输入电压高于第一阈值低于第二阈值时，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态或导通状态，所述第三晶体管受控处于导通状态；在输入电压高于所述第二阈值时，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控切换到关断状态，所述第三晶体管受控切换到线性状态。优选地，所述隔离元件为电容；在输入电压下降到低于所述第二阈值时，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均受控工作于线性状态，调节流过的电流使得所述电容两端的电压逐渐翻转并上升到预定值。优选地，所述电容的电容值根据LED负载串联时的工作电流和每个周期内串联模式的期望持续时间确定。优选地，所述隔离元件为电容或电阻。优选地，所述第一晶体管连接在对应的隔离元件的第一端和低压端之间；所述第二晶体管连接在高压端和对应于隔离元件的第二端之间；其中，所述第三晶体管与LED负载之一串联连接。优选地，所述第一晶体管连接在对应的隔离元件的第一端和中间端之间；所述第二晶体管连接在高压端和对应的隔离元件的第二端之间；N+1个LED负载和N个隔离元件连接在所述高压端和所述中间端之间；其中，所述第三晶体管连接所述中间端和低压端之间。优选地，所述第一晶体管连接在对应的隔离元件的第一端和所述低压端之间；所述第二晶体管连接在中间端和对应的隔离元件的第二端之间；N+1个LED负载和N个隔离元件连接在所述中间端和所述低压端之间；其中，所述第三晶体管连接所述高压端和所述中间端之间。第二方面，提供一种LED驱动电路，包括：N+1个LED驱动模块和N个模块隔离元件，连接在输入端口的高压端和低压端之间，所述N个模块隔离元件连接在相邻的LED负载之间；其中，N大于等于1；其中，每个所述LED驱动模块包括能在并联状态和串联状态间切换的M+1个LED负载，其中，M大于等于1；N个第一晶体管和N个第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态、导通状态或同时处于关断状态以控制所述N+1个LED驱动模块处于并联状态或串联状态；以及，第三晶体管，在所述第一晶体管和第二晶体管均处于关断状态且LED驱动模块的LED负载处于串联状态时受控工作于线性状态以调节流过串联的LED负载的电流。优选地，每个所述LED驱动模块包括M个第四晶体管和M个第五晶体管，所述第四晶体管和所述第五晶体管受控部分或全部工作于线性状态和部分处于导通状态或同时处于关断状态以控制所述M个LED负载处于并联状态或串联状态。优选地，所述第三晶体管在所述第一晶体管和第二晶体管工作于线性状态时和/或第四晶体管和第五晶体管工作于线性状态时受控处于导通状态。优选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态时使得流过每个所述LED驱动模块的电流相等。优选地，在输入电压高于第一阈值低于第二阈值时，所述第一晶体管和第二晶体管处于导通状态、第四晶体管和第五晶体管均受控工作于线性状态或导通状态，所述第三晶体管受控处于导通状态；在输入电压高于所述第二阈值低于第三阈值时，所述第四晶体管和所述第五晶体管受控处于关断状态，所述第一晶体管和所述第二晶体管均受控工作于线性状态，所述第三晶体管受控处于导通状态；在输入电压高于所述第三阈值时，所述第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管和第五晶体管均切换到关断状态，所述第三晶体管受控工作于线性状态。优选地，所述模块隔离元件为电容；在输入电压高于所述第三阈值时，所述第四晶体管、所述第五晶体管和所述第三晶体管均受控工作于线性状态，调节流过的电流使得所述电容两端的电压逐渐翻转并上升到预定值。优选地，所述电容的电容值根据LED驱动模块串联时的工作电流和每个周期内串联模式的期望持续时间确定。优选地，所述模块隔离元件为电容或电阻。优选地，所述LED驱动模块还包括：M个负载隔离元件，与所述M+1个LED负载一同连接在LED驱动模块的输入端口，其中，M个负载隔离元件分别连接在相邻的LED负载之间；其中，所述第四晶体管连接在对应的负载隔离元件的第一端和LED驱动模块的输入端口的低压端之间；所述第二晶体管连接在LED驱动模块的输入端口的高压端和对应于隔离元件的第二端之间。优选地，所述负载隔离元件为电容或电阻。优选地，所述第三晶体管与任意一个所述LED驱动模块中的LED负载之一串联连接；或者，所述第三晶体管连接在LED驱动电路的输入端口的低压端和被设置为与所述LED驱动电路的输入端口的低压端相邻的LED驱动模块的输入端口低压端之间；或者，所述第三晶体管连接在LED驱动电路的输入端口的高压端和被设置为与所述LED驱动电路的输入端口的高压端相邻的LED驱动模块的输入端口高压端之间。通过设置使得多组LED负载可以在并联状态和串联状态间切换，在输入电压较低时使得LED负载处于并联状态，并通过设置在对应的并联支路上的晶体管工作在线性状态调节各LED负载的电流，在输入电压升高后使得LED负载处于串联状态，并通过设置于串联路径上的晶体管调节流过所有LED负载的电流。由此，一方面可以使得所有的LED负载的工作时间相同，另一方面可以使得所有的LED负载在整个工作周期中大部分时候都工作。提高电路整体寿命的同时提高了LED负载的利用率。进一步，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED驱动电路，包括：N+1个LED负载和N个隔离元件，连接在输入端口的高压端和低压端之间，所述N个隔离元件连接在相邻的LED负载之间；N个第一晶体管和N个第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态、导通状态或同时处于关断状态以控制所述N+1个LED负载处于并联状态或串联状态；以及第三晶体管，在第一晶体管和所述第二晶体管均处于关断状态时受控工作于线性状态以调节流过所述N+1个LED负载的电流；其中，N大于等于1。

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路，包括：N+1个LED负载和N个隔离元件，连接在输入端口的高压端和低压端之间，所述N个隔离元件连接在相邻的LED负载之间；N个第一晶体管和N个第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态、导通状态或同时处于关断状态以控制所述N+1个LED负载处于并联状态或串联状态；以及第三晶体管，在第一晶体管和所述第二晶体管均处于关断状态时受控工作于线性状态以调节流过所述N+1个LED负载的电流；其中，N大于等于1。2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第三晶体管在所述第一晶体管和第二晶体管工作于线性状态时受控处于导通状态。3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态时使得流过每个所述LED负载的电流相等。4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，在输入电压高于第一阈值低于第二阈值时，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态或导通状态，所述第三晶体管受控处于导通状态；在输入电压高于所述第二阈值时，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控切换到关断状态，所述第三晶体管受控切换到线性状态。5.根据权利要求4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述隔离元件为电容；在输入电压下降到低于所述第二阈值时，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均受控工作于线性状态，调节流过的电流使得所述电容两端的电压逐渐翻转并上升到预定值。6.根据权利要求5所述的LED驱动电路，其特征在于，所述电容的电容值根据LED负载串联时的工作电流和每个周期内串联模式的期望持续时间确定。7.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述隔离元件为电容或电阻。8.根据权利要求1-7中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管连接在对应的隔离元件的第一端和低压端之间；所述第二晶体管连接在高压端和对应于隔离元件的第二端之间；其中，所述第三晶体管与LED负载之一串联连接。9.根据权利要求1-7中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管连接在对应的隔离元件的第一端和中间端之间；所述第二晶体管连接在高压端和对应的隔离元件的第二端之间；N+1个LED负载和N个隔离元件连接在所述高压端和所述中间端之间；其中，所述第三晶体管连接所述中间端和低压端之间。10.根据权利要求1-7中任一项所述的LED驱动电路，其特征在于，所述第一晶体管连接在对应的隔离元件的第一端和所述低压端之间；所述第二晶体管连接在中间端和对应的隔离元件的第二端之间；N+1个LED负载和N个隔离元件连接在所述中间端和所述低压端之间；其中，所述第三晶体管连接所述高压端和所述中间端之间。11.一种LED驱动电路，包括：N+1个LED驱动模块和N个模块隔离元件，连接在输入端口的高压端和低压端之间，所述N个模块隔离元件连接在相邻的LED负载之间；其中，N大于等于1；其中，每个所述LED驱动模块包括能在并联状态和串联状态间切换的M+1个LED负载，其中，M大于等于1；N个第一晶体管和N个第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管受控工作于线性状态、导通状态或同时处于关断状态以控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晨，黄晓冬，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33