线性LED驱动电路及其驱动方法技术

本发明专利技术提供一种线性LED驱动电路及其驱动方法，包括：正极连接电压输入模块，负极连接第一恒流控制模块的第一LED灯段；输出端连接第一采样电阻第二端及第二采样电阻第一端的第一恒流控制模块；第一采样电阻的第二端与第二采样电阻串联，第一端接地；正极连接第一LED灯段的负极，负极经由第二恒流控制模块连接第二采样电阻第一端的第二LED灯段；第一二极管与第二二极管串联后与第一LED灯段并联；电容的一端连接第二二极管的负极，另一端经由第三恒流控制模块连接第二采样电阻的第一端。本发明专利技术可实现高功率因数、无频闪、低成本、高效率；且可兼容可控硅调光，适用范围广；在低输入电压时仍保持工作；同时，结构简单，易于实现。

【技术实现步骤摘要】
线性LED驱动电路及其驱动方法
本专利技术涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种线性LED驱动电路及其驱动方法。
技术介绍
LED是一种能发光的半导体电子元件，这种电子元件早期只能发出低光度的红光，随着技术的不断进步，现在已发展到能发出可见光、红外线及紫外线的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点，已被广泛应用于指示灯、显示器及照明领域。通常情况下，单段线性LED驱动中整体的效率由LED导通电压与输入电压决定，满足如下关系：如图1所示，在线性LED驱动方案中，为了得到高功率因数(PowerFactor，PF)，常采用无电解单段驱动结构1，包括：交流电压Vin_ac通过整流桥11后转化为输入电压VIN，并向LED灯段供电，所述LED灯段由n个LED灯串联形成；LED灯段的输出端连接恒流控制芯片12，通过恒流控制芯片12内的恒流控制管的开关实现恒流控制，电容C1’和电阻R1’并联于输入电压的两端，为可调器件。由于串联LED数目是固定的，因此在输入电压超过LED正向压降时多余的电压是由LED下方的恒流控制管承担的，VIN-VLED就是调整管上的电压，输入电压越高，系统的效率就越低；而且该结构存在工频闪烁的问题。为了滤除工频闪烁并提高效率，需要输入增加电解电容，如图2所示是一种改进的线性LED驱动电路2，包括电源输入模块21，用于提供输入电压；连接于所述电源输入模块21的LED灯串22，电阻R2’连接于所述LED灯串22的输出端，所述电阻R2’的两端连接于恒流控制芯片23；所述电源输入模块21的输出端通过电解电容C2’和二极管D’后连接至所述恒流控制芯片23，所述二极管D’的阳极连接所述电解电容C2’、阴极连接所述恒流控制芯片23，所述二极管D’的阳极还连接一控制管M，所述控制管M的控制端连接于所述恒流控制芯片23；所述恒流控制芯片23分别通过电容C3’、C4’及电阻R3’、R4’接地。所述线性LED驱动电路2通过电解电容C2’的储能来滤除频闪并相应提高一些效率，但是会因此降低功率因数，其功率因数为0.5～0.7。现有的线性LED驱动方案中高功率因数和无频闪这两个性能是一对矛盾体，无法得到完美的解决。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种线性LED驱动电路及其驱动方法，用于解决现有技术中高功率因数和无频闪不能兼顾的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种线性LED驱动电路，所述线性LED驱动电路至少包括：电压输入模块、第一LED灯段、第二LED灯段、第一恒流控制模块、第二恒流控制模块、第三恒流控制模块、第一二极管、第二二极管、第一采样电阻、第二采样电阻及电容；所述第一LED灯段的正极连接所述电压输入模块的输出端，负极连接所述第一恒流控制模块；所述第一恒流控制模块包括第一功率开关管及第一运算放大器，所述第一功率开关管连接于所述第一LED灯段的负极与所述第一采样电阻的第一端之间，所述第一功率开关管的控制端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输入端分别连接所述第二采样电阻的第一端及第一基准电压；所述第一采样电阻的第二端接地，所述第二采样电阻的第二端连接所述第一采样电阻的第一端；所述第二LED灯段的正极连接所述第一LED灯段的负极，负极经由所述第二恒流控制模块连接所述第二采样电阻的第一端；所述第一二极管的负极连接所述第一LED灯段的正极，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第一LED灯段的负极；所述电容的一端连接所述第二二极管的负极，另一端经由所述第三恒流控制模块连接所述第二采样电阻的第一端。可选地，所述第一LED灯段的导通电压不大于所述电压输入模块的输出电压平均值的一半。更可选地，所述第一LED灯段的灯珠数量大于所述第二LED灯段的灯珠数量。更可选地，所述第一LED灯段与所述第二LED灯段的灯珠数量比值包括2：1。更可选地，所述第二恒流控制模块包括第二功率开关管及第二运算放大器；所述第二功率开关管连接于所述第二LED灯段的负极与所述第二采样电阻的第一端之间，控制端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的输入端分别连接所述第二采样电阻的第一端及第二基准电压。更可选地，所述第三恒流控制模块包括第三功率开关管、第三运算放大器、第三二极管及第四二极管；所述第三功率开关管连接于所述电容与所述第三二极管的正极之间，控制端连接所述第三运算放大器的输出端；所述第三运算放大器的输入端分别连接所述第三二极管的负极及第三基准电压；所述第三二极管的负极连接所述第二采样电阻的第一端；所述第四二极管的正极接地，负极连接所述第三二极管的正极。更可选地，所述线性LED驱动电路还包括基准电压产生模块，所述基准电压产生模块用于为所述线性LED驱动电路提供基准电压。更可选地，所述基准电压产生模块还连接电压检测模块，所述电压检测模块检测所述输入电压，所述基准电压产生模块基于所述电压检测模块的检测信号调整各基准电压，以实现输入功率恒定。更可选地，所述线性LED驱动电路还包括泻放电流控制模块，所述泻放电流控制模块连接所述电压输入模块的输出端及所述第二采样电阻的第一端，用于使流过可控硅的电流大于等于所述可控硅的保持电流。更可选地，所述泻放电流控制模块包括第五二极管、第四功率开关管、采样单元、第四运算放大器及电流检测单元；所述第五二极管的正极连接所述电压输入模块的输出端，负极连接所述第一LED灯段的正极；所述第四功率开关管连接于所述电压输入模块的输出端与所述采样单元的一端之间，控制端连接所述第四运算放大器的输出端；所述采样单元的领一端接地；所述电流检测单元连接所述采样单元及所述第二采样电阻，将流经所述采样单元及各LED灯段的电流求和；所述第四运算放大器的输入端分别连接所述电流检测单元及泻放阈值电压，基于所述电压输入模块的输出电流调整流经所述采样单元的泻放电流大小。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种上述线性LED驱动电路的驱动方法，所述线性LED驱动电路的驱动方法至少包括：当输入电压大于第一LED灯段的导通电压，且小于第一LED灯段与第二LED灯段的导通电压之和时，基于第一恒流控制模块对流经所述第一LED灯段的电流进行恒流控制；当所述输入电压大于所述第一LED灯段与所述第二LED灯段的导通电压之和，且小于所述第一LED灯段的导通电压与电容两端电压之和时，基于第二恒流控制模块对流经所述第一LED灯段及所述第二LED灯段的电流进行恒流控制；当所述输入电压大于所述第一LED灯段的导通电压与所述电容两端电压之和时，基于第三恒流控制模块对流经所述第一LED灯段的电流进行恒流控制，且所述输入电压对所述电容充电；当所述输入电压小于所述电容两端的电压时，所述电容开始放电；当所述输入电压大于所述第一LED灯段与所述第二LED灯段的导通电压之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性LED驱动电路，其特征在于，所述线性LED驱动电路至少包括：/n电压输入模块、第一LED灯段、第二LED灯段、第一恒流控制模块、第二恒流控制模块、第三恒流控制模块、第一二极管、第二二极管、第一采样电阻、第二采样电阻及电容；/n所述第一LED灯段的正极连接所述电压输入模块的输出端，负极连接所述第一恒流控制模块；/n所述第一恒流控制模块包括第一功率开关管及第一运算放大器，所述第一功率开关管连接于所述第一LED灯段的负极与所述第一采样电阻的第一端之间，所述第一功率开关管的控制端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输入端分别连接所述第二采样电阻的第一端及第一基准电压；所述第一采样电阻的第二端接地，所述第二采样电阻的第二端连接所述第一采样电阻的第一端；/n所述第二LED灯段的正极连接所述第一LED灯段的负极，负极经由所述第二恒流控制模块连接所述第二采样电阻的第一端；/n所述第一二极管的负极连接所述第一LED灯段的正极，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第一LED灯段的负极；/n所述电容的一端连接所述第二二极管的负极，另一端经由所述第三恒流控制模块连接所述第二采样电阻的第一端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种线性LED驱动电路，其特征在于，所述线性LED驱动电路至少包括：
电压输入模块、第一LED灯段、第二LED灯段、第一恒流控制模块、第二恒流控制模块、第三恒流控制模块、第一二极管、第二二极管、第一采样电阻、第二采样电阻及电容；
所述第一LED灯段的正极连接所述电压输入模块的输出端，负极连接所述第一恒流控制模块；
所述第一恒流控制模块包括第一功率开关管及第一运算放大器，所述第一功率开关管连接于所述第一LED灯段的负极与所述第一采样电阻的第一端之间，所述第一功率开关管的控制端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一运算放大器的输入端分别连接所述第二采样电阻的第一端及第一基准电压；所述第一采样电阻的第二端接地，所述第二采样电阻的第二端连接所述第一采样电阻的第一端；
所述第二LED灯段的正极连接所述第一LED灯段的负极，负极经由所述第二恒流控制模块连接所述第二采样电阻的第一端；
所述第一二极管的负极连接所述第一LED灯段的正极，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第一LED灯段的负极；
所述电容的一端连接所述第二二极管的负极，另一端经由所述第三恒流控制模块连接所述第二采样电阻的第一端。


2.根据权利要求1所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述第一LED灯段的导通电压不大于所述电压输入模块的输出电压平均值的一半。


3.根据权利要求1或2所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述第一LED灯段的灯珠数量大于所述第二LED灯段的灯珠数量。


4.根据权利要求3所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述第一LED灯段与所述第二LED灯段的灯珠数量比值包括2：1。


5.根据权利要求1或2所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述第二恒流控制模块包括第二功率开关管及第二运算放大器；所述第二功率开关管连接于所述第二LED灯段的负极与所述第二采样电阻的第一端之间，控制端连接所述第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的输入端分别连接所述第二采样电阻的第一端及第二基准电压。


6.根据权利要求1或2所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述第三恒流控制模块包括第三功率开关管、第三运算放大器、第三二极管及第四二极管；所述第三功率开关管连接于所述电容与所述第三二极管的正极之间，控制端连接所述第三运算放大器的输出端；所述第三运算放大器的输入端分别连接所述第三二极管的负极及第三基准电压；所述第三二极管的负极连接所述第二采样电阻的第一端；所述第四二极管的正极接地，负极连接所述第三二极管的正极。


7.根据权利要求1或2所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述线性LED驱动电路还包括基准电压产生模块，所述基准电压产生模块用于为所述线性LED驱动电路提供基准电压。


8.根据权利要求7所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述基准电压产生模块还连接电压检测模块，所述电压检测模块检测所述输入电压，所述基准电压产生模块基于所述电压检测模块的检测信号调整各基准电压，以实现输入功率恒定。


9.根据权利要求1或2所述的线性LED驱动电路，其特征在于：所述线性LED驱动电路还包括泻放电流控制模块，所述泻放电流控制模块连接所述电压输入模块的输出端及所述第二采样电阻的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，吴泉清，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31