LED驱动电路和包括该LED驱动电路的照明电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于驱动LED的分段线性驱动电路，包括根据市电的瞬时幅值来动态调整所连接到的LED负载的数量的开关电路，使得所连接到的LED负载的导通电压与所述市电的瞬时幅值匹配，其中该开关电路包括与所述LED负载的、串联的多个段一一并联的开关。至少一个所述的开关与一个阻抗串联，该串联与所述LED负载的段并联。所述阻抗用于降低浪涌。

【技术实现步骤摘要】
LED驱动电路和包括该LED驱动电路的照明电路
本技术的实施例总体上涉及照明领域，并且更具体地涉及一种LED驱动电路，用于LED照明电路。
技术介绍
分段线性驱动(TappedLinearDriver)电路使用正弦市电直接驱动LED，而不需要复杂的开关电源。该技术由于成本低、功率大等优势，应用领域越来越大，例如目前在户外照明等领域有着很好的应用前景。一种基于集成电路(IC)的分段线性驱动如图1所示。均值为230VRMS的市电由火线L和零线N提供，通过整流桥转变为直流信号后，通过分段线性驱动来驱动四段LED(也可以是三段、或五段及以上)。从上至下，第一段LEDD8至D12由与其并联的一个MOSFET开关M2(集成在第一颗集成电路IC中)控制；第二段LEDD14和D15由与其并联的开关M3(集成在第二颗集成电路IC中)控制；第三段LEDD16和D17由与其并联的第三颗集成电路IC(集成了开关M4)控制；第四段LEDD21由与其并联的第四颗集成电路IC(集成了开关M5)控制。四段LED的串联通过一个线性的电流控制器(包括电流控制元件M6)连接到地/连接回整流桥。R2可以用来检测电流控制器流过的电流并对电流控制器进行控制。该电路可以运行于一种二进制模式，运行原理是：每一颗IC检测其4号端子的电压，该端子与相应LED段的阴极(及下一LED段的阳极)相连。IC内部将该端子的电压与一设定电压进行比较，若该电压低于该设定电压，IC内部的开关导通将相应LED段短路；若该电压高于该设定电压，IC内部的开关断开，相应LED段被输入电压所驱动。第四颗IC的设定电压最低，从下往上逐渐升高，第一颗最高。工作流程是：市电周期过零开始时，即0°相位，所有IC均将LED段短路。相当于二进制数0000。随着市电电压升高，电压施加在线性开关M6上，使第四颗ICU6的4号端子电压升高直至它的设定电压，此时第四颗IC开始断开，第四段LED开始发光。相当于二进制数0001。随着市电电压继续升高，第三颗ICU5的4号端子电压升高至它的设定电压，此时第三颗IC开始断开，第三段LED开始发光。同时，由于第三段LED上产生了电压降，第四颗IC的4号端子电压反而变低，此时第四颗IC的开关又导通，第四段LED又被短路。相当于二进制数0010。随着市电电压继续升高，增加的电压又施加在线性开关M6上，使第四颗IC的4号端子电压由升高直至设定电压，此时第四颗IC又开始断开，第四段LED又开始发光。在此过程中第三段LED仍保持发光。相当于二进制数0011。随着市电电压继续升高，第二颗ICU4的4号端子电压升高至设定电压，此时第二颗IC的开关开始断开，第二段LED开始发光。同时，由于第一段LED上产生了电压降，第三颗和第四颗IC的4号端子电压反而变低，此时第三颗和第四颗IC开始导通，第三段和第四段LED被短路。相当于二进制数0100。以此类推，各个IC随着市电电压继续升高，逐渐地产生相当于二进制数0101，0110，0111，1000，1001，1010，1011，1100，1101，1110，1111。其中1111对应于所有IC中的开关都断开的情况，此时所有LED均未被短路，对应于被正弦电压的峰值部分所驱动。之后市电电压达到顶峰并开始下降，各IC的操作与市电电压上升过程中相反。不再赘述。更加具体的描述可以参见TPS92411的技术手册《TPS92411x用于对具有低纹波电流的发光二极管(LED)进行离线交流线性直接驱动的浮动开关》(2015,TexasInstrumentsIncorporated)。这是一种二进制的实施方式。但是，本领域的一般技术人员明了，分段线性驱动也可以以另一种更加简单的方式运行：即单调累加似的方式，首先所有IC都是短路状态，随着正弦电压的升高，U1解除第一段LED的短路，过后一段时间U4解除第二段LED的短路，再过一段时间U5解除第三段LED的短路，最后当达到正弦电压的峰值部分时，U6解除第四段LED的短路。或者，随着正弦电压的升高，LED以相反的顺序接通，第四段LED先接通，随后是第三、第二、第一段。照明电路应具有安全性。在工业和户外应用中，抗浪涌的能力是十分必要的。而前述的分段线性驱动常常是基于DOB(driveronboard，板上驱动)的技术，大量的LED和IC、电流控制电路都布置于印刷电路板，尤其是金属芯的印刷电路板上。
技术实现思路
通过专利技术人的大量实验，发现普通的基于DOB的分段线性驱动设计比较容易受到浪涌的影响。浪涌通过LED和金属芯印刷电路板之间的寄生电容，流到分段线性驱动电路中，特别是流过前述的IC和电流控制电路，并容易对这些器件造成损坏，尤其是当这些器件处于半导通或导通状态的时候。浪涌包括共模浪涌(火线或零线对保护地的浪涌电压)、以及差模浪涌(火线和零线之间的浪涌电压)。本技术的构思在于，在前述IC中的开关的电流路径上，增加一个消减浪涌的不大的阻抗。当IC导通(即IC中的开关导通)或处于线性状态时，如果正好有浪涌电压到来，该阻抗可以对浪涌电压产生的浪涌电流进行消减，保护IC。而由于它的阻抗不大，损耗也不大，可以接受。优选地，并不是为所有IC都增加这个阻抗，而可以为寄生电容大的LED段对应的IC增加这个阻抗，从而降低从这个寄生电容流入的浪涌电流；对于寄生电容小的LED段，由于电容小，流入的浪涌电流也不大，所以对应的IC可以省略这个阻抗。基于前述专利技术构思，本技术的一个基本的方面提供了一种LED驱动电路，包括：输入端，用于接收瞬时幅值随时间变化的供电电压；输出端，用于连接到LED负载；根据所述市电的瞬时幅值来动态调整所连接到的LED负载的数量的开关电路，使得所连接到的LED负载的导通电压与所述供电电压的瞬时幅值匹配，其中该开关电路包括与所述LED负载的、串联的多个段一一并联的开关；其特征在于，至少一个所述开关与一个阻抗串联，该串联与所述LED负载的相应段并联。该技术的基本方面的优点在于，该串联阻抗可以消减由例如浪涌产生并通过寄生电容流到LED驱动电路中、并流过该些开关的浪涌电流，因此能够对这些开关起到很好的保护作用。在一个实施方式中，所述LED负载安装于金属芯印刷电路板上，从而所述LED与所述金属芯印刷电路板之间具有寄生电容，所述金属芯印刷电路板接地，所述阻抗用于降低经过所述寄生电容的共模浪涌电流。LED安装于金属芯电路板上时特别容易产生寄生电容，并且当浪涌到来时将该浪涌导入LED驱动电路。因此本实施方式特别有利于保护以金属芯印刷电路板为基板的分段线性驱动电路。一般来说，所述寄生电容的范围为1nF至12nF。在一个实施方式中，所述阻抗也可以用于降低差模浪涌电流，即火线和零线之间的浪涌，该浪涌不经过寄生电路而直接打入LED驱动电路，而该阻抗可以对其进行消减以保护处于开通或线性状态的开关。在一个优选的实施方式中，所述阻抗包括电阻，该电阻的范围为1欧姆至10欧姆。该实施方式提供了成本较低的实现，抗浪涌效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED驱动电路，包括：/n输入端，用于接收瞬时幅值随时间变化的供电电压；/n输出端，用于连接到LED负载；/n根据所述供电电压的瞬时幅值来动态调整所连接到的LED负载的数量的开关电路，使得所连接到的LED负载的导通电压与所述供电电压的瞬时幅值匹配，其中该开关电路包括与所述LED负载的、串联的多个段一一并联的多个开关；/n其特征在于，所述多个开关中的至少一个开关与一个阻抗串联，该串联与所述LED负载的相应段并联。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED驱动电路，包括：
输入端，用于接收瞬时幅值随时间变化的供电电压；
输出端，用于连接到LED负载；
根据所述供电电压的瞬时幅值来动态调整所连接到的LED负载的数量的开关电路，使得所连接到的LED负载的导通电压与所述供电电压的瞬时幅值匹配，其中该开关电路包括与所述LED负载的、串联的多个段一一并联的多个开关；
其特征在于，所述多个开关中的至少一个开关与一个阻抗串联，该串联与所述LED负载的相应段并联。


2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED负载安装于金属芯印刷电路板上，从而所述LED与所述金属芯印刷电路板之间具有寄生电容，所述金属芯印刷电路板接地，
所述阻抗用于降低经过所述寄生电容的共模浪涌电流。


3.根据权利要求2所述的LED驱动电路，其特征在于，所述寄生电容的范围为1nF至12nF。


4.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述阻抗用于降低差模浪涌电流。


5.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其特征在于，所述阻抗包括电阻，该电阻的范围为1欧姆至10欧姆。


6.根据权利要求2或4所述的LED驱动电路，其特征在于，所述阻抗用于通过降低所述浪涌电流来防止所述多个开关损坏。


7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其特征在于，所述LED驱动电路还包括：
电流控制电路，与所述并联的LED负载和所述开关电路相串联，用于控制流过的电流，所述电流控制电路包括电流控制元件(M6)。


8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周利军，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：新型
国别省市：荷兰;NL