发光二极管多相驱动器电路及其方法技术

提供一种用于多相驱动发光二极管（ＬＥＤ）的方法与电路。提供分为相互间串联连接的组的ＬＥＤ串。各组通过单独的导电路径连接到地。在各导电路径中提供相开关。增大输入电压将按各组在ＬＥＤ串下游的次序逐组地开启该串。为减少功率消耗，当紧接的下游组开启时，关闭上游组的相开关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多相驱动发光二极管(LED)串的方法。特别地，本专利技术的方法驱动分成组的LED串，随着施加到该LED串上的电压逐渐增大，各LED组顺次开启。本专利技术还涉及一种用于多相驱动LED串的发光二极管驱动器电路。相关技术描述为驱动LED，有必要提供恰当的电压和/或电流水平。在许多应用中，多个LED被用来提供所需的光输出。LED能够以并联、串联或二者结合的方式连接。在电源呈周期性的应用(例如离线应用)中，LED驱动器的任务是将这种随时间变化的电压转换为恰当的电压和/或电流水平。这种任务需要通常称为ac/dc转换器的电路，这些转换器采用大尺寸的磁性(magnetic)(电感或变压器)、电容器、和/或其它元件。某种类型的电容器，如铝电解电容器(AEC)，寿命短并降低系统可靠性。某些应用需要功率因素校正(PFC)，其中电源的电流被整形以严密遵循电源电压波形。为实现PFC，专用电路被使用，它们经常需要能够保持能量的电容器、更多的磁性及其它元件。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多相驱动发光二极管(LED)的方法。该方法包括提供LED串。该LED串包含多个LED组，这些LED组相互间串联地电连接，且各个组分别连接到地。一个组表示该串的一个相。由于该串的这些组或相串联地电连接，所以LED的每个组或相在不同的电位开启。通过增大电源的输入电压，直接位于电源下游的组将首先开启，且随着输入电压的增大在该串下游的各组将依次开启。为每个组提供相开关，各个相开关连接在相应组与地之间。上游组的开关可在下游组开启之前或之后关闭，以减少功率消耗或提供调光的效果。本专利技术还提供一种用于多相驱动发光二极管(LED)的驱动器电路。该驱动器电路包括分成组的多个LED，这些组相互之间串联地电连接。每个组电连接到相开关，所述相开关继而电连接到地。各个组可以包含以任何合适的方式连接的具有相同或不同种类、颜色及值的一个或多个LED以及一个或多个电阻器。有源电流控制电路、调光电路、PFC电路以及过压保护电路可结合到本专利技术的驱动器电路。附图简述附图说明图1示出本专利技术的概念性电路；图2示出在一个组内LED和电阻器的不同组合与排列的例子，每一组可与另一组相同或不同；图3示出八相LED驱动器电路，该电路具有有源电流控制、调光、可选PFC及过压保护。过压通过检测最后相电压(V8)来完成；图4示出四相LED驱动器电路，该电路具有有源电流控制、调光及过压保护。相转换通过叠加参考电压来完成，过压通过检测输入电压(Vrect)来完成；图5示出四相LED驱动器电路，该电路具有无源电流控制、调光及过压保护。相转换通过检测下游相电压来完成，过压通过检测最后相电压(V4)来完成；图6示出四相LED驱动器电路，该电路具有无源电流控制、调光及过压保护。相转换通过检测各相自身的电压来完成，过压通过检测最后相电压(V4)来完成；图7示出与图6中电路相似的四相LED驱动器电路，不过相转换和过压通过检测Vrect来完成；图8示出四相LED驱动器电路，该电路具有有源电流控制、调光及过压保护。相转换通过叠加相电流来完成，过压通过检测最后相电压(V4)来完成；图9，除相转换是通过叠加参考电压来完成的以外，与图8相似；图10示出四相LED驱动器电路，该电路具有有源电流控制、调光及过压保护。相转换通过检测下游相电压来完成，过压通过检测最后相电压(V4)来完成。该电路使用NPN晶体管；图11示出四相LED驱动器电路，该电路具有无源电流控制与过压保护。相转换通过检测各相自身的电压来完成，过压通过检测最后相电压(V4)来完成。该电路使用NPN晶体管；图12示出四相LED驱动器电路，该电路具有无源电流控制与过压保护。相转换通过检测整流电压VRECT来完成，过压也通过检测VRECT来完成。该电路使用NPN晶体管；图13示出仅具有一个LED组的电路； 图14示出图3中所示电路在开关SW1置于位置1(恒流限制模式)的情况下的仿真结果；图15示出与图14中所示电路相同但过压/过功率电路被激活的情况下的仿真结果；图16示出图3中所示电路在SW1置于位置2(PFC模式)的情况下的仿真结果；图17示出图10中所示电路的仿真结果；图18示出与图10中电路相似的电路的仿真结果，但是关闭情况通过监测各相自身的电压并与参考电压进行比较来确定；和图19示出图13中所示电路的仿真结果。优选实施例的详细描述图1示出本专利技术的多相LED驱动器的概念性电路。该LED驱动器电路由诸如交流(AC)电源之类的电源驱动。所述AC电源由整流器电路整流。然后整流电压Vrect施加到发光二极管(LED)串上。所述AC电源可以是任何种类的交流电源以及它们的升压/降压变型。所述整流器电路可以是能够整流AC电源的任何常规整流器电路。如果需要，可用直流(DC)电源来替换AC电源。这里使用的发光二极管(LED)为用于很多不同种类发光二极管的通用术语，诸如传统LED、超亮LED、高亮度LED、有机LED等。本专利技术适用于所有种类的LED。在图1所示的驱动器电路中，LED串电连接到电源。该LED串被分为n组，其中n为正整数。在这里N指驱动器电路的相数。组1，2，......和n相互间串联地电连接，每一组代表一相。每一组是一个或多个LED的组合，在有些情形下是一个或多个LED和电阻器的组合。各个组中LED和电阻器的数目可与其它组相同或不同。各个组内的LED可以是相同或不同种类的组合，它们可以是相同或不同颜色的组合。它们可串联、并联或二者混合地连接。图2示出了这些组合中的若干。在LED驱动器电路中提供了相开关PS1，PS2，......，PSn，每个相开关一端电连接到一相应组而另一端连接到地。在各组与相应相开关之间的连接点的电压为相电压，并分别用V1，V2，......，Vn表示。所述相开关可以是限流电流转接器(sink)、开关或与电阻器串联连接的开关。相开关为通用术语，用来表示当开启时传导电流的任何装置。相开关的例子包括但不限于N沟道MOSFET、P沟道MOSFET、NPN双极型晶体管、PNP双极型晶体管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、模拟开关、继电器等等。可单独控制每个相开关的“关”与“开”。在适当的电源电压水平下，本专利技术的多相驱动器电路可依次开/关各相或各LED组。当电源电压增加到足以驱动直接位于电源下游的第一LED组(图1中所示的组1)时，第一相开关(图1中所示的PS1)导通并且第一LED组开启，然而该电压没有高到足以开启下游的LED组，诸如图1中所示的组2，组3，......和组n。注意PS1可在电源电压达到足以驱动组1的电压之前、之时或之后开启。这同样适用于PS2，PS3，......和PSn。随着电源电压进一步增大，达到足以驱动第一和第二LED组(组1和组2)的电压时，PS2导通并且第一和第二LED组开启。PS2可在电源电压达到足以驱动组1和组2的电压之前、之时或之后开启。随着电源电压继续增大，最终所有相或LED组按从LED组串上游至LED组串下游的次序开启。随着电源电压增大，第一相电压V1(图1)增大并且第一相开关PS1消耗越来越多的功率。为减少功率消耗，当组2开启时PS1可关闭。或者，PS1可在组2开启之前关闭。同样的类推适用于后续的组，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相驱动发光二极管（ＬＥＤ）的方法，包括：提供分为组的ＬＥＤ串，所述ＬＥＤ组相互间串联地电连接；提供电连接到该ＬＥＤ串的电源；通过单独的导电路径，分别将各组连接到地；在各单独的导电路径中提供相开关；以及　 　增大来自电源的输入电压以按向该串下游的次序逐组地开启ＬＥＤ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄金龙，陈文国，
申请(专利权)人：莱特光电公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]