本发明专利技术公开了一种串联开关控制的可变负载LED驱动电路，涉及电子电路技术领域，LED1-LEDn依次串联连接，LED1的正极接整流桥IC1输出端的正极，LEDn负极的第一路接反馈模块FB的输入端，LEDn负极的第二路接整流桥IC1输出端的负极，串联开关控制模块C中的高压开关器件S1-Sn-1依次串联连接，高压开关器件Sn-1与LEDn-1并联，反馈模块FB的输出端与高压开关器件S1-Sn-1的控制端连接。所述LED驱动电路仅使用整流桥等少量外围电路，体积极小，成本低，可直接集成于载有LED串的灯板之上，无需电解电容，电路简单，使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种串联开关控制的可变负载LED驱动电路。
技术介绍
发光二极管(LED)，因其具有发光效率高、寿命长、亮度高、节能、环保和耐用等特点被广泛应用在照明系统中。为了充分发挥其优势，并且与前代照明产品如白炽灯、节能灯管等充分兼容，需要配备体积小，寿命长，成本低，并直接以交流市电为电源的LED驱动电路，以最大限度发挥LED自身优势。目前，以交流市电为电源的LED驱动电路种类繁多，主要可以分为两大类。 第一类参考图2，是以成本低为主要优势的驱动电路，此类电路中不含有集成电路芯片。市电经过整流桥进行全波整流后，再通过一个很大的高压滤波电容C稳压，形成一个较稳定的电压，再通过限流电阻R直接驱动LED串结构。设交流市电有效值为Vr，则经过整流滤波后的较稳定电压V1可以表示为V1 = ~J2 X Vr LED串负载一般由η个LED串并联而成，每串LED由m个LED串联组成。如果设LED总电流为I1，则LED两端压降V2可以表示为 .I .F2 = Fr ln(-+1)* 'Mls .其中Vt是热电压，室温下为26mV ；IS是二极管的饱和电流；电阻R的计算方法即为 其中V1为整流滤波后电压，V2为LED两端电压；这种驱动电路结构简单，不含集成电路芯片，所以成本较低，但是由于滤波电容C需要耐高压并且容值需求较高，所以选型必须为电解电容，寿命较短；而且由于滤波电容C的存在，使得整个电路的功率因数极低，一般不超过O. 6，对电网有较大污染；在驱动电压较低时，限流电阻R上的功耗也很大，发热的同时也耗费能源。第二类是带有控制芯片的各类AC-DC开关电源电路，具有代表性的是反激式AC-DC开关电源LED驱动电路，参考图3。控制IC兼顾开关器件和反馈调节功能，利用脉冲宽度调制、频率调制或者调周期等调制方式对输出电压进行反馈调节，稳定输出电流。变压器为隔离器件，为高压初次侧和低压二次侧提供隔离。此种电路优势在于效率高，由于隔离器件的存在其安全标准也较高，对输出电流的控制比较精确；但是因为外围器件较多，并且含有控制1C，电路成本很高，体积较大，功率因数也由于大的输入电容而不理想；要实现直流驱动也必须含有较大的电解电容，对使用寿命产生影响。综上所述，目前传统的LED驱动电路无法兼顾成本低，效率高，功率因数高，体积小等综合优势，有很大的改进空间。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种串联开关控制的可变负载LED驱动电路，具有功率因数高、成本低、体积小的特点。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是一种串联开关控制的可变负载LED驱动电路，其特征在于LEDl-LEDn依次串联连接，LEDl的正极接整流桥ICl输出端的正极，LEDn负极的第一路接反馈模块FB的输入端，LEDn负极的第二路接整流桥ICl输出端的负极，串联开关控制模块C中的高压开关器件Sl-Sn-I依次串联连接，高压开关器件Sn-I与LEDn-I并联，反馈模块FB的输出端与高压开关器件Sl-Sn-I的控制端连接，η为大于I的自然数。采用上述技术方案所产生的有益效果在于所述LED驱动电路仅使用整流桥等少量外围电路,体积极小,成本低,可直接集成于载有LED串的灯板之上，无需电解电容，电路简单，使用寿命长；使用可变负载方法提高功率因数，使功率因数达到90%以上；此外，所述电路无明显功率消耗器件，效率较高。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图I是本专利技术的电路原理框 图2是第一类现有技术的电路原理框 图3是第二类现有技术的电路原理框 图4是ILEDl的波形示意 图5是ILEDn-I的波形示意 图6是ILEDn的波形示意 图7是I1的波形不意 图8是Vin的波形示意图。具体实施例方式如图I所示，一种串联开关控制的可变负载LED驱动电路，发光二极管LEDl-LEDn依次串联连接，LEDl的正极接整流桥ICl输出端的正极，LEDn负极的第一路接反馈模块FB的输入端，LEDn负极的第二路接整流桥ICl输出端的负极，串联开关控制模块C中的高压开关器件Sl-Sn-I依次串联连接，高压开关器件Sn-I与LEDn-I并联，反馈模块FB的输出端与高压开关器件Sl-Sn-I的控制端连接，反馈模块FB能够控制高压开关器件Sl-Sn-I的打开和关闭，η为大于I的自然数。反馈模块FB由一定大小的串联电阻构成，其工作原理是探测通过LED的电流，并将电流大小转换成电压信号，以控制高压开关器件。图4-8为相关电流和电压的波形示意图，交流市电经过整流桥整流后，得到全波整流的电压包络Vin ;设市电频率为f，则整流后包络频率为2f，下面取市电整流后电压Vin的一个周期进行分析初始时刻Vin接近于零并上升，此时反馈模块FB检测到LED负载电流I1很小，即闭合所有高压开关器件SI, S2……Sn-U LED串中的LED2，LED3……LEDn完全短路，电路中只有LEDl接入，此时负载最小，使得负载电流I1随整流后电压Vin的升高快速上升；当反馈模块FB检测到I1到达门限值Ithl时，即打开高压开关器件SI，使LED2接入负载，此时共有LEDl和LED2接入负载，使负载变大，I1上升趋势受到抑制。随着Vin继续上升，I1继续升高，当反馈模块FB检测到I1到达门限值Ith2时，即打开高压开关器件S2，使LED3接入负载，此时有LEDl、LED2和LED3接入负载，I1的上升再次受到抑制；以此类推，随着Vin从最小值上升到最大值，反馈模块FB检测I1依次从小到大超过门限Ithl，Ith2，Ith3……Ithn-I，并依次打开高压开关器件SI，S2……Sn-I，当Vin到达最高点附近时所有的高压开关均打开，使所有LED全部接入负载，使I1保持基本恒定。当Vin从最高点开始下降时，LED电流I1也随之下降；当反馈模块FB检测到Il向下穿越门限值Ithn-I时，即闭合高压开关Sn-Ι，使LEDn被短路从负载中去除，从而减轻负载，稳定I1 ;Ιι随着Vin下降会依次穿越门限Ithn-2......Ithl,而反馈模块FB也相应控制高压开关器件Sn-2……SI闭合，以减小负载，当Vin下降至零附近时，所有高压开关SI， S2……Sn-I全部闭合，使只剩下LEDl接入负载，保持I1基本恒定。随着高压开关器件Sl-Sn-I依次闭合与打开，负载电流I1也会随着输入电压Vin呈现出包络状，一般，我们设定Vthl〈Vth2〈……〈Vthn-Ι，以保证负载电流I1随Vin包络变化，从而达到极高功率因数值；LED1由于始终接入负载端，其电流ILEDl=I1, LED2的电流则相比LEDl少了一定占空比，而LEDn由于接入负载的时间最短，其电流占空比也最小；各个LED电流的占空比均有不同，导致亮度不一，可以通过调整不同LED在灯板上的位置进行修正和圆润，使灯板在点亮时没有可见闪烁，其中Ithn-I和Vthn-I为一个设定值。所述LED驱动电路仅使用整流桥等少量外围电路,体积极小,成本低,可直接集成于载有LED串的灯板之上，无需电解电容，电路简单，使用寿命长；使用可变负载方法提高功率因数，使功率因数达到90%以上；此外，所述电路无明显功率消耗器件，效率本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种串联开关控制的可变负载LED驱动电路，其特征在于LED1？LEDn依次串联连接，LED1的正极接整流桥IC1输出端的正极，LEDn负极的第一路接反馈模块FB的输入端，LEDn负极的第二路接整流桥IC1输出端的负极，串联开关控制模块C中的高压开关器件S1？Sn？1依次串联连接，高压开关器件Sn？1与LEDn？1并联，反馈模块FB的输出端与高压开关器件S1？Sn？1的控制端连接，n为大于1的自然数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴永辉，吴洪江，高学邦，
申请(专利权)人：石家庄开发区华北集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
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