基于并联开关控制的LED驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于并联开关控制的LED驱动电路，主要解决现有驱动电路无法兼顾成本低，效率高，功率因数高的问题。其包括并联高压开关控制模块(1)，反馈模块(2)，整流桥(3)和N个负载网络；其中模块(3)用于对交流市电进行全波整流；N个负载网络单组串联后跨接于模块(3)与模块(2)之间，相邻两个负载网络的公共端均连接到模块(1)；模块(2)用于采样流过负载网络的电流值，并输出N-1个控制信号到模块(1)，以控制模块(1)中高压开关器件的通断，从而达到调节负载大小的目的。本发明专利技术由于外围器件少，故可以直接集成于载有LED负载网络的灯板之上，有效地减小了LED体积和制造成本，提高了电路工作效率以及功率因数，可用于LED球泡灯和LED灯管中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子电路
，涉及模拟集成电路，特别是一种基于并联开关控制的LED驱动电路。
技术介绍
发光二极管LED在照明应用中，因其具有发光效率高、寿命长、高亮度、节能、环保和耐用等特点，被认为是当前最具潜力的光源之一。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，主要可以分为以下两大类。图1给出了第一类不含控制芯片的传统LED驱动电路，交流市电首先经过整流桥B进行全波整流，其次通过一个很大的高压滤波电容C进行稳压，该高压滤波电容C两端形成一个较稳定的电压V1，最后通过限流电阻R驱动LED负载网络。设交流市电的有效值为Vr，则高压滤波电容C两端的电压V1可表示为F1 = 42 XVr所述LED负载网络由η串LED并联而成，每串LED由m个LED串联组成。如果设计LED负载网络的总电流为I1，则LED负载网络两端电压V2可以表示为V2 = m . Vr ln(-^- +1)/、'其中Vt是热电压，室温下为26mV ；IS是二极管的饱和电流；所述限流电阻R的计算公式如下 D (V1-V2)R =—--A其中，V1S高压滤波电容C两端电压，V2为LED负载网络两端电压；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需要耐高压且对容值需求较高，故必须选则电解电容，其寿命较低；另外由于滤波电容C的存在，使得整个电路的功率因数极低，不能达到O. 6以上，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。图2给出了第二类含有控制芯片的传统LED驱动电路，其中控制芯片兼顾开关器件和反馈调节功能，利用脉冲宽度调制、频率调制或者跳周期等调制方式对输出电压进行反馈调节，以稳定输出电流；变压器为隔离器件，为高压初次侧和低压二次侧提供隔离。此种电路的优势在于效率高，安全标准较高以及对输出电流的控制比较精确；但是因为外围器件较多，并且含有控制芯片，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
本专利技术的目的在于针对现有LED驱动电路的不足，提出了一种基于并联开关控制的LED驱动电路，以通过少量外围电路，减小电路体积和制造成本，提闻电路工作效率以及整个电路的功率因数。为实现上述目的，本专利技术包括用于对交流市电进行全波整流的整流桥3，其特征在于还包括并联高压开关控制模块1、反馈模块2和N个负载网络Z1 ZN，N彡I ;所述的N个负载网络Z1 ZN，单组串联后跨接于整流桥3与反馈模块2之间；所述并联高压开关控制模块1，由N-1个高压开关器件S1 Sim构成；这些高压开关器件S1 SN_i的输出端b与反馈模块2相连；第一个高压开关器件S1的输入端a连接到第一个负载网络Z1与第二个负载网络Z2的公共端；第一个高压开关器件S2的输入端a连接到第二个负载网络Z2与第三个负载网络Z3的公共端；依此类推，第N-1个高压开关器件 Sn^1的输入端a连接到第N-1个负载网络Zim与第N个负载网络Zn的公共端；所述反馈模块2，用于采样流过负载网络的电流值，其输出端输出N-1个控制信号C1 CN_1;并分别连接到并联高压开关控制模块I中的高压开关器件S1 Sh的控制端C，以控制高压开关器件S1 SN_i的通断，从而达到调节负载大小的目的。上述LED驱动电路，其中所述N个负载网络Z1 Zn中的每个负载网络均由L串发光二极管LED并联而成，每串发光二极管LED由M个发光二极管LED串联组成，I ( MXN〈100，L 彡 I。上述LED驱动电路，其中所述并联高压开关控制模块I中的高压开关器件S1 Sim，采用增强型N沟道MOS管或高压耗尽型N沟道MOS管或双极型器件。上述LED驱动电路，其中所述的反馈模块2包括N-1个比较器，N_1个电压基准和I个电阻R ;所述电阻R，跨接于第N个负载网络Zn与地之间，用于采样流过负载网络的电流值；所述的N-1个比较器，其反相输入端相连，并连接到第N个负载网络Zn与电阻R的公共端；其正相输入端分别与N-1个电压基准相连；其输出端分别输出N-1个控制信号C1 CN_1;并分别与并联高压开关控制模块I中的高压开关器件S1 SN_i的控制端C相连，以控制高压开关器件S1 SN_i的通断，从而达到调节负载大小的目的。上述LED驱动电路，其中所述的反馈模块2包括N_1个比较器，N_1个电压基准和N个电阻R1-Rn;所述的N个电阻R1 Rn，其一端相连并连接到地；前N-1个电阻R1 R1^1的另一端分别与并联高压开关控制模块I中高压开关器件S1 SN_i的输出端b相连；第N个电阻Rn的另一端与第N个负载网络Zn相连；所述的N-1个比较器，其正相输入端分别与N-1个电压基准相连；第一个比较器的反相输入端与并联高压开关控制模块I中第二个高压开关器件S2的输出端b相连；第二个比较器的反相输入端与并联高压开关控制模块I中第三个高压开关器件S3的输出端b相连；依此类推，第N-2个比较器的反相输入端与并联高压开关控制模块I中第N-1个高压开关器件Sim的输出端b相连；第N-1个比较器的反相输入端与第N个负载网络Zn相连；该N-1个比较器的分别输出N-1个控制信号C1 CV1，并分别连接到并联高压开关控制模块I中的高压开关器件S1 SN_i的控制端C，以达到调节负载大小的目的。本专利技术与现有技术相比具有以下优点(I)本专利技术的驱动电路由于采用并联开关控制方法，故仅需少量外围电路，有效地减小了 LED体积和制造成本，且可直接集成于载有LED负载网络的灯板之上，无需电解电各，复杂度小，使用寿命长。(2)本专利技术添加的反馈模块，可根据流过LED负载网络电流大小调节负载大小，有效地提高了 LED驱动电路的功率因数，使功率因数达到O. 9以上。(3)本专利技术由于未采用明显功率消耗器件，故其工作效率较高。 附图说明图1为第一类不含控制芯片的传统LED驱动电路；图2为第二类含有控制芯片的传统LED驱动电路；图3为本专利技术LED驱动电路的系统框图；图4为本专利技术LED驱动电路的第I实施例电路原理图；图5为本专利技术LED驱动电路的第2实施例电路原理图；图6为本专利技术LED驱动电路的输入电压及负载电流波形示意图。具体实施例方式以下结合附图及其实施例对本专利技术作进一步描述。参照图3，本专利技术的LED驱动电路，包括并联高压开关控制模块I，反馈模块2，整流桥3和N个负载网络Z1 ZN，N彡I。所述的N个负载网络Z1 Zn，单组串联后跨接于整流桥3与反馈模块2之间，该整流桥3用于对交流市电进行全波整流；其中，第一个负载网络Z1与第二个负载网络Z2的公共端连接到并联高压开关控制模块I ;第二个负载网络Z2与第三个负载网络Z3的公共端连接到并联高压开关控制模块I ;依此类推，第N-1个负载网络Zim与第N个负载网络Zn的公共端连接到并联高压开关控制模块I。所述反馈模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于并联开关控制的LED驱动电路，包括用于对交流市电进行全波整流的整流桥(3)，其特征在于：还包括并联高压开关控制模块(1)、反馈模块(2)和N个负载网络Z1～ZN，N≥1；所述的N个负载网络Z1～ZN，单组串联后跨接于整流桥(3)与反馈模块(2)之间；所述并联高压开关控制模块(1)，由N?1个高压开关器件S1～SN?1构成；这些高压开关器件S1～SN?1的输出端b与反馈模块(2)相连；第一个高压开关器件S1的输入端a连接到第一个负载网络Z1与第二个负载网络Z2的公共端；第一个高压开关器件S2的输入端a连接到第二个负载网络Z2与第三个负载网络Z3的公共端；依此类推，第N?1个高压开关器件SN?1的输入端a连接到第N?1个负载网络ZN?1与第N个负载网络ZN的公共端；所述反馈模块(2)，用于采样流过负载网络的电流值，其输出端输出N?1个控制信号C1～CN?1，并分别连接到并联高压开关控制模块(1)中的高压开关器件S1～SN?1的控制端c，以控制高压开关器件S1～SN?1的通断，从而达到调节负载大小的目的。

【技术特征摘要】
1.一种基于并联开关控制的LED驱动电路，包括用于对交流市电进行全波整流的整流桥(3)，其特征在于还包括并联高压开关控制模块(I)、反馈模块(2)和N个负载网络Zi ZN, N ^ I ； 所述的N个负载网络Z1 Zn，单组串联后跨接于整流桥(3)与反馈模块(2)之间； 所述并联高压开关控制模块(I)，由N-1个高压开关器件S1 Sim构成；这些高压开关器件S1 Sim的输出端b与反馈模块(2)相连；第一个高压开关器件S1的输入端a连接到第一个负载网络Z1与第二个负载网络Z2的公共端；第一个高压开关器件S2的输入端a连接到第二个负载网络Z2与第三个负载网络Z3的公共端；依此类推，第N-1个高压开关器件Sn^1的输入端a连接到第N-1个负载网络Zim与第N个负载网络Zn的公共端； 所述反馈模块(2)，用于采样流过负载网络的电流值，其输出端输出N-1个控制信号C1 CN_1;并分别连接到并联高压开关控制模块(I)中的高压开关器件S1 SN_i的控制端C，以控制高压开关器件S1 SN_i的通断，从而达到调节负载大小的目的。2.根据权利要求1所述LED驱动电路，其特征在于所述N个负载网络Z1 Zn中的每个负载网络均由L串发光二极管LED并联而成，每串发光二级管LED由M个发光二级管LED串联组成，I ( MXN〈100，L彡I。3.根据权利要求1所述LED驱动电路，其特征在于所述并联高压开关控制模块(I)中的高压开关器件S1 SN_i，采用增强型N沟道MOS管或高压耗尽型N沟道MOS管或双极型器件。4.根据权利要求1所述LED驱动电路，其特征在于所述的反馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：来新泉，刘从，何惠森，邵丽丽，
申请(专利权)人：西安吉成光电有限公司，
类型：发明
国别省市：