一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置的制作方法

文档序号:11086590
一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置的制造方法

本实用新型属于LED驱动控制领域,尤其涉及一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置。



背景技术:

近年来,LED(Light Emitting Diode,发光二极管)灯代替传统的白炽灯、日光灯等作为照明电源得到广泛的应用。常见的LED驱动方式分为开关电源驱动和线性驱动,其中,线性驱动以其简单的结构和低廉的成本得到广泛的普及。

然而,现有的LED线性恒流驱动电路无法实现宽输入电压的应用,即输出负载LED灯的数量决定了输入电压只能在一个很小的范围内变化,若输入电压低于工作电压,LED灯无法点亮;若输入电压高于工作电压,则驱动功耗加大,温度上升,影响LED灯的可靠性。

综上可知,现有的LED线性恒流驱动电路的输入电压的可变化范围较小,无法实现宽输入电压的应用。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种LED线性恒流驱动电路及LED照明装置,旨在解决现有的LED线性恒流驱动电路的输入电压的可变化范围较小,无法实现宽输入电压的应用的问题。

本实用新型是这样实现的,一种LED线性恒流驱动电路,与第一LED灯串和第二LED灯串连接,所述LED线性恒流驱动电路包括整流模块,所述整流模块对交流电进行整流,并输出直流电为所述第一LED灯串和所述第二LED灯串进行供电,所述LED线性恒流驱动电路还包括串并转换模块、第一恒流驱动模块、第二恒流驱动模块、第三恒流驱动模块及开关模块;

所述串并转换模块的第一端、所述第三恒流控制模块的输入端及所述第二恒流控制模块的输入端共接于所述整流模块的第一输出端,所述第三恒流控制模块的输出端与所述第一LED灯串的输入端连接,所述串并转换模块的第二端、所述第一恒流驱动模块的输出端、所述第二LED灯串的输出端及所述整流模块的第二输出端共接于地,所述第一恒流控制模块的输入端与所述第一LED灯串的输出端共接于所述开关模块的输入端,所述第一恒流驱动模块的电压输入端和受控端分别与所述串并转换模块的输出端和控制端连接,所述第二恒流驱动模块的受控端和输出端分别与所述开关模块的输出端和所述第二LED灯串的输入端连接;

当所述整流模块的输出电压小于或等于第一预设电压阈值时,所述开关模块关断,所述第一LED灯串和所述第二LED灯串并联连接,所述第一恒流控制模块和所述第二恒流控制模块分别对所述第一LED灯串和所述第二LED灯串进行恒流控制;当所述整流模块的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,所述串并转换模块对所述第一恒流控制模块的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当所述整流模块的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,所述开关模块导通,所述第一恒流控制模和所述第二恒流控制模块关断,所述第一LED灯串和所述第二LED灯串串联连接,所述第三恒流控制模块对所述第一LED灯串和所述第二LED灯串进行恒流控制。

本实用新型还提供了一种LED线性恒流驱动电路,与第一LED灯串和第二LED灯串连接,所述LED线性恒流驱动电路包括整流模块,所述整流模块对交流电进行整流,并输出直流电为所述第一LED灯串和所述第二LED灯串进行供电,所述LED线性恒流驱动电路还包括串并转换模块、第一恒流驱动模块、第二恒流驱动模块、第三恒流驱动模块及开关模块;

所述串并转换模块的第一端、所述第一LED灯串的输入端及所述第二恒流控制模块的输入端共接于所述整流模块的第一输出端,所述串并转换模块的第二端、所述第一恒流驱动模块的输出端、所述第三恒流控制模块的输出端及所述整流模块的第二输出端共接于地,所述第一恒流控制模块的输入端与所述第一LED灯串的输出端共接于所述开关模块的输入端,所述第一恒流驱动模块的电压输入端和受控端分别与所述串并转换模块的输出端和控制端连接,所述第二恒流驱动模块的受控端和输出端分别与所述开关模块的输出端和所述第二LED灯串的输入端连接,所述第二LED灯串的输出端与所述第三恒流控制模块的输入端连接;

当所述整流模块的输出电压小于或等于第一预设电压阈值时,所述开关模块关断,所述第一LED灯串和所述第二LED灯串并联连接,所述第一恒流控制模块和所述第二恒流控制模块分别对所述第一LED灯串和所述第二LED灯串进行恒流控制;当所述整流模块的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,所述串并转换模块对所述第一恒流控制模块的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当所述整流模块的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,所述开关模块导通,所述第一恒流控制模和所述第二恒流控制模块关断,所述第一LED灯串和所述第二LED灯串串联连接,所述第三恒流控制模块对所述第一LED灯串和所述第二LED灯串进行恒流控制。

本实用新型还提供了一种LED照明装置,与交流电源连接,且包括第一LED灯串和第二LED灯串,所述LED照明装置还包括上述的LED线性恒流驱动电路。

本实用新型提供的LED线性恒流驱动电路包括整流模块、串并转换模块、第一恒流驱动模块、第二恒流驱动模块、第三恒流驱动模块及开关模块;当整流模块的输出电压小于或等于第一预设电压阈值时,开关模块关断,第一LED灯串和第二LED灯串并联连接,第一恒流控制模块和第二恒流控制模块分别对第一LED灯串和第二LED灯串进行恒流控制;当整流模块的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,串并转换模块对第一恒流控制模块的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当整流模块的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,开关模块导通,第一恒流控制模和第二恒流控制模块关断,第一LED灯串和第二LED灯串串联连接,第三恒流控制模块对第一LED灯串和第二LED灯串进行恒流控制,从而使得输入的交流电的电压可在较大的范围内变化,实现了宽输入电压的应用。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构图;

图2是本实用新型第一实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构图;

图3是本实用新型第二实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构图;

图4是本实用新型第二实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构图;

图5是本实用新型第三实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构图;

图6是本实用新型第三实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构图;

图7是本实用新型第四实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构图;

图8是本实用新型第四实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构图;

图9是本实用新型实施例提供的后级电路的输入功率与整流模块的输出电压之间的关系示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。

第一实施例:

图1示出了本实用新型第一实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图1所示,本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路与第一LED灯串10和第二LED灯串20连接,LED线性恒流驱动电路包括整流模块1,整流模块1的输入端与交流电源AC连接,整流模块1对交流电源AC输出的交流电进行整流,并输出直流电为第一LED灯串10和第二LED灯串20进行供电。

其中,第一LED灯串10和第二LED灯串20均由多个发光二极管按照上一发光二极管的阴极连接下一发光二极管的阳极的方式依次串联构成,第一LED灯串10或第二LED灯串20中第一个发光二极管的阳极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输入端,第一LED灯串10或第二LED灯串20中最后一个发光二极管的阴极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输出端。在实际应用中,第一LED灯串10中LED灯的个数和第二LED灯串10中LED灯的个数可以相等,也可以不相等,即第一LED灯串10的正向导通电压和第二LED灯串20的正向导通电压可以相等,也可以不相等,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

LED线性恒流驱动电路还包括串并转换模块2、第一恒流驱动模块3、第二恒流驱动模块4、第三恒流驱动模块5及开关模块6。

串并转换模块2的第一端、第三恒流控制模块5的输入端及第二恒流控制模块4的输入端共接于整流模块1的第一输出端,第三恒流控制模块5的输出端与第一LED灯串10的输入端连接,串并转换模块2的第二端、第一恒流驱动模块3的输出端、第二LED灯串20的输出端及整流模块1的第二输出端共接于地,第一恒流控制模块3的输入端与第一LED灯串10的输出端共接于开关模块6的输入端,第一恒流驱动模块3的电压输入端和受控端分别与串并转换模块2的输出端和控制端连接,第二恒流驱动模块4的受控端和输出端分别与开关模块6的输出端和第二LED灯串20的输入端连接。

当整流模块1的输出电压达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压小于或等于第一预设电压阈值,此时,开关模块6关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4分别对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,第三恒流控制模块5不对LED灯串进行恒流控制;当整流模块1的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,此时,开关模块6导通,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制。

在本实用新型实施例中,后级电路具体指包括串并转换模块2、第一恒流控制模块3、第二恒流控制模块4、第三恒流控制模块5、开关模块6、第一LED灯串10及第二LED灯串20的电路部分。

在本实用新型实施例中,具体的,当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,串并转换模块2控制第一恒流控制模块3关断,同时,由于第二恒流控制模块4的输出电压大于第一基准电压,因此,第二恒流控制模块4也处于关断状态。

在本实用新型实施例中,第一预设电压阈值、第二预设电压阈值及第三预设电压阈值可根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在实际应用中,整流模块1可以为桥式整流电路,也可以为其他类型的整流电路,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在本实用新型实施例中,交流电源AC的电压值可以为110V~220V,即输入的交流电的电压可以在110V~220V内变化,使得LED线性恒流驱动电路实现了宽输入电压的应用;同时,在输入电压变化的过程中,通过串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而调节第一LED灯串10的功率,使后级电路的输入功率基本保持不变;且相对于传统的LED线性恒流驱动电路,本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路去掉了并联在整流模块1输出端的滤波电容,提高了电路的功率因数。

图2示出了本实用新型第一实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图2所示,作为本实用新型一实施例,第一恒流控制模块3包括第一运算放大器EA1、第一开关管N1及第一电阻R1。

第一运算放大器EA1的同相输入端为第一恒流控制模块3的电压输入端,第一运算放大器EA1的输出端与第一开关管N1的控制端共接作为第一恒流控制模块3的受控端,第一开关管N1的高电位端为第一恒流控制模块3的输入端,第一开关管N1的低电位端与第一电阻R1的第一端共接于第一运算放大器EA1的反相输入端,第一电阻R1的第二端为第一恒流控制模块3的输出端。

在本实用新型实施例中,第一开关管N1可以为NMOS管,NMOS管的栅极、源极及漏极分别为第一开关管N1的控制端、低电位端及高电位端。当然,第一开关管N1还可以采用三极管、场效应管等开关器件实现,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

作为本实用新型一实施例,第二恒流驱动模块4包括第二运算放大器EA2、第二开关管N2及第二电阻;

第二运算放大器EA2的同相输入端和输出端分别与第一基准电压源和第二开关管N2的控制端连接,第二开关管N2的高电位端为第二恒流驱动模块4的输入端,第二开关管N2的低电位端与第二电阻R2的第一端共接于第二运算放大器EA2的反相输入端,第二电阻R2的第一端和第二端分别为第二恒流驱动模块4的受控端和输出端。

在本实用新型实施例中,第一基准电压源为第二运算放大器EA2提供第一基准电压Vref。

在本实用新型实施例中,第二开关管N2可以为NMOS管,NMOS管的栅极、源极及漏极分别为第二开关管N2的控制端、低电位端及高电位端。当然,第二开关管N2还可以采用三极管、场效应管等开关器件实现,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

作为本实用新型一实施例,第三恒流驱动模块5包括第三运算放大器EA3、第三开关管N2及第三电阻R3;

第三运算放大器EA3的同相输入端和输出端分别与第一基准电压源和第三开关管N3的控制端连接,第三开关管N3的高电位端为第三恒流驱动模块5的输入端,第三开关管N3的低电位端与第三电阻R3的第一端共接于第三运算放大器EA3的反相输入端,第三电阻R3的第二端为第三恒流驱动模块5的输出端。

在本实用新型实施例中,第一基准电压源也为第三运算放大器EA3提供第一基准电压Vref。

在本实用新型实施例中,第三开关管N3可以为NMOS管,NMOS管的栅极、源极及漏极分别为第三开关管N3的控制端、低电位端及高电位端。当然,第三开关管N3还可以采用三极管、场效应管等开关器件实现,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

作为本实用新型一实施例,串并转换模块2包括第一滤波电容C1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第四开关管N4、第五开关管N5、第一放大器Amp1、第二放大器Amp2及比较器Comp1。

第四电阻R4的第一端和第五电阻R5的第二端分别为串并转换模块2的第一端和第二端,第四电阻R4的第二端、第一滤波电容C1的第一端、第一放大器Amp1的同相输入端及比较器Comp1的同相输入端共接于第五电阻R5的第一端,第一滤波电容C1的第二端与整流模块1的第二输出端连接,第四开关管N4的控制端和高电位端分别与第一放大器Amp1的输出端和电源连接,第四开关管N4的低电位端与第六电阻R6的第一端共接于第一放大器Amp1的反相输入端,第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第一端共接于第二放大器Amp2的反相输入端,第二放大器Amp2的同相输入端与第一基准电压源连接,第二放大器Amp2的输出端与第七电阻R7的第二端共接作为串并转换模块2的输出端,比较器Comp1的反相输入端与第二基准电压源连接,第五开关管N5的控制端和低电位端分别与比较器Comp1的输出端和整流模块1的第二输出端连接,第五开关管N5的高电位端为串并转换模块2的控制端。

在本实用新型实施例中,第三电阻R3的阻值小于第二电阻R2的阻值,且第三电阻R3的阻值小于第一电阻R1的阻值,以保证第一LED灯串10和第二LED灯串20在由并联连接转换为串联连接时,第二开关管N2处于关断状态,保证第二横流控制模块4停止工作。

作为本实用新型一实施例,开关模块6为二极管D1。

二极管D1的阳极和阴极分别为开关模块6的输入端和输出端。

相对于传统的LED线性恒流驱动电路,本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路去掉了并联在整流模块1输出端的滤波电容,将第一滤波电容C1连接在第四电阻R4和第五电阻R5的公共端与整流模块1的第二输出端之间,使得LED线性恒流驱动电路可以实现高功率因数。

本实施例提供的LED线性恒流驱动电路的工作原理如下:

如图2所示,当整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压VIN小于或等于第一预设电压阈值,此时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT小于或等于第一基准电压Vref,二极管D1关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第四开关管N4关断,第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为第一基准电压Vref。由于第三电阻R3的阻值小于第一电阻R1的阻值,因此,第一恒流控制模块3对第一LED灯串10进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10的电流I1=Vref/R1,第三恒流控制模块5不对第一LED灯串10进行恒流控制;同时,第二恒流控制模块4对第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第二LED灯串20的电流I2=Vref/R2。通过调整第一基准电压Vref、第一电阻R1及第二电阻R2的值,可以分别对流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流进行调整。

当整流模块1的输出电压VIN上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于第一基准电压Vref,第四开关管N4导通,此时,串并联转换模块2开始对第一恒流控制模块3的输入电压进行调整,进而对流经第一LED灯串10的电流I1进行调整。具体的,串并联转换模块2输出至第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为则流经第一LED灯串10的电流随着整流模块1的输出电压VIN的增大,VT增大,输出电流I1减小,由于后级电路的输入功率为P=VIN*I1,因此,调节I1大小可以使得后级电路的输入功率基本保持不变。

当整流模块1的输出电压VIN继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于或等于第二基准电压VR,此时,比较器Comp1控制第五开关管N5导通,第一开关管N1关断,第一恒流驱动模块3停止工作,二极管D1导通,通过调整整流模块1的输出电压VIN、第四电阻R4及第五电阻R5的值,使得VT>VR时,整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10加上第二LED灯串20的导通电压,此时,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流I3=Vref/R3。由于第三电阻R3的阻值小于第二电阻R2的阻值,使得第二开关管N2的低电位端(第二运算放大器EA2的同相输入端)的电压大于第一基准电压Vref,因此,第二运算放大器EA2输出低电平,第二开关管N2关断,第二恒流控制模块4停止工作。

从图9可以看出,随着整流模块1的输出电压VIN的变化,后级电路的输入功率基本保持不变,从而使得输入交流电的电压可以在一个较大的范围内变化,且保证了后级电路的输入功率基本不变,同时实现了高功率因数。

第二实施例:

图3示出了本实用新型第二实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构,该实施例是在第一实施例的基础上,对第三恒流控制模块5的连接关系进行了相应调整,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图3所示,本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路与第一LED灯串10和第二LED灯串20连接,LED线性恒流驱动电路包括整流模块1,整流模块1的输入端与交流电源AC连接,整流模块1对交流电源AC输出的交流电进行整流,并输出直流电为第一LED灯串10和第二LED灯串20进行供电。

其中,第一LED灯串10和第二LED灯串20均由多个发光二极管按照上一发光二极管的阴极连接下一发光二极管的阳极的方式依次串联构成,第一LED灯串10或第二LED灯串20中第一个发光二极管的阳极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输入端,第一LED灯串10或第二LED灯串20中最后一个发光二极管的阴极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输出端。在实际应用中,第一LED灯串10中LED灯的个数和第二LED灯串10中LED灯的个数可以相等,也可以不相等,即第一LED灯串10的正向导通电压和第二LED灯串20的正向导通电压可以相等,也可以不相等,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

LED线性恒流驱动电路还包括串并转换模块2、第一恒流驱动模块3、第二恒流驱动模块4、第三恒流驱动模块5及开关模块6。

串并转换模块2的第一端、第一LED灯串10的输入端及第二恒流控制模块4的输入端共接于整流模块1的第一输出端,串并转换模块2的第二端、第一恒流驱动模块3的输出端、第三恒流控制模块5的输出端及整流模块1的第二输出端共接于地,第一恒流控制模块3的输入端与第一LED灯串10的输出端共接于开关模块6的输入端,第一恒流驱动模块3的电压输入端和受控端分别与串并转换模块2的输出端和控制端连接,第二恒流驱动模块4的受控端和输出端分别与开关模块6的输出端和第二LED灯串20的输入端连接,第二LED灯串20的输出端与第三恒流控制模块5的输入端连接。

当整流模块1的输出电压达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压小于或等于第一预设电压阈值,此时,开关模块6关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4分别对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,第三恒流控制模块5不对LED灯串进行恒流控制;当整流模块1的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,此时,开关模块6导通,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制。

在本实用新型实施例中,后级电路具体指包括串并转换模块2、第一恒流控制模块3、第二恒流控制模块4、第三恒流控制模块5、开关模块6、第一LED灯串10及第二LED灯串20的电路部分。

在本实用新型实施例中,具体的,当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,串并转换模块2控制第一恒流控制模块3关断,同时,由于第二恒流控制模块的输出电压大于第一基准电压,因此,第二恒流控制模块也处于关断状态。

在本实用新型实施例中,第一预设电压阈值、第二预设电压阈值及第三预设电压阈值可根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在实际应用中,整流模块1可以为桥式整流电路,也可以为其他类型的整流电路,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在本实用新型实施例中,交流电源AC的电压值可以为110V~220V,即输入的交流电的电压可以在110V~220V内变化,使得LED线性恒流驱动电路实现了宽输入电压的应用;同时,在输入电压变化的过程中,通过串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而调节第一LED灯串10的功率,使后级电路的输入功率基本保持不变;且相对于传统的LED线性恒流驱动电路,本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路去掉了并联在整流模块1输出端的滤波电容,提高了电路的功率因数。

图4示出了本实用新型第二实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图4所示,本实施例提供的LED线性恒流驱动电路中各个模块的电路结构与一实施例提供的LED线性恒流驱动电路中各个模块的电路结构完全相同,具体请参照图2以及图2对应的第一实施例中的相关描述,此处不再赘述。

本实施例提供的LED线性恒流驱动电路的工作原理如下:

如图4所示,当整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压VIN小于或等于第一预设电压阈值,此时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT小于或等于第一基准电压Vref,二极管D1关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第四开关管N4关断,第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为第一基准电压Vref。第一恒流控制模块3对第一LED灯串10进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10的电流I1=Vref/R1;同时,由于第三电阻R3的阻值小于第一电阻R1的阻值,因此,第二恒流控制模块4对第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第二LED灯串20的电流I2=Vref/R2,第三恒流控制模块5不对第二LED灯串20进行恒流控制。通过调整第一基准电压Vref、第一电阻R1及第二电阻R2的值,可以分别对流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流进行调整。

当整流模块1的输出电压VIN上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于第一基准电压Vref,第四开关管N4导通,此时,串并联转换模块2开始对第一恒流控制模块3的输入电压进行调整,进而对流经第一LED灯串10的电流I1进行调整。具体的,串并联转换模块2输出至第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为则流经第一LED灯串10的电流随着整流模块1的输出电压VIN的增大,VT增大,输出电流I1减小,由于后级电路的输入功率为P=VIN*I1,因此,调节I1大小可以使得后级电路的输入功率基本保持不变。

当整流模块1的输出电压VIN继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于或等于第二基准电压VR,此时,比较器Comp1控制第五开关管N5导通,第一开关管N1关断,第一恒流驱动模块3停止工作,二极管D1导通,通过调整整流模块1的输出电压VIN、第四电阻R4及第五电阻R5的值,使得VT>VR时,整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10加上第二LED灯串20的导通电压,此时,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流I3=Vref/R3。由于第三电阻R3的阻值小于第二电阻R2的阻值,使得第二开关管N2的低电位端(第二运算放大器EA2的同相输入端)的电压大于第一基准电压Vref,因此,第二运算放大器EA2输出低电平,第二开关管N2关断,第二恒流控制模块4停止工作。

从图9可以看出,随着整流模块1的输出电压VIN的变化,后级电路的输入功率基本保持不变,从而使得输入交流电的电压可以在一个较大的范围内变化,且保证了后级电路的输入功率基本不变,同时实现了高功率因数。

第三实施例:

图5示出了本实用新型第三实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图5所示,本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路与第一LED灯串10和第二LED灯串20连接,LED线性恒流驱动电路包括整流模块1和第二滤波电容C2,整流模块1的输入端与交流电源AC连接,第二滤波电容C2的第一端和第二端分别与整流模块1的第一输出端和第二输出端连接,整流模块1和第二滤波电容C2分别对交流电源AC输出的交流电进行整流和滤波处理,并输出直流电为第一LED灯串10和第二LED灯串20进行供电。

其中,第一LED灯串10和第二LED灯串20均由多个发光二极管按照上一发光二极管的阴极连接下一发光二极管的阳极的方式依次串联构成,第一LED灯串10或第二LED灯串20中第一个发光二极管的阳极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输入端,第一LED灯串10或第二LED灯串20中最后一个发光二极管的阴极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输出端。在实际应用中,第一LED灯串10中LED灯的个数和第二LED灯串10中LED灯的个数可以相等,也可以不相等,即第一LED灯串10的正向导通电压和第二LED灯串20的正向导通电压可以相等,也可以不相等,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

LED线性恒流驱动电路还包括串并转换模块2、第一恒流驱动模块3、第二恒流驱动模块4、第三恒流驱动模块5及开关模块6。

串并转换模块2的第一端、第三恒流控制模块5的输入端及第二恒流控制模块4的输入端共接于整流模块1的第一输出端,第三恒流控制模块5的输出端与第一LED灯串10的输入端连接,串并转换模块2的第二端、第一恒流驱动模块3的输出端、第二LED灯串20的输出端及整流模块1的第二输出端共接于地,第一恒流控制模块3的输入端与第一LED灯串10的输出端共接于开关模块6的输入端,第一恒流驱动模块3的电压输入端和受控端分别与串并转换模块2的输出端和控制端连接,第二恒流驱动模块4的受控端和输出端分别与开关模块6的输出端和第二LED灯串20的输入端连接。

当整流模块1的输出电压达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压小于或等于第一预设电压阈值,此时,开关模块6关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4分别对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,第三恒流控制模块5不对LED灯串进行恒流控制;当整流模块1的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,此时,开关模块6导通,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制。

在本实用新型实施例中,后级电路具体指包括串并转换模块2、第一恒流控制模块3、第二恒流控制模块4、第三恒流控制模块5、开关模块6、第一LED灯串10及第二LED灯串20的电路部分。

在本实用新型实施例中,具体的,当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,串并转换模块2控制第一恒流控制模块3关断,同时,由于第二恒流控制模块的输出电压大于第一基准电压,因此,第二恒流控制模块也处于关断状态。

在本实用新型实施例中,第一预设电压阈值、第二预设电压阈值及第三预设电压阈值可根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在实际应用中,整流模块1可以为桥式整流电路,也可以为其他类型的整流电路,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在本实用新型实施例中,交流电源AC的电压值可以为110V~220V,即输入的交流电的电压可以在110V~220V内变化,使得LED线性恒流驱动电路实现了宽输入电压的应用;同时,在输入电压变化的过程中,通过串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而调节第一LED灯串10的功率,使后级电路的输入功率基本保持不变;且本实施例提供的LED线性恒流驱动电路在整流模块1的输出端并联了第二滤波电容C2,可以使第一LED灯串10和第二LED灯串20实现无频闪。

图6示出了本实用新型第三实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图6所示,本实施例提供的LED线性恒流驱动电路中各个模块的电路结构与一实施例提供的LED线性恒流驱动电路中各个模块的电路结构完全相同,具体请参照图2以及图2对应的第一实施例中的相关描述,此处不再赘述。

本实施例提供的LED线性恒流驱动电路的工作原理如下:

如图6所示,当整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压VIN小于或等于第一预设电压阈值,此时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT小于或等于第一基准电压Vref,二极管D1关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第四开关管N4关断,第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为第一基准电压Vref。由于第三电阻R3的阻值小于第一电阻R1的阻值,因此,第一恒流控制模块3对第一LED灯串10进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10的电流I1=Vref/R1,第三恒流控制模块5不对第一LED灯串10进行恒流控制;同时,第二恒流控制模块4对第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第二LED灯串20的电流I2=Vref/R2。通过调整第一基准电压Vref、第一电阻R1及第二电阻R2的值,可以分别对流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流进行调整。

当整流模块1的输出电压VIN上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于第一基准电压Vref,第四开关管N4导通,此时,串并联转换模块2开始对第一恒流控制模块3的输入电压进行调整,进而对流经第一LED灯串10的电流I1进行调整。具体的,串并联转换模块2输出至第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为则流经第一LED灯串10的电流随着整流模块1的输出电压VIN的增大,VT增大,输出电流I1减小,由于后级电路的输入功率为P=VIN*I1,因此,调节I1大小可以使得后级电路的输入功率基本保持不变。

当整流模块1的输出电压VIN继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于或等于第二基准电压VR,此时,比较器Comp1控制第五开关管N5导通,第一开关管N1关断,第一恒流驱动模块3停止工作,二极管D1导通,通过调整整流模块1的输出电压VIN、第四电阻R4及第五电阻R5的值,使得VT>VR时,整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10加上第二LED灯串20的导通电压,此时,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流I3=Vref/R3。由于第三电阻R3的阻值小于第二电阻R2的阻值,使得第二开关管N2的低电位端(第二运算放大器EA2的同相输入端)的电压大于第一基准电压Vref,因此,第二运算放大器EA2输出低电平,第二开关管N2关断,第二恒流控制模块4停止工作。

从图9可以看出,随着整流模块1的输出电压VIN的变化,后级电路的输入功率基本保持不变,从而使得输入交流电的电压可以在一个较大的范围内变化,且保证了后级电路的输入功率基本不变,同时可以使第一LED灯串10和第二LED灯串20实现无频闪。

第四实施例:

图7示出了本实用新型第四实施例提供的LED线性恒流驱动电路的模块结构,该实施例是在第三实施例的基础上,对第三恒流控制模块5的连接关系进行了相应调整,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图7所示,本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路与第一LED灯串10和第二LED灯串20连接,LED线性恒流驱动电路包括整流模块1和第二滤波电容C2,整流模块1的输入端与交流电源AC连接,第二滤波电容C2的第一端和第二端分别与整流模块1的第一输出端和第二输出端连接,整流模块1和第二滤波电容C2分别对交流电源AC输出的交流电进行整流和滤波处理,并输出直流电为第一LED灯串10和第二LED灯串20进行供电。

其中,第一LED灯串10和第二LED灯串20均由多个发光二极管按照上一发光二极管的阴极连接下一发光二极管的阳极的方式依次串联构成,第一LED灯串10或第二LED灯串20中第一个发光二极管的阳极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输入端,第一LED灯串10或第二LED灯串20中最后一个发光二极管的阴极为第一LED灯串10或第二LED灯串20的输出端。在实际应用中,第一LED灯串10中LED灯的个数和第二LED灯串10中LED灯的个数可以相等,也可以不相等,即第一LED灯串10的正向导通电压和第二LED灯串20的正向导通电压可以相等,也可以不相等,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

LED线性恒流驱动电路还包括串并转换模块2、第一恒流驱动模块3、第二恒流驱动模块4、第三恒流驱动模块5及开关模块6。

串并转换模块2的第一端、第一LED灯串10的输入端及第二恒流控制模块4的输入端共接于整流模块1的第一输出端,串并转换模块2的第二端、第一恒流驱动模块3的输出端、第三恒流控制模块5的输出端及整流模块1的第二输出端共接于地,第一恒流控制模块3的输入端与第一LED灯串10的输出端共接于开关模块6的输入端,第一恒流驱动模块3的电压输入端和受控端分别与串并转换模块2的输出端和控制端连接,第二恒流驱动模块4的受控端和输出端分别与开关模块6的输出端和第二LED灯串20的输入端连接,第二LED灯串20的输出端与第三恒流控制模块5的输入端连接。

当整流模块1的输出电压达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压小于或等于第一预设电压阈值,此时,开关模块6关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4分别对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,第三恒流控制模块5不对LED灯串进行恒流控制;当整流模块1的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,此时,开关模块6导通,第一恒流控制模块3和第二恒流控制模块4关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制。

在本实用新型实施例中,后级电路具体指包括串并转换模块2、第一恒流控制模块3、第二恒流控制模块4、第三恒流控制模块5、开关模块6、第一LED灯串10及第二LED灯串20的电路部分。

在本实用新型实施例中,具体的,当整流模块1的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,串并转换模块2控制第一恒流控制模块3关断,同时,由于第二恒流控制模块的输出电压大于第一基准电压,因此,第二恒流控制模块也处于关断状态。

在本实用新型实施例中,第一预设电压阈值、第二预设电压阈值及第三预设电压阈值可根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在实际应用中,整流模块1可以为桥式整流电路,也可以为其他类型的整流电路,具体根据实际情况进行设置,此处不做限制。

在本实用新型实施例中,交流电源AC的电压值可以为110V~220V,即输入的交流电的电压可以在110V~220V内变化,使得LED线性恒流驱动电路实现了宽输入电压的应用;同时,在输入电压变化的过程中,通过串并转换模块2对第一恒流控制模块3的输出电流进行调节,进而调节第一LED灯串10的功率,使后级电路的输入功率基本保持不变;且本实施例提供的LED线性恒流驱动电路在整流模块1的输出端并联了第二滤波电容C2,可以使第一LED灯串10和第二LED灯串20实现无频闪。

图8示出了本实用新型第四实施例提供的LED线性恒流驱动电路的电路结构,为了便于说明,仅示出了与本实用新型实施例相关的部分,详述如下:

如图8所示,本实施例提供的LED线性恒流驱动电路中各个模块的电路结构与一实施例提供的LED线性恒流驱动电路中各个模块的电路结构完全相同,具体请参照图2以及图2对应的第一实施例中的相关描述,此处不再赘述。

本实施例提供的LED线性恒流驱动电路的工作原理如下:

如图8所示,当整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10或第二LED灯串20的正向导通电压时,整流模块1的输出电压VIN小于或等于第一预设电压阈值,此时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT小于或等于第一基准电压Vref,二极管D1关断,第一LED灯串10和第二LED灯串20并联连接,第四开关管N4关断,第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为第一基准电压Vref。第一恒流控制模块3对第一LED灯串10进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10的电流I1=Vref/R1;同时,由于第三电阻R3的阻值小于第一电阻R1的阻值,因此,第二恒流控制模块4对第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第二LED灯串20的电流I2=Vref/R2,第三恒流控制模块5不对第二LED灯串20进行恒流控制。通过调整第一基准电压Vref、第一电阻R1及第二电阻R2的值,可以分别对流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流进行调整。

当整流模块1的输出电压VIN上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于第一基准电压Vref,第四开关管N4导通,此时,串并联转换模块2开始对第一恒流控制模块3的输入电压进行调整,进而对流经第一LED灯串10的电流I1进行调整。具体的,串并联转换模块2输出至第一运算放大器EA1的同相输入端的电压为则流经第一LED灯串10的电流随着整流模块1的输出电压VIN的增大,VT增大,输出电流I1减小,由于后级电路的输入功率为P=VIN*I1,因此,调节I1大小可以使得后级电路的输入功率基本保持不变。

当整流模块1的输出电压VIN继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,整流模块1的输出电压VIN经过第四电阻R4和第五电阻R5的分压VT大于或等于第二基准电压VR,此时,比较器Comp1控制第五开关管N5导通,第一开关管N1关断,第一恒流驱动模块3停止工作,二极管D1导通,通过调整整流模块1的输出电压VIN、第四电阻R4及第五电阻R5的值,使得VT>VR时,整流模块1的输出电压VIN达到第一LED灯串10加上第二LED灯串20的导通电压,此时,第一LED灯串10和第二LED灯串20串联连接,第三恒流控制模块5对第一LED灯串10和第二LED灯串20进行恒流控制,使得流经第一LED灯串10和第二LED灯串20的电流I3=Vref/R3。由于第三电阻R3的阻值小于第二电阻R2的阻值,使得第二开关管N2的低电位端(第二运算放大器EA2的同相输入端)的电压大于第一基准电压Vref,因此,第二运算放大器EA2输出低电平,第二开关管N2关断,第二恒流控制模块4停止工作。

从图9可以看出,随着整流模块1的输出电压VIN的变化,后级电路的输入功率基本保持不变,从而使得输入交流电的电压可以在一个较大的范围内变化,且保证了后级电路的输入功率基本不变,同时可以使第一LED灯串10和第二LED灯串20实现无频闪。

本实用新型实施例还提供了一种LED照明装置,与交流电源连接,且包括第一LED灯串和第二LED灯串,LED照明装置还包括上述任一实施例提供的LED线性恒流驱动电路。

本实用新型实施例提供的LED线性恒流驱动电路包括整流模块、串并转换模块、第一恒流驱动模块、第二恒流驱动模块、第三恒流驱动模块及开关模块;当整流模块的输出电压小于或等于第一预设电压阈值时,开关模块关断,第一LED灯串和第二LED灯串并联连接,第一恒流控制模块和第二恒流控制模块分别对第一LED灯串和第二LED灯串进行恒流控制;当整流模块的输出电压上升至大于第一预设电压阈值且继续上升并小于第二预设电压阈值时,串并转换模块对第一恒流控制模块的输出电流进行调节,进而对后级电路的输入功率进行恒功率控制;当整流模块的输出电压继续上升至大于或等于第二预设电压阈值时,开关模块导通,第一恒流控制模和第二恒流控制模块关断,第一LED灯串和第二LED灯串串联连接,第三恒流控制模块对第一LED灯串和第二LED灯串进行恒流控制,从而使得输入的交流电的电压可在较大的范围内变化,实现了宽输入电压的应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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