Led调光驱动电路的制作方法
【专利说明】LED调光驱动电路
[0001]本发明为原申请号为201210424253.2、原申请日为2012年10月30日、原发明名称为交流电直接驱动LED模块的调光驱动电路的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及照明领域，尤其涉及一种兼容可控硅调光器的LED调光驱动电路。
【背景技术】
[0003]LED作为一种新型固态光源，以其节能、环保、寿命长等优点有望成为新一代照明光源。众所周知，LED是直流电压驱动的，而我们的生产生活用电却是交流周波电。因此，要想正常点亮LED，需要一个电源转换器，实现整流和降压的功能。电源转换器的引入，带来很多负面效应。其一，电源转换器的寿命远远低于LED自身的寿命，使得发光装置的使用寿命变短；其二，电源转换器会降低发光装置的效率；其三，在小功率应用中，电源转换器会引起功率因数的下降和电流总谐波的增加。为了充分发挥LED的自身优势，人们发明了可以用交流电力直接驱动的LED发光装置。
[0004]在已知的LED驱动的技术方案，在兼容传统可控硅调光器的时候，仅仅着眼于复制传统的亮度调节功能，而忽略了 LED的色温、颜色可调的特点。另外，目前的交流电直接驱动LED技术方案大多是使用多颗LED组件按照反向并联或者桥式整流的电路拓扑结构连接而成，以满足交流电力的驱动要求。但是，交流电是按照一定的频率周期性波动的，由于LED自身开启电压的存在，在瞬时电压超过开启电压时，LED才会导通并发光；反之，LED是截止不发光的。这种电路使得LED的发光效率很低，并且在交流电压波动时，会出现发光闪烁现象。
[0005]中国专利CN 102202441A公开了一种LED照明灯用交流电源直接供电的恒流控制器拓扑电路，其包括EMI电路、整流电路、功率因数校正电路和恒流驱动电路。其工作方式为:功率因数校正电路根据输入交流电压的大小区间来改变功率因数控制电路31和32的导通状态，使得LED照明灯的点亮数量发生改变，从而提高功率因数。在实际工作时，功率因数控制电路31、32等效的开关只要达到1/3、2/3峰值电压时就会立即切换，以此提高功率因数。参见图1，功率因数控制电路31、32中K1、K2的导通状态仅受对应的偏置电阻R6、R7或者R8、R9组成的电路上的电压的影响。
[0006]而本发明中第i开关单元经第i LED光源模组接收第i开启电压并且经第i电压采样单元的分压端接收第i关断电压。每一级LED光源模组具有不同或相同的色温和色彩，设置每一级LED驱动电路中电压采样单元的参数来控制开关单元的关断时间，从而调整LED的色温和色彩。因此，本发明中开关单元的通断状态受到开启电压和关断电压的共同影响。进一步地，本发明未采用如上述对比文件所公开的常用的开关切换拓扑电路，而是采用开关单元从对应的LED光源模组输出端和电压采样单元分压端接收开启电压和关断电压。开关单元接收到达到阈值的开启电压而导通，并维持导通状态直到接收的关断电压达到其阈值使其关断。每个开关单元按照需要能维持特定的导通时间，从而满足了 LED灯色温和色彩调节的需求。
[0007]本发明的开关单元两个输入端的连接方式与对比文件中的恒流电路输入端的连接方式存在明显区别，并且开关单元与对比文件中恒流单元的具体电路结构也存在区别:恒流源42中MOS管V2的栅极连接R3与R4的分压端，本发明中开关单元M2的栅极连接R5。这些结构上的区别导致了本发明和对比文件的工作方式存在前述的不同。
[0008]综上所述，前述对比文件解决的技术问题为如何提高交流驱动LED的功率因数，本发明解决的技术问题为如何在交流驱动下调节LED的色温和色彩，同时兼容可控硅调节。两者解决的技术问题不同，并且采用的技术手段，驱动电路的工作方式也不同。因此，前述对比文件对本发明没有技术启示。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种交流电直接驱动LED光源模组的电路，尤其是一种兼容可控硅调光器的调光驱动电路。
[0010]根据本发明的一个方面，提供了一种用于LED的交流电调光驱动电路，包括:整流单元和由第一电压采样单元，第一开关单元以及第一 LED光源模组组成的第一级LED直流驱动电路；整流单元接收交流电，对接收的交流电进行整流并输出直流电压；整流单元将输出的直流电压经第一输出端输出到第一 LED光源模组的输入端以及第一电压采样单元的第一端，第一 LED光源模组的输出端连接到第一开关单元第一输入端，第一电压采样单元的分压端连接到第一开关单元的第二输入端；第一电压采样单元的第二端、第一开关单元的输出端以及整流单元的第二输出端接地；第一开关单元经第一 LED光源模组接收第一开启电压并且经第一电压采样单元的分压端接收第一关断电压；当第一开启电压升高达到第一开关单元的第一开启电压阈值时，第一开关单元接通并且第一 LED光源模组持续发光；当接收的第一关断电压升高到第一开关单元的第一关断电压阈值时，第一开关单元关断，使得第一 LED光源模组停止发光。
[0011 ] 其中，通过设置第一开关单元的内部参数来调整第一关断电压阈值。
[0012]其中，用于LED的交流电调光驱动电路进一步包括:
[0013]输入保护单元，其输入端连接到交流电，输出端连接到整流单元的输入端。
[0014]其中，第一 LED光源模组包括:
[0015]多个串联的LED发光单元；
[0016]多个并联的LED发光单元；或者
[0017]多个串并混联的LED发光单元。
[0018]其中，第一电压采样单元包括:
[0019]第一电阻，其一端连接到所述整流单元的第一输出端；
[0020]第二电阻，其一端连接到第一电阻的另一端并作为每一个电压采样单元的分压端，第二电阻的另一端接地。
[0021]其中，通过设置第一和第二电阻的阻值来调整第一开关单元的关断时间。
[0022]其中，第一开关单元包括第三至第五电阻，第一和第二稳压二极管以及第一和第二场效应管，其中
[0023]第三电阻的一端连接到所述分压端；
[0024]第一稳压二极管的负端与所述分压端连接，正端接地；
[0025]第一场效应管的栅极连接到第三电阻的另一端，源极接地；
[0026]第一场效应管的漏极、第四电阻的一端、第五电阻的一端、第二稳压二极管的负端连接；
[0027]第五电阻的另一端与第二场效应管的栅极连接；第二场效应管的漏极、第四电阻的另一端、第一 LED光源模组的负端连接；
[0028]第二稳压二极管的正端和第二场效应管的源极接地。
[0029]进一步地，用于LED的交流电调光驱动电路包括:可控硅调光器，串联连接在交流电火线与所述整流单元之间。
[0030]进一步地，用于LED的交流电调光驱动电路包括:可控硅调光器，串联连接在交流电火线与所述输入保护单元之间。
[0031]根据本发明的另一个方面，提供了一种用于LED的交流电调光驱动电路，其特征在于，包括:整流单元和N级LED直流驱动电路，第i级LED直流驱动电路由第i电压采样单元，第i开关单元以及第i LED光源模组组成，N为大于I的自然数，i = 2，3，…，N;
[0032]整流单元接收交流电，对接收的交流电进行整流并输出直流电压；
[0033]第i电压采样单元的第一端以及第i LED光源模组的输入端在i为I时共同连接到整流单元的第一输出端，在i不为I时共