一种支持可控硅调光的led驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED驱动电路，尤其是涉及一种支持可控硅调光的LED驱动电路。
【背景技术】
[0002]LED作为一种高效益的新光源，由于具有寿命长、能耗低、节能环保等优点，正广泛应用于工业、农业、商业领域的照明。
[0003]当LED作为灯具光源时，灯具使用时间不仅仅取决于LED，还包括驱动电源等组件。在目前的应用方案中，LED灯具使用时间的瓶颈仍然是电源，往往是电源的使用时间决定了 LED灯具的使用时间长度，而电源的使用时间长度则在很大程度上受限于电解电容的寿命。
[0004]为了尽量排除电源使用时间对LED灯具的使用时间的长度的限制，开发人员一方面改良现有方案电源的实用寿命，另一方面设计了多种驱动LED的简化电源，包括简易的非隔离buck拓扑结构的驱动，阻容式驱动，以及现在Seoul (首尔)等公司提出的AC直接驱动。但是这些简易方案的驱动方式，都存在一个致命的弱点:LED电流随电源波动而波动，造成在电网电压波动的时候，LED灯出现电流大幅度的变化，表现为LED灯的亮度变化，或者光的抖动，产生不良的用户体验，长期使用还会对视力带来损伤。
[0005]如图1 (a)所示，为现有串并联变换方案的负载端的基本结构，仅包含两个开关单元、两个LED模组、一个恒流单元，一个高压二极管。通过检测整流模块后边的单向正弦波脉动波的瞬态值，控制开关Kl和开关K2的通断状态，实现LED的串联和并联状态的切换，当检测到的瞬态值较低时，Kl和K2导通，如图1 (a)所示，两组LED模组并联，电流波形如图1 (c)所示，由于只有一个恒流单元,瞬态功率小于最大功率的1/2 ;随着瞬态电压的升高，控制电路控制开关Kl和K2断开，如图1 (b)所示，两组LED模组串联，电流波形如图1(d)所示。当瞬态电压开始下降时，开关管Kl和K2的工作模式类似。该方案不能保持串并联时LED模组的功率恒定。
[0006]另一方面，LED其核心是二极管PN节，其IV特性为指数函数，当加在两端的电压大于启动电压之后，通过PN节的电流快速增大。采用现有的AC直接驱动方式，当外加的电压增幅稍微大点，就可能直接损坏LED器件。此外现在的AC直接驱动的应用电压范围都比较狭小，实际应用上有较多不便，并且在目前国际通用电压的标准值也是多样的，工作电压范围狭小的AC直接驱动将不利用推广，同时也带来了库存管理和生产等一系列的问题。现有的采用串并联变换的AC直接驱动方案，通过检测单向正弦脉动波的瞬态值，实时的调整LED的串并联关系，其目的是，提高电源在时域上的利用，同时保持较高的功率因数。但仍然没有解决全电压范围工作的问题。
[0007]目前白炽灯和卤素灯所占的比例还很大，白炽灯和卤素灯通常采用可控硅调光。具体来说，在一些已经安装了可控硅调光电源的白炽灯或卤素灯的地方，墙上已经安装了可控硅的调光开关和旋钮，墙壁里也已经安装了通向灯具的两根连接线，要更换墙上的可控硅开关和增加连接线的数目都不是那么容易。如果LED想要取代可控硅调光的白炽灯和卤素灯灯具的位置，就也要和可控硅调光兼容。目前支持可控硅调光技术的LED驱动电路不具有全电压的工作范围，且电路的功率因数较低。例如，中国专利公开CN201210044947.3公开了一种用于可控硅调节电路的LED驱动电路，驱动电路由整流桥、稳压二极管、恒流二极管、LED阵列和电阻串接而成。该技术方案虽然支持可控硅调光且结构简单，但其LED驱动电路不具有全电压的工作范围，功率因数低，具有明显的使用缺陷。
【发明内容】
[0008]为了克服现有LED驱动电路技术存在的上述不足，本发明提供了一种支持可控硅调光的LED驱动电路，其包括:可控硅调光器、输入保护单元、整流模块、采样模块、控制模块和照明模块，所述整流模块用于给所述照明模块供电，
[0009]其特征在于，
[0010]所述可控硅调光器设置在交流电源输入端和所述输入保护单元之间，
[0011]所述整流模块的输出端连接所述采样模块和所述照明模块，所述控制模块设置于所述采样模块和所述照明模块之间，
[0012]所述控制模块包括多个开关单元，所述照明模块包括多个LED模组，所述开关单元连接所述采样模块的输出端和所述照明模块，所述开关单元根据所述采样模块输出的电压信号控制LED模组的串联或并联。
[0013]根据一个优选实施方式，所述输入保护单元由保险丝和压敏电阻组成，其中，
[0014]所述保险丝的输入端连接所述可控硅调光器，所述保险丝的输出端连接压敏电阻和所述整流模块的一个输入端，所述压敏电阻并联至所述保险丝的输出端和零线之间。
[0015]根据一个优选实施方式，所述整流模块包括由四个整流二极管构成的第一整流臂和第二整流臂，所述四个整流二极管中的第一整流二极管和第三整流二极管串联构成第一整流臂，所述四个整流二极管中的第二整流二极管和第四整流二极管串联构成第二整流臂。
[0016]根据一个优选实施方式，所述采样模块包括两个分压电阻和一个整流二极管，其中，第一分压电阻与第二分压电阻按照彼此串联的方式连接在所述整流模块的输出正端和输出负端之间，所述整流二极管的正极连接所述第一分压电阻与第二分压电阻之间的连接节点，并且所述整流二极管的负极构成了所述采样模块的输出端。
[0017]根据一个优选实施方式，所述照明模块还包括多个恒流单元和若干高压二极管，其中，每个LED模组分别串联对应的一个恒流单元以便保持各个LED模组在工作时功率一致，其中每个恒流单元分别经由一个高压二极管串联连接至下一 LED模组。
[0018]根据一个优选实施方式，所述LED模组由多个串联的LED芯片组成，所述LED模组的输出端连接对应恒流单元的输入端，所述高压二极管的正极连接对应恒流单元的输出端和下一开关单元的一端，所述高压二极管的负极连接对应开关单元的一端和下一 LED模组的输入端，所述高压二极管防止所述LED模组串并联时电压反串。
[0019]根据一个优选实施方式，所述控制模块包括多个开关单元，其中，
[0020]第一开关单元包括两个电阻、一个电容和两个场效应管，
[0021]其中，第一场效应管的栅极连接所述采样模块的输出端，所述第一场效应管的源极连接所述整流模块的输出负端，所述第一场效应管的漏极经由第一电阻连接至第二电阻的一端和第二场效应管的栅极，所述第二场效应管的漏极和第二电阻的另一端连接至所述整流模块的输出正端，并且
[0022]其中，第一电容的一端连接所述第二场效应管的栅极，并且第一电容的另一端和所述第二场效应管的源极共同连接至高压二极管的负极。
[0023]根据一个优选实施方式，所述控制模块中除了所述第一开关单元之外的每个开关单元分别包括一个电阻、一个电容和两个场效应管，其中，
[0024]第三场效应管的栅极连接所述采样模块的输出端，所述第三场效应管的漏极经由第三电阻连接至第四场效应管的漏极和所述高压二极管的正极，并且第四场效应管的漏极和所述高压二极管的正极是彼此连接的，
[0025]所述第三场效应管的漏极还连接至第二电容的一端和所述第四场效应管的栅极，所述第三场效应管的源极、所述第二电容的另一端和所述第四场效应管的源极连接至所述整流模块的输出负端。
[0026]根据一个优选实施方式，在所述开关单元中，所述第一场效应管的栅极和所述第三场效应管的栅极均连接至所述采样模块的输出端，
[0027]当所述采样模块的输出电压低于预定的切换电压时，所述第一场效应管和所述第三场效应管截止，所述第二场效应管和所述第四场效应管导通，使得对应的若干LED模组构成并联关系，
[0028]当所述采样模块的输出电压高于预定的切换电压时，所述第一场效应管和所述第三场效应管导通，所述第二场效应管和所述第四场效应管截止，使得对应的若干LED模组构成串联关系。
[0029]根据一个优选实施方式，所述恒流单元为恒流二极管或由恒流MOS管构成的恒流电路，并且所述恒流单元使得流经相应LED模组的电流保持一致，使得所述照明模块中每个LED模组的功率在串联和并联工作时功率保持不变。
[0030]本发明的有益效果是:
[0031]LED驱动电路支持可控硅调光，能与现今的照明基础设施兼容，应用范围广。LED驱动电路采用智能拓扑变换技术应用于交流直接驱动，可实现交流直接驱动的LED在全电压范围工作。每个LED模组与对应的恒流单元串联，能够保持恒定的功率。具有输入保护单元，能对交流输入回路中的过流、过压保护。本发明的LED驱动电路还可以预设的至少两个中心电压点以固定的功率工作，并且保持较高的功率因数。
【附图说明】
[0032]图1(a)是现有的串并联转换负载部分并联原理图；
[0033]图1(b)是现有的串并联转换负载部分串联原理图；
[0034]图