一种支持可控硅调光的led驱动电路的制作方法_2

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1(c)现有的串并联转换负载部分并联时电流波形图;
[0035]图1(d)现有的串并联转换负载部分串联时电流波形图;
[0036]图2Ca)是本发明串并转换负载部分并联原理图;
[0037]图2(b)是本发明串并转换负载部分串联原理图;
[0038]图2(C)是本发明串并联转换负载部分并联时电流波形图;
[0039]图2Cd)是本发明串并联转换负载部分串联时电流波形图;
[0040]图3是单向正弦脉动波波形图;
[0041]图4是本发明的一种优选应用方案电路图;
[0042]图5是一种恒流单元的典型电路原理图;
[0043]图6 Ca)是本发明的一个调光相位的输入电流波形图;
[0044]图6 (b)是本发明的另一个调光相位的输入电流波形图;
[0045]图7是本发明的模块结构框图;和
[0046]图8是本发明的一种优选应用方案与可控娃调光器的一种连接图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合【附图说明】本发明。图4为本发明的LED驱动电路的一种优选方案电路图。本发明的支持可控硅调光的LED驱动电路包括:可控硅调光器TRIAC、输入保护单元、整流模块120、采样模块130、控制模块140和照明模块160。整流模块120用于给照明模块160供电。可控硅调光器TRIAC设置在交流电源输入端和输入保护单元之间。整流模块120的输出端连接采样模块130和照明模块160。控制模块140设置于采样模块130和照明模块160之间。照明模块160包括多个LED模组、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恒流单元,每个恒流单元通过高压二极管串联连接至下一 LED模组。在图2 Ca)中,恒流单元例如是恒流二极管601和恒流二极管603。
[0048]当在输入交流市电串联接入可控硅调光器TRIAC进行调相调光时,由于采样模块130采样的是整流后的电压瞬态值,因此开关管的切换不受影响。当输入电压较高(例如额定220V),典型的两个调光相位的输入电流波形如图6所示。通过采样模块130采样输入电源的瞬态值,从而判断输入电源的瞬态电压,进而据此确定负载LED采用串联,还是并联的结构。在每个单独的LED模组上串联恒流单元,以保证每个单元的工作电压,进而保持在串联或者并联状态时,系统的总功率保持一致。将智能拓扑变换技术应用于交流直接驱动,可实现AC直接驱动的LED在全电压范围工作,并保持恒定的功率,同时保持较高功率因数。LED驱动电路支持可控硅调光,能与现今的电力基础设施兼容,应用范围广。
[0049]如图2 (a)所示,为本发明的串并联变换方案的负载端的基本结构,其至少包含两个开关单元、两个LED模组、两个恒流单元,一个高压二极管。通过检测整流模块120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。当检测到的瞬态值为预设的低电压时,Kl和K2导通,如图2 (a)所示,两组LED模组并联,电流波形如图2 (c)所示。由于每个LED模组都串联有一个恒流单元(例如图中的恒流二极管601和603),每个LED模组的功率保持一致,整灯功率不变。若检测的瞬态值达到预设的高电压值,控制电路控制开关Kl和K2断开,如图2 (b)所示,两组LED模组串联,电流波形如图2 (d)所示。在两种电压状态下,LED功率保持一致,即实现了两个范围的输入电压(典型的IlOV和220V)状态下,LED功率保持一致,由于采样电压为瞬态值,支持TRIAC调光,通过减少单串LED串联的LED数量,增加分段数量,使其在全电压工作模式下工作更稳定。
[0050]如图4所示为一种优选应用基本原理图,其包括输入保护单元、整流模块120、采样模块130、开关单元、LED模组和恒流单元。作为一个优选实施方式,图4以两个恒流单元、一个高压二极管和两个LED模组为例进行描述。
[0051]输入保护单元由保险丝101和压敏电阻102构成,保险丝的一端作为输入端连接火线L,另一端与整流模块120的一个输入端相连。一个压敏电阻102并联在整流模块120的两个输入端之间。具体的,压敏电阻102的一端连接火线和整流模块120的一端,其另一端连接零线N和整流模块120的另一个输入端。第一整流二极管201的正端和第三整流二极管203的负端相连接,两者的连接节点构成了整流模块120的一个输入端。第二整流二极管202的正端和第四整流二极管204的负端相连接,两者的连接节点构成了整流模块120的另一个输入端。第一整流二极管201和第二整流二极管202的负端相连接,其连接节点构成了整流模块120的输出正端。第三整流二极管203和第四整流二极管204的正端相连接,其连接节点构成了整流模块120的输出负端。
[0052]第一 LED模组的正端连接到整流模块120的输出正端,第一 LED模组负端连接恒流二极管601正端。恒流二极管601负端与高压二极管602的正端相连接,高压二极管602的负端连接第二 LED模组的正端。
[0053]第二 LED模组的负端连接恒流二极管603的正端,恒流二极管603的负端连接到整流模块120的输出负端。此处所述的恒流二极管601和603构成了本发明意义上的恒流单元。
[0054]采样模块130并联在整流模块120的输出正端和负端之间。采样模块130由两个分压电阻和一个整流二极管303构成。第一分压电阻301与第二分压电阻302串联。第一分压电阻301的一端连接到整流模块120的输出正端,而第一分压电阻301的另一端与第二分压电阻302的一端和整流二极管303的正端连接。第二分压电阻302的另一端连接到整流模块120输出负端。整流二极管303的负端构成了采样模块130的输出端。采样模块130采样到的电压为单向正弦脉动波,其波形与整流模块120后端的单向正弦脉动波一致。
[0055]第一场效应管401的栅极连接采样模块130的输出端,第一场效应管401的源极连接整流模块120的输出负端。第一场效应管401的漏极经由第一电阻402连接至第二电阻403的一端和第二场效应管405的栅极。第二场效应管405的漏极和第二电阻403的另一端连接至整流模块120的输出正端。第一电容404的一端连接第二场效应管405的栅极,并且第一电容404的另一端和第二场效应管405的源极共同连接至高压二极管602的负极。
[0056]第三场效应管501的栅极连接采样模块130的输出端,第三场效应管501的漏极经由第三电阻503连接至第四场效应管505的漏极和高压二极管602的正极。第四场效应管505的漏极和高压二极管602的正极是彼此连接的。第三场效应管501的漏极还连接至第二电容504的一端和第四场效应管505的栅极。第三场效应管501的源极、第二电容504的另一端和第四场效应管505的源极连接至整流模块120的输出负端。
[0057]在图4中,照明模块160的每个LED模组分别串联有一个对应的恒流单元,每个直流单元经由一个高压二极管串联连接至下一 LED模组。恒流单元旨在控制流经对应LED模组的电流保持大致不变。在图4中,第一 LED模组的输出端经由恒流单元601连接到高压二极管602的正极。高压二极管602的负极连接至另一 LED模组的输入端。第二场效应管405作为开关单元并联连接在第一个LED模组的输出端与高压二极管602的负极上。具体而言,第二场效应管405的源极连接到高压二极管602的负端,第二场效应管405的栅极经由第二电阻403连接到整流单元的输出正端,并且第二场效应管405的漏极连接至第一LED模组的输入端和整流模块120的输出正端。第四场效应管505作为开关单元并联连接在高压二极管602的正极与位于第二 LED模组下游的另一恒流二极管603的负端上。具体而言,第四场效应管505的源极连接到恒流二极管603的负端与整流模块的输出负端。第四场效应管505的栅极经由第三电阻503连接至第一 LED模组的恒流单元601的负极,并且第四场效应管505的栅极连接至第三场效应管501的源极。第四场效应管505的漏极直接连接至第一 LED模组的恒流单元601的负极。
[0058]交流市电经输入保护单元传递到整流模块120,经过整流模块120成为单向正弦脉冲波,由采样模块130采样电压瞬态值。当输入电压为预设低压(例如以IlOV为中心的电压范围),则米样电压低于预设的切换电压。此时,第一场效应管401和第三场效应管501截止,而第二场效应管405和第四场效应管505导通,从而使得两个LED模组构成并联关系。由于两个LED模组分别串联了恒流单元601和603,所以两个LED模组上流经的电流均为恒流单元预设电流。输入总电流如图2(d)所示,输入电流为2*Imax。高压二极管602串联连接在第一 LED模组和第二 LED模组之间,用以防止电压反串,功率P ^ Vinl*2Imax。当输入电压为预设的高电压(例如以220V
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