一种自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置及其驱动方法_2

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实现了自动均衡LED灯串亮度的目的。而且在一个整流周期内各 个LED灯串就保持了亮度均衡,极大的提高了照明质量。
【附图说明】
[0017] 图1为现有的线性恒流驱动系统的结构框图。
[0018] 图2为现有的线性恒流驱动系统的的波形图。
[0019] 图3为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置的结构框图。
[0020] 图4为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置的波形图。
[0021] 图5为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置中,开关模块的电路 图。
[0022] 图6为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置中,电平移位模块的 电路图。
[0023] 图7为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置中,尾电流源模块的 电路图。
[0024] 图8为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置中,检测模块的电路 图。
[0025] 图9为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置中,另一实施例的结 构框图。
[0026] 图10为本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置的驱动方法的方法 流程图。
【具体实施方式】
[0027] 本发明提供一种自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置及其驱动方法。为使本发 明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细 说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0028] 本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置,其中的各个模块可采用多 种连接方式,如图3所示,为本发明的一较佳实施例。
[0029] 本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置,包括整流模块10、LED灯 串组20、尾电流源模块30、检测模块40、亮度均衡控制模块50和N个用于控制LED灯串点 亮和熄灭的开关模块70,其中,一个开关模块对应控制一个LED灯串。
[0030] 所述整流模块10,用于对外部输入的交流电进行整流、并给LED灯串组20供电; 优选的,所述整流模块10为整流桥。
[0031] 所述LED灯串组20,包括N个LED灯串,N个LED灯串之间串联连接。
[0032] 所述尾电流源模块30,用于控制LED灯串中的电流、使LED灯串的电流保持恒定。
[0033] 所述检测模块40,用于实时侦测与检测模块40并联的模块的电压,当与检测模块 40并联的模块上的电压高于第一阈值电压Vthl时,输出过压信号到亮度均衡控制模块50 ; 当与检测模块40并联的模块上的电压低于第二阈值电压Vth2时,输出欠压信号到亮度均 衡控制模块50。本实施例中,与检测模块40并联的模块为尾电流源模块30。故,所述检测 模块40具体用于实时侦测尾电流源模块30上的电压,当尾电流源模块30上的电压高于第 一阈值电压Vthl时,输出过压信号到亮度均衡控制模块50 ;当尾电流源模块30上的电压 低于第二阈值电压Vth2时,输出欠压信号到亮度均衡控制模块50。第一阈值电压Vthl的 设置使得尾电流源模块30上的电压不会超过第一阈值电压Vthl,起到了过压保护的作用; 第二阈值电压Vth2的设置使得尾电流源模块30上的电压不会低于第二阈值电压Vth2,起 到了低压保护的作用;由此可知,本发明可将尾电流源模块30的电压稳定在第一阈值电压 Vthl和第二阈值电压Vth2之间。
[0034] 所述亮度均衡控制模块50,用于在一个整流周期内,通过N个开关模块70控制对 应的LED灯串的点亮顺序、每次点亮的持续时间和点亮次数,使N个LED灯串在一个整流周 期内点亮的总时间相同。当然,本发明所述的每个LED灯串在一个整流周期内点亮的总时 间相同,这里的相同并非绝对的相同,点亮的总时间只需接近即可,同样可使用户肉眼看起 来各个LED亮度相同。
[0035] 具体的,所述亮度均衡控制模块50在一个整流周期内,在接收到第一个过压信号 后,通过开关模块70轮流点亮一个LED灯串,使N个LED灯串以预定时间Ts为间隔轮流发 光,并确保始终只有一个LED灯串处于点亮状态,使N个LED灯串在N个预定时间Ts内的 点亮总时间相同;在接收到第二个过压信号后,通过开关模块70再点亮一个LED灯串,使N 个LED灯串以预定时间Ts为间隔轮流发光,并确保始终只有两个LED灯串处于点亮状态, 使N个LED灯串在N个预定时间Ts内的点亮总时间相同;……;在接收到第N-I个过压信 号后,通过开关模块70再点亮一个LED灯串,使N个LED灯串以预定时间Ts为间隔轮流发 光,并确保始终只有N-I个LED灯串处于点亮状态,使N个LED灯串在N个预定时间Ts内 的点亮总时间相同;在接收到第N个过压信号后,通过开关模块70点亮最后一个处于熄灭 状态的LED灯串,使N个LED灯串全部点亮;在接收到第一个欠压信号后,通过开关模块70 熄灭一个LED灯串,使N个LED灯串以预定时间Ts为间隔轮流发光,并确保始终只有N-I 个LED灯串处于点亮状态,使N个LED灯串在N个预定时间Ts内的点亮总时间相同;在接 收到第二个欠压信号后,通过开关模块70再熄灭一个LED灯串,使N个LED灯串以预定时 间Ts为间隔轮流发光,并确保始终只有N-2个LED灯串处于点亮状态,使N个LED灯串在 N个预定时间Ts内的点亮总时间相同;……;在接收到第N-I个过压信号后,通过开关模 块70再熄灭一个LED灯串,使N个LED灯串以预定时间Ts为间隔轮流发光,并确保始终只 有一个LED灯串处于点亮状态,使N个LED灯串在N个预定时间Ts内的点亮总时间相同; 在接收到第N个欠压信号后,通过开关模块70熄灭最后一个处于点亮状态的LED灯串,使 N个LED灯串全部熄灭;使得在一个整流周期内,每个LED灯串点亮的总时间相同,具体的, 在一个整流周期内,N个LED灯串在N个预定时间Ts内的点亮总时间相同。由于亮度均衡 控制模块50保证了 N个LED灯串在N个预定时间Ts内点亮的总时间都是相同的,故每个 LED灯串在N个预定时间Ts内的功率也是相同的,当然,各个LED灯串的亮度和使用寿命也 就相同,实现了自动均衡LED灯串亮度的目的,提高了灯具的使用寿命。
[0036] 其中,N为大于等于2的正整数,所述N的最佳取值为3和4。
[0037] 所述预定时间Ts小于各个过压信号之间的时间间隔和各个欠压信号之间的时间 间隔。优选的,所述预定时间Ts=各个过压信号之间的时间间隔和各个欠压信号之间的时 间间隔的平均值+N+ (n+1),其中,η为大于等于0的整数,这样可以较佳的确保各个LED 灯串点亮的总时间相同。所述预定时间Ts越小,各个LED灯串交替点亮和熄灭越频繁,各 个LED灯串亮度的均一性越好。
[0038] 所述整流模块10通过LED灯串组20连接检测模块40的输入端和尾电流源模块 30的输入端,所述检测模块40的输出端连接亮度均衡控制模块50的输入端,所述尾电流源 模块30的输出端接地;所述亮度均衡控制模块50的N个输出端通过N个开关模块70连接 N个LED灯串。
[0039] 请继续参阅图3,本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置中,所述N 优选为4,即,所述LED灯串组20包括四个LED灯串,分别为第一 LED灯串210、第二LED灯 串220、第三LED灯串230和第四LED灯串240,每个LED灯串中的灯珠数量可以相同也可 不同,根据具体情况而定。
[0040] 请一并参阅图4, Vac为整流桥输出电压的波形,VLED1、VLED2、VLED3、和VLED4分 别为第一 LED灯串210、第二LED灯串220、第三LED灯串230和第四LED灯串240的电压 波形。Tl表示第一个过压信号到第二个过压信号之间的时间段,T2表示第二个过压信号到 第三个过压信号之间的时间段,T3表示第三个过压信号到第四个过压信号之间的时间段, T4表示4个LED灯串全部点亮持续的时间段,T5表示第一个欠压信号到第二个欠压信号之 间的时间段,T6表示第二个欠压信号到第三个欠压信号之间的时间段,T7表示第三个欠压 信号到第四个欠压信号之间的时间段。
[0041] 本发明提供的自动均衡灯串亮度的线性恒流驱动装置中,所述亮度均衡控制模块 50有两种均衡LED发光亮度的方式。
[0042] 其中,方式一:在供电之前,各个LED灯串均处于熄灭状态。整流周期开始时(整流 桥开始供电时),随着输出电压Vac逐步提高,尾电流源模块30上的电压增大,检测模块40 侦测到尾电流源模块30上的电压高于第一阈值电压Vthl,输出过压信号到亮度均衡控制 模块50。亮度均衡控制模块50使各个LED灯串在一个整流周期T内发光时间相同。具体 的,在T1时间段内,只点亮一个LED灯串,并使4个LED灯串轮流处于点亮状态;在进入T2 时间段时,保持现有点亮的LED灯串的发光状态不变,重新点亮一个LED灯串,在只点亮两 个LED灯串的条件下,使4个LED灯串轮流处于点亮状态;……;以此类推,在熄灭LED灯 串时(T5、T6、T7时间段),同样如此,使得四个LED灯串在4个预定时间Ts内的点亮总时间 相同。
[0043] 如图4所示,在T1和T7时间段里,只点亮一个LED灯串;在T2和T6时间段里,点 亮两个LED灯串;在T3和T5时间段里,点亮三个LED灯串;在T4时间段里,点亮4个LED 灯串。在Tl至T3、T5至T7时间段里,每隔预定时间Ts,在不改变点亮LED灯串数量的
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