自动均衡led灯串亮度的恒流驱动装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED照明领域，特别涉及一种自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0002]如图1所示，为传统线性恒流驱动系统的结构框图。LED灯串I?4的下方分别接一个恒流源到地。在电压升高和下降过程，LED灯串I?LED灯串4的点亮状态会随之改变。如图2所示，为传统线性恒流驱动系统的的波形图。从图2中可以看出，LED灯串I?LED灯串4是顺序点亮的，在每个整流桥输出的周期里面，LED灯串I的点亮时间最长，LED灯串2?LED灯串4的点亮时间依次减小，最终导致LED灯串I到LED灯串4的亮度在一个整流桥输出周期内依次减小。根据各LED灯串的数量不同，各LED灯串亮度差异不同，按一般常见的LED1~LED4相同数量灯珠的配置，LEDl和LED4的亮度差异会达到3:1。同时，由于各LED灯串平均点亮时间(功率或亮度)的不同，会导致各LED灯串的光衰不同，LEDl光衰会比LED4快很多，这样整个LED灯具的寿命会受限于LEDl的光衰寿命。
[0003]采用传统线性恒流驱动的LED灯具如球泡灯、灯管等，由于LED灯珠的发光亮度(由上述点亮时间不同引起)不一致，在距离灯具较近时(比如0.5m~0.6m)，人眼可以很轻易看出来灯具中有些灯珠偏暗，整体感觉灯具存在光斑。尤其是对于灯管这种应用，LED灯珠串行的排列在灯管上，LED灯珠亮度不一致造成的光斑会很明显，严重影响了灯具的视觉效果，甚至给客户造成灯具损坏的印象。
[0004]因而现有技术还有待改进和提高。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置及其驱动方法，使各个LED灯串的点亮时间和功率均相同，均衡了各个LED灯串的亮度，提高了 LED灯具的使用寿命。
[0006]为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案:
一种自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置，包括
整流模块，用于对外部输入的交流电进行整流、并给LED灯串组供电；
LED灯串组，包括N个LED灯串，N个LED灯串之间串联连接；
N个用于控制LED灯串点亮和熄灭的开关模块，一个开关模块对应控制一个LED灯串； 尾电流源模块，用于控制LED灯串中的电流、使LED灯串的电流保持恒定；
检测模块，用于实时侦测尾电流源模块上的电压，当尾电流源模块上的电压高于第一阈值电压时，输出过压信号到亮度均衡控制模块；当尾电流源模块上的电压低于第二阈值电压时，输出欠压信号到亮度均衡控制模块；
亮度均衡控制模块，用于在一个整流周期内，接收到一次过压信号时，使一个开关模块点亮对应的LED灯串，所述亮度均衡控制模块连续接收到N次过压信号后，通过N个开关模块，点亮所有LED灯串；接收到一次欠压信号时，使一个开关模块熄灭对应的LED灯串，所述亮度均衡控制模块连续接收到N次欠压信号后，通过N个开关模块，熄灭所有LED灯串；使得在一个整流周期内，每个LED灯串点亮的持续时间均不同，而在N个整流周期内，每个LED灯串点亮的总时间相同；
其中，N为大于等于2的正整数。
[0007]所述的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置中，所述线性恒流驱动装置还包括N个用于将检测模块输出的电压进行电平移位、使检测模块输出的电压平移到开关模块的电压域的电平移位模块，一个电平移位模块对应一个开关模块，所述亮度均衡控制模块通过N个电平移位模块连接N个开关模块。
[0008]所述的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置中，所述开关模块通过自身的通断来控制对应的LED灯串的点亮和熄灭；所述开关模块的输入端连接对应的LED灯串的正极，所述开关模块的输出端连接对应的LED灯串的负极，所述开关模块的控制端连接对应的电平移位模块的输出端。
[0009]所述的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置中，所述开关模块包括第一电阻和第一 MOS管；所述第一 MOS管的源极为开关模块的输入端、连接对应LED灯串的正极、还通过第一电阻连接第一 MOS管的栅极，所述第一 MOS管的漏极为开关模块的输出端、连接对应LED灯串的负极，所述第一 MOS管的栅极为开关模块的控制端、连接对应的电平移位模块的输出端。
[0010]所述的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置中，所述电平移位模块包括第二电阻和第二 MOS管，所述第二 MOS管的栅极为电平移位模块的输入端、连接亮度均衡控制模块对应的输出端，所述第二 MOS管的漏极为电平移位模块的输出端、连接对应的开关模块的控制端，所述第二 MOS管的源极通过第二电阻接地。
[0011 ] 所述的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置中，所述尾电流源模块包括第一电源、运算放大器、第三电阻和第三MOS管；所述第三MOS管的漏极为尾电流源模块的输入端、连接LED灯串组的负极，所述第三MOS管的源极连接运算放大器的反相输入端、还通过第三电阻接地，所述第一电源的负极为尾电流源模块的输出端，所述第一电源的负极接地，所述第一电源的正极连接运算放大器的正相输入端，所述运算放大器的输出端连接第三MOS管的栅极。
[0012]所述的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置中，所述检测模块包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一比较器、第二比较器和第二电源；所述第四电阻的一端为检测模块的输入端、连接尾电流源模块的输入端和LED灯串组的负极，所述第四电阻的另一端连接第一比较器的正相输入端、还通过第五电阻连接第六电阻的一端和第二比较器的正相输入端；所述第六电阻接地，所述第二电源的正极连接第一比较器的反相输入端和第二比较器的反相输入端，所述第二电源的负极接地；所述第一比较器的输出端和第二比较器的输出端为检测模块的输出端、连接亮度均衡控制模块的输入端。
[0013]所述的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置中，所述N为4。
[0014]—种采用上述自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置的驱动方法，包括:
实时侦测尾电流源模块上的电压，当尾电流源模块上的电压高于第一阈值电压时，输出过压信号到亮度均衡控制模块；当尾电流源模块上的电压低于第二阈值电压时，输出欠压信号到亮度均衡控制模块；
亮度均衡控制模块在一个整流周期内，接收到一次过压信号时，使一个开关模块点亮对应的LED灯串，所述亮度均衡控制模块连续接收到N次过压信号后，通过N个开关模块，点亮所有LED灯串；接收到一次欠压信号时，使一个开关模块熄灭对应的LED灯串，所述亮度均衡控制模块连续接收到N次欠压信号后，通过N个开关模块，熄灭所有LED灯串；使得在一个整流周期内，每个LED灯串点亮的持续时间均不同，而在N个整流周期内，每个LED灯串点亮的总时间相同。
[0015]相较于现有技术，本发明提供的自动均衡LED灯串亮度的恒流驱动装置及其驱动方法，通过检测模块实时侦测尾电流源模块上的电压，并输出过压或欠压信号到亮度均衡控制模块；亮度均衡控制模块在一个整流周期内，接收到一次过压信号时，使一个开关模块点亮对应的LED灯串，所述亮度均衡控制模块连续接收到N次过压信号后，通过N个开关模块，点亮所有LED灯串；接收到一次欠压信号时，使一个开关模块熄灭对应的LED