均衡led灯串亮度的线性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，特别涉及一种均衡LED灯串亮度的线性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均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置及其驱动方法，使各个LED灯串在一个整流周期内点亮的总时间和功率均相同，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:
一种均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置，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；
亮度均衡控制模块，用于在一个整流周期内，通过控制N个LED灯串的点亮顺序、熄灭顺序和点亮次数，使N个LED灯串在一个整流周期内点亮的总时间相同；
其中，N为大于等于2的正整数。
[0007]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，所述驱动装置还包括:
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。
[0008]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，所述亮度均衡控制模块，具体用于在一个整流周期内，在接收到第一个过压信号时，点亮发光时间最短的一个LED灯串，在接收到第二个过压信号时，点亮发光时间最短的两个LED灯串并熄灭其他点亮的LED灯串，在接收到第三个过压信号时，点亮发光时间最短的三个LED灯串并熄灭其他点亮的LED灯串，……，在接收到第N-1个过压信号时，点亮发光时间最短的N-1个LED灯串并熄灭其他点亮的LED灯串，在接收到第N个过压信号时，点亮所有LED灯串；在接收到第一个欠压信号时，熄灭发光时间最长的一个LED灯串，在接收到第二个欠压信号时，熄灭发光时间最长的两个LED灯串并点亮其他熄灭的LED灯串，在接收到第三个欠压信号时，熄灭发光时间最长的三个LED灯串并点亮其他熄灭的LED灯串，……，在接收到第N-1个欠压信号时，熄灭发光时间最长的N-1个LED灯串并点亮其他熄灭的LED灯串，在接收到第N个欠压信号时，熄灭所有LED灯串；使得在一个整流周期内，每个LED灯串点亮的总时间相同。
[0009]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，所述线性恒流驱动装置还包括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；所述亮度均衡控制模块通过N个开关模块对应控制N个LED灯串。
[0010]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，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。
[0011]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，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。
[0012]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，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。
[0013]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，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。
[0014]所述的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置中，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。
[0015]一种采用如上所述均衡LED灯串亮度的线性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，在接收到第一个过压信号时，点亮发光时间最短的一个LED灯串，在接收到第二个过压信号时，点亮发光时间最短的两个LED灯串并熄灭其他点亮的LED灯串，在接收到第三个过压信号时，点亮发光时间最短的三个LED灯串并熄灭其他点亮的LED灯串，……，在接收到第N-1个过压信号时，点亮发光时间最短的N-1个LED灯串并熄灭其他点亮的LED灯串，在接收到第N个过压信号时，点亮所有LED灯串；在接收到第一个欠压信号时，熄灭发光时间最长的一个LED灯串，在接收到第二个欠压信号时，熄灭发光时间最长的两个LED灯串并点亮其他熄灭的LED灯串，在接收到第三个欠压信号时，熄灭发光时间最长的三个LED灯串并点亮其他熄灭的LED灯串，……，在接收到第N-1个欠压信号时，熄灭发光时间最长的N-1个LED灯串并点亮其他熄灭的LED灯串，在接收到第N个欠压信号时，熄灭所有LED灯串；使得在一个整流周期内，每个LED灯串点亮的总时间相同；
其中，N为大于等于2的正整数。
[0016]相较于现有技术，本发明提供的均衡LED灯串亮度的线性恒流驱动装置及其驱动方法，通过亮度均衡控制模块，在一个整流周期内，通过控制N个LED灯串的点亮顺序、熄灭顺序和点亮次数，使N个LED灯串在一个整流周期内点亮的总时间相同。由于亮度均衡控制模块保证了 N个LED灯串在一个整流周期内点亮的总时间都是相同的，故每个LED灯串在一个整流周期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。而且在一个整流周期内各个LED灯串